题目内容
静止在匀强磁场中的U核,发生α衰变后生成Th核,衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向,则以下结论中正确的是( )
①衰变方程可表示为:U=Th+He
②衰变后的Th核和α粒子的轨迹是两个内切圆,轨道半径之比为1:45
③Th核和α粒子的动能之比为2:117
④若α粒子转了117圈,则Th核转了90圈.
①衰变方程可表示为:U=Th+He
②衰变后的Th核和α粒子的轨迹是两个内切圆,轨道半径之比为1:45
③Th核和α粒子的动能之比为2:117
④若α粒子转了117圈,则Th核转了90圈.
分析:根据电荷数守恒、质量数守恒判断衰变方程的正误,根据动量守恒定律结合带电粒子在磁场中的轨道半径公式,得出轨道半径之比.根据周期公式得出粒子的周期之比.
解答:解:①、根据电荷数守恒、质量数守恒 U→Th+He,不是等于号.故①错误.
②、根据动量守恒定律得,Th核和α粒子的动量大小相等,方向相反,则r=
,知轨道半径等于两粒子的电量之反比,为1:45,因为两粒子电性相同,速度方向相反,轨迹为两个外切圆.故②错误.
③、根据动量守恒定律知,Th核和α粒子的动量大小相等,则动能EK=
,所以动能之比等于质量之反比,为2:117.故③正确.
④、根据周期T=
,知周期比等于质量和电荷量比值之比,所以Th核和α粒子的周期之比为117:90,所以α粒子转了117圈,则Th核转了90圈.故④正确.
故选:D.
②、根据动量守恒定律得,Th核和α粒子的动量大小相等,方向相反,则r=
mv |
qB |
③、根据动量守恒定律知,Th核和α粒子的动量大小相等,则动能EK=
P2 |
2m |
④、根据周期T=
2πm |
qB |
故选:D.
点评:解决本题的关键知道静止在匀强磁场中的
U核衰变时动量守恒,掌握带电粒子在磁场中运动的半道公式与周期公式的应用.
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