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、选择题 关于放射现象,以下叙述正确的是( ?)
A.放射线的速度都比光速小
B.放射线中不带电的粒子一定是中子
C.放射性物质的质量越大半衰期越长
D.放射性同位素的半衰期跟温度无关
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
3、计算题 某些建筑材料可产生放射性气体——氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量射线,从而危害人体健康。原来静止的氡核发生一次α衰变生成新核钋(Po)。已知放出的α粒子速度为v。
(1)写出衰变方程:
(2)求衰变生成的钋核的速度。
参考答案:解:(1)衰变方程为
(2)放出的α粒子速度方向为正方向,设钋核和α粒子的质量分别为M、m,由动量守恒定律得
Mv1+mv=0,,,方向与α粒子速度方向相反
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,是利用放射线自动控制铝板厚度生产的装置,放射源能放射出α、β、γ?三种射线.根据设计要求,该生产线压制的是3mm厚的铝板.那么,在三种射线中哪种射线对控制厚度起主要作用( )
A.α射线
B.β射线
C.γ射线
D.α、β和γ射线都行