Question

一個(gè)靜止的放射性原子核處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，由于發(fā)生了某種衰變而形成了如圖所示的兩個(gè)圓形徑跡，兩圓半徑之比為1：16，有（　　）

A．該原子核發(fā)生了β衰變

B．原來靜止的原子核的原子序數(shù)為15

C．反沖核沿小圓作逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)

D．該衰變過程結(jié)束后其系統(tǒng)的總質(zhì)量略有增加

Answer 1

分析：靜止的放射性原子核發(fā)生了衰變放出粒子后，新核的速度與粒子速度方向相反，由圖看出，放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，根據(jù)左手定則判斷粒子與新核的電性關(guān)系，即可判斷發(fā)生了哪種衰變．根據(jù)動(dòng)量守恒定律得知放出的粒子與新核的動(dòng)量大小相等，由r=

mv

qB

求出新核的電荷數(shù)，即可求解原來的原子核的原子序數(shù)．該衰變過程會(huì)放出能量，質(zhì)量略有虧損．

解答：解：
A、由圖看出，原子核衰變后放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，而兩者速度方向相反，則知兩者的電性相反，新核帶正電，則放出的必定是β粒子，發(fā)生了β衰變．故A正確．
B、根據(jù)動(dòng)量守恒定律得知，放出的β粒子與新核的動(dòng)量大小相等，由r=

mv

qB

=

P

qB

，得半徑與電荷量成反比，兩圓半徑之比為1：16，由于新核的電荷量較大，則小圓是新核的軌跡．由半徑之比得到：新核的電荷量為16e，原子序數(shù)為16，則原來靜止的原子核的原子序數(shù)為15．故B正確．
C、衰變后新核所受的洛倫茲力方向向右，根據(jù)左手定則判斷得知，其速度方向向下，沿小圓作逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)．故C正確．
D、該衰變過程會(huì)放出能量，質(zhì)量略有虧損．故D錯(cuò)誤．
故選ABC

點(diǎn)評(píng)：本題中原子核衰變過程類似于爆炸，遵守動(dòng)量守恒和能量守恒，公式r=

mv

qB

=

P

qB

中，P是動(dòng)量大小．