精英家教網(wǎng)在“云室”中加一勻強電場,通過觀察帶電粒子在其中的運動徑跡,可研究原子核的衰變規(guī)律.現(xiàn)有一靜止的放射性原子核
 
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C置于云室中的O點,如圖所示,發(fā)生衰變時,可能放射出α粒子(
 
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He)、電子(
 
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e),正電子(
 
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e)中的某一種,并生成一新核,已知衰變后瞬間放射出粒子及新核的速度方向均與水平方向垂直,經(jīng)過相等時間t形成的徑跡如圖中黑粗線所示(圖中a、b均表示長度,大小未知).
(1)若核反應放出能量全部轉化為粒子及新核的動能,已知衰變后瞬間粒子動能為E0,粒子與新核質量比為k,求衰變過程中的質量虧損△m.
(2)試通過計算分析
 
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C發(fā)生衰變放出的是何種粒子?并寫出核反應方程.
分析:根據(jù)形成的徑跡發(fā)現(xiàn)判斷粒子的電性.核衰變過程動量守恒,反沖核與釋放出的粒子的動量大小相等,根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式求解.根據(jù)電荷數(shù)守恒質量數(shù)寫出核反應方程式.
解答:解:(1)設衰變后瞬間粒子的質量為m1,速度為v 0,新核的質量為m 2,反應后新核的動能為E,速度為v,衰變的過程中動量守恒,由 
       m1v0-m2v=0
而:EK=
P2
2m

所以有:
E0
E
=
m2
m1
=
1
k
,得:E=kE0
△E=E+E0=(1+k)E0
又因為:△E=△mc2,故△m=
k+1
c2
E0

(2)由軌跡彎曲方向可以看出,反沖核與放出的射線的受力方向均與電場強度方向相同,帶正電,由動量守恒得,粒子與反沖核的動量相同,由半徑公式r=
mv
qB
知粒子的半徑大,所以運動軌跡是②.又從圖中可以看出,a不到b的3倍,所以放出的粒子為α粒子.
    核反應方程是614C→24He+410Be
答:(1)衰變過程中的質量虧損△m=
k+1
c2
E0

(2)通過計算分析
 
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C發(fā)生衰變放出的是何種α粒子,核反應方程是614C→24He+410Be.
點評:原子核的衰變過程類比于爆炸過程,滿足動量守恒,掌握類平拋運動的規(guī)律解答.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在“云室”中加一勻強電場,通過觀察帶電粒子在其中的運動徑跡,可研究原子核的衰變規(guī)律.現(xiàn)有一個原來速度幾乎為零的某放射性原子核x置于“云室”中的O點,它發(fā)生衰變時所放出的粒子Y與反沖核z的速度方向均與電場方向垂直,經(jīng)過相等的時間所形成的徑跡如圖所示(s、l均表示長度).
(1)試判斷x衰變時所放出的粒子帶什么性質的電荷.
(2)試求衰變時所放出的粒子Y與反沖核z所帶電荷量的比值.
(3)若該放射性原子核為C14,且已知l:s=2:5,試寫出核反應方程.

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科目:高中物理 來源:揚州市2006~2007學年度第二學期期末調研測試試題、高二物理(選修) 題型:038

在“云室”中加一勻強電場,通過觀察帶電粒子在其中的運動徑跡,可研究原子核的衰變規(guī)律.現(xiàn)有一個原來速度幾乎為零的某放射性原子核X置于“云室”中的O點,它發(fā)生衰變時所放出的粒子Y與反沖核z的速度方向均與電場方向垂直,經(jīng)過相等的時間所形成的徑跡如圖所示(a、b均表示長度).(不計重力及粒子間的相互作用力)

(1)試判斷x衰變時所放出的粒子帶什么性質的電荷;

(2)試求衰變時所放出的粒子Y與反沖核z所帶電荷量的比值;

(3)若該放射性原子核為O18,且已知a∶b=2∶7,試寫出核反應方程.

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在“云室”中加一勻強電場,通過觀察帶電粒子在其中的運動徑跡,可研究原子核的衰變規(guī)律.現(xiàn)有一靜止的放射性原子核C置于云室中的O點,如圖所示,發(fā)生衰變時,可能放射出α粒子(He)、電子(e),正電子(e)中的某一種,并生成一新核,已知衰變后瞬間放射出粒子及新核的速度方向均與水平方向垂直,經(jīng)過相等時間t形成的徑跡如圖中黑粗線所示(圖中a、b均表示長度,大小未知).
(1)若核反應放出能量全部轉化為粒子及新核的動能,已知衰變后瞬間粒子動能為E,粒子與新核質量比為k,求衰變過程中的質量虧損△m.
(2)試通過計算分析C發(fā)生衰變放出的是何種粒子?并寫出核反應方程.

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