1、简答题

静止的放射性原子核A,在匀强磁场中发生衰变,放射出的粒子方向与磁场方向垂直,拍得了如图所示的两个相切的圆形径迹的照片.问
(1)A核发生了哪种衰变?
(2)Ⅰ、Ⅱ圆径迹分别是何种核或粒子的径迹?
参考答案:
(1)A核发生了α衰变.?(2)Ⅰ为α粒子的径迹,Ⅱ为新核的径迹
本题解析:
(1)若为α衰变,因α粒子带正电,与反冲核具有同种电性,据左手定则可判断出,α粒子与新核的径迹为一对外切圆.若为β衰变,因β粒子带负电,与反冲核具有不同的电性,据左手定则可判断出,与新核的径迹应为一对内切圆,如图所示.因此,A核发生了α衰变.
因为新核和α粒子在磁场中只受洛仑兹力,它们分别做半径不同的匀速圆周运动.据洛仑兹力公式、牛顿第二定律和向心加速度公式可知:
.放射过程中系统动量守恒,新核和粒子的动量大小相等.所以α粒子和新核在同一个匀强磁场中做圆周运动的半径与带电量成反比:R∝
.因为qα<q反,所以Rα>R反,即α粒子的半径较大,所以Ⅰ为α粒子的径迹,Ⅱ为新核的径迹.
原子核衰变时系统的内力远大于外力,故衰变过程中系统动量守恒.因为衰变前原子核A静止,所以衰变后放射出的粒子与反冲核(新核)动量(运动)方向相反.在衰变后两个带电的粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直,且仅受到洛伦兹力的作用,所以两个粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.
原子核衰变与力学和电磁学综合问题,一般是原子核与放射出的粒子在电磁场中的运动问题:①衰变时内力远大于外力,衰变过程遵循动量守恒定律.②衰变后的粒子在电场中、磁场中或正交电场磁场中所做的运动被初速度和加速度共同决定
本题难度:简单
2、填空题 完成下列核衰变方程,并在横线上注明属于哪类衰变。
(1)
+( )___________;
(2)
+( )___________。
参考答案:(1)
,β衰变
(2)
,α衰变
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题
Co发生一次β衰变后变为Ni,其衰变方程为______在该衰变过程中还发妯频率为ν1、ν2的两个光子,其总能量为______.
参考答案:发生一次β衰变后,原来的原子核质量数不变,核电荷数增加1,故衰变方程:?6027Co→?6028Ni?+0-1e
每个光子的能量为hv,频率为ν1、ν2的两个光子的能量分别是hv1和hv2,其总能量为hv1+hv2.
故答案为:?6027Co→?6028Ni?+0-1e;hv1+hv2.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 天然放射性元素
Th(钍)经过一系列
衰变和
衰变之后,变成
Pb(铅).下列论断中正确的是
A.铅核比钍核少24个中子
B.铅核比钍核少8个质子
C.衰变过程中共有4次
衰变和8次
衰变
D.衰变过程中共有6次
衰变和4次
衰变
参考答案:BD
本题解析:根据核反应方程及质量及电荷数守恒原则可知,铅核比钍核少16个中子;铅核比钍核少8个质子;衰变过程中共有6次
衰变和4次
衰变,选项BD 正确。
本题难度:简单
5、选择题
衰变成
,之后
衰变成
,Pa处于高能级,它向低能级跃迁时辐射一个粒子、在这个过程中,前两次衰变放出的粒子和最后辐射的粒子依次是 ( ?)
A.α粒子、β粒子、γ光子
B.α粒子、β粒子、正电子
C.β粒子、γ光子、中子
D.γ光子、电子、α粒子
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般