题目内容

带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹.将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律.现将一静止的放射性14C放入上述装置中.当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子.所放射出的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图8所示（发生衰变后的瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直，a、b均表示长度）.则

（1）14C发生衰变时所放射出的粒子是______.

（2）14C发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是______（填①或②）.

（3）14C的衰变方程是______________.

（4）简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比.

解析：放出的粒子和反冲核在匀强电场中都做类平抛运动.设放出粒子的电荷量为q1，质量为m1，反冲核的电荷量为q2，质量为m2，由平抛运动规律得：

4b＝Eq1t2/2m1  b＝v1t  2a＝Eq2t2/2m2  a＝v2t

由以上各式得  m1v1＝Eq1t/8  m2v2＝Eq2t/4

由于14C衰变的过程中动量守恒p＝m1v1＝m2v2

可得q1＝2q2.根据电荷守恒q1＋q2＝6e，所以q1＝4e  q2＝2e  可见：14C衰变时放出的是α粒子；②是α粒子的运动径迹，14C衰变方程为C→He＋Be?

衰变后瞬间动能为Ek＝mv2/2＝p2/2m  则有Ek1/Ek2＝m2/m1＝10/4＝5∶2.

答案：（1）α粒子  （2）②  （3）C→He＋Be   （4）5∶2

练习册系列答案
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带电粒子在“云室”中运动时．可呈现其运动径迹．将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变规律．现将一静止的放射性14C放入上述装置中．当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子．所放射出的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图所示（发生衰变后的瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直，a、b均表示长度）．则
（1）14C发生衰变时所放射出的粒子是
（2）14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是
②
②
（填①、②）
（3）14C的衰变方程是：
（4）简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比．
（2009?安徽）右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子（　　）
精英家教网在“云室”中加一匀强电场，通过观察带电粒子在其中的运动径迹，可研究原子核的衰变规律．现有一个原来速度几乎为零的某放射性原子核x置于“云室”中的O点，它发生衰变时所放出的粒子Y与反冲核z的速度方向均与电场方向垂直，经过相等的时间所形成的径迹如图所示（s、l均表示长度）．
（1）试判断x衰变时所放出的粒子带什么性质的电荷．
（2）试求衰变时所放出的粒子Y与反冲核z所带电荷量的比值．
（3）若该放射性原子核为C14，且已知l：s=2：5，试写出核反应方程．
精英家教网在“云室”中加一匀强电场，通过观察带电粒子在其中的运动径迹，可研究原子核的衰变规律．现有一静止的放射性原子核
 
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C置于云室中的O点，如图所示，发生衰变时，可能放射出α粒子（
 
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He）、电子（
 
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e），正电子（
 
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e）中的某一种，并生成一新核，已知衰变后瞬间放射出粒子及新核的速度方向均与水平方向垂直，经过相等时间t形成的径迹如图中黑粗线所示（图中a、b均表示长度，大小未知）．
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（2）试通过计算分析
 
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C发生衰变放出的是何种粒子？并写出核反应方程．
1919年卢瑟福用α粒子撞击14N核发现了质子．
（1）写出这个核反应的方程．
（2）上述核反应可以用如下的模型来认识，运动的α粒子撞击一个静止的14N核，它们暂时形成一个整体（复合核），随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核．已知复合核发生转化需要能量1.19MeV．那么要想发生上述核反应，入射的α粒子的能量至少要多大？
（3）英国物理学家威尔逊在1911年发明了“云室”，带电粒子在云室中运动时，可以显现出运动的径迹．把云室放在匀强电场中，分别将质子和α粒子垂直于电场方向打入同一匀强电场中，粒子初速度的方向跟电场线所在平面平行，观察到它们运动的径迹，如果质子和α粒子运动的径迹相同．求：质子和α粒子进入电场时的动能之比是多少？

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