Question

如圖所示，帶電粒子在“云室”中運(yùn)動(dòng)時(shí)，可呈現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)徑跡，將“云室”放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過觀察分析帶電粒子的徑跡，可以研究原子核發(fā)生衰變的規(guī)律.現(xiàn)將一靜止的放射性¹⁴C放入上述裝置中，當(dāng)它發(fā)生衰變時(shí)，可能放出α粒子或電子或正電子.所放射的粒子與反沖核經(jīng)過相等時(shí)間所形成的徑跡如圖4-3-1所示（發(fā)生衰變后的瞬間放射出的粒子和反沖核的速度方向與電場(chǎng)強(qiáng)度E垂直，a、b均表示長(zhǎng)度）.則

（1）¹⁴C發(fā)生衰變時(shí)所放射出的粒子是______________.

（2）¹⁴C發(fā)生衰變時(shí)所放射出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是______________（填“①”或“②”）.

（3）¹⁴C的衰變方程是____________________________.

（4）簡(jiǎn)要推導(dǎo)發(fā)生衰變后的瞬間放射出的粒子與反沖核的動(dòng)能之比.

 

Answer 1

【答案】

（1）α粒子  （2）②

（3）  (4)5∶2

【解析】

試題分析：（1）由軌跡可以看出，反沖核與放出的射線的受力方向均與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，所以放出的粒子為α粒子.

(2)由動(dòng)量守恒得，α粒子的動(dòng)量與反沖核的動(dòng)量相同，粒子的質(zhì)量小，速度必然大，在垂直于電場(chǎng)方向上的位移大，即②軌跡為α粒子.

(3)根據(jù)電荷與質(zhì)量數(shù)守恒可得.

（4）由動(dòng)量守恒可得,即,

由平拋知識(shí)可得x=v₀t,y=,

∴E_k=.

∴

所以

考點(diǎn)：核反應(yīng)方程 電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用 動(dòng)量守恒 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

點(diǎn)評(píng)：此題屬于綜合題，難度屬于中等，核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，一定要熟練寫出，衰變的瞬間內(nèi)力很大，類似于爆炸或反沖，屬于動(dòng)量守恒的典型模型。