Question

7．如图所示，虚线是一个${\;}_{92}^{238}$U正在匀强磁场中以速率v₀做匀速圆周运动的轨迹，当它运动到O点时，衰变成钍核${\;}_{90}^{234}$Th和另外一个新核，两核的速度方向与v₀共线，不计衰变后粒子间的相互作用，则关于钍核与新核在磁场中运动的轨迹和绕行方向可能正确的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 原子核发生衰变时，内力远大于外力，遵守动量守恒定律．根据动量守恒定律分析钍核与新核动量关系，由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{p}{qB}$，p是动量，分析轨迹半径关系，由左手定则判断绕行方向．

解答 解：A、若新核的速度方向与v₀方向相同，根据动量守恒定律知，钍核的速度方向也可能v₀方向相同，由左手定则判断可知，衰变后钍核与新核所受的洛伦兹力均向右，均沿顺时针方向绕行．由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{p}{qB}$，p是动量，由于钍核的带电量远大于新核（α粒子）的带电量，知钍核的轨道半径可能小于新核的轨道半径，因此该图是可能的，故A正确．
B、若衰变后钍核的速度方向与v₀方向相反，由左手定则知，衰变后钍核所受的洛伦兹力向左，应顺时针绕行，故B错误．
C、若衰变后钍核和新核的速度方向均与v₀方向相同，衰变后钍核所受的洛伦兹力向右，应顺时针绕行，故C错误．
D、若衰变后钍核和新核的速度方向均与v₀方向相反，衰变后两者的总动量与原来的总动量方向相反，违反了动量守恒定律，故D错误．
故选：A

点评 解决本题时要知道原子核的衰变与爆炸相似，遵守动量守恒定律，根据粒子的速度方向，由左手定则来分析其所受的洛伦兹力方向．