题目内容
8.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中,由于发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹,两圆半径之比为1:16,有( )A. | 该原子核发生了α衰变 | |
B. | 反冲核沿小圆作逆时针方向运动 | |
C. | 原静止的原子核的原子序数为17 | |
D. | 该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加 |
分析 静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后,新核的速度与粒子速度方向相反,由图看出,放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同,根据左手定则判断粒子与新核的电性关系,即可判断发生了哪种衰变.
根据动量守恒定律得知放出的粒子与新核的动量大小相等,由r=$\frac{mv}{qB}$求出新核的电荷数,即可求解原来的原子核的原子序数.该衰变过程会放出能量,质量略有亏损.
解答 解:A、由图示可知,原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同,而两者速度方向相反,关键左手定则可知两者的电性相反,新核带正电,则放出的必定是电子,发生了β衰变.故A错误.
B、原子核衰变过程系统动量守恒,由动量守恒定律可知,放出的β粒子与新核的动量大小相等,粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:r=$\frac{mv}{Bq}=\frac{P}{qB}$,由此可知,半径与电荷量成反比,两圆半径之比为1:16,由于新核的电荷量较大,则小圆是新核的轨迹,衰变后新核所受的洛伦兹力方向向右,根据左手定则判断得知,其速度方向向下,沿小圆作逆时针方向运动,故B正确.
C、粒子做圆周运动的轨道半径:r=$\frac{mv}{Bq}=\frac{P}{qB}$,由于两圆半径之比为1:16,由半径之比可知:新核的电荷量为16e,原子序数为16,则原来静止的原子核的原子序数为15.故C错误.
D、原子核衰变过程会放出能量,质量略有亏损,该衰变过程结束后其系统的总质量略有减少.故D错误.
故选:B
点评 本题涉及的知识点比较多,解答的关键是要掌握原子核衰变过程系统动量守恒,由动量守恒定律、牛顿第二定律、左手定值即可正确解题.
练习册系列答案
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