Question

如圖所示，帶電粒子在“云室”中運動時，可呈現其運動徑跡，將“云室”放在勻強電場中，通過觀察分析帶電粒子的徑跡，可以研究原子核發生衰變的規律.現將一靜止的放射性¹⁴C放入上述裝置中，當它發生衰變時，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過相等時間所形成的徑跡如圖4-3-1所示（發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強度E垂直，a、b均表示長度）.則

（1）¹⁴C發生衰變時所放射出的粒子是______________.

（2）¹⁴C發生衰變時所放射出粒子的運動軌跡是______________（填“①”或“②”）.

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

（4）簡要推導發生衰變后的瞬間放射出的粒子與反沖核的動能之比.

 

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強度方向相同，所以放出的粒子為α粒子.

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

(3)根據電荷與質量數守恒可得.

（4）由動量守恒可得,即,

由平拋知識可得x=v₀t,y=,

∴E_k=.

∴

所以

考點：核反應方程 電場對帶電粒子的作用 動量守恒 平拋運動的規律

點評：此題屬于綜合題，難度屬于中等，核反應方程遵循質量數和核電荷數守恒，一定要熟練寫出，衰變的瞬間內力很大，類似于爆炸或反沖，屬于動量守恒的典型模型。