试题与答案

原来静止的原子核AZX,质量为m1,处在足够大的匀强磁场中,经α衰变变成质量为m

题型:选择题

题目:

原来静止的原子核 

 AZ
X,质量为m1,处在足够大的匀强磁场中,经α衰变变成质量为m2的原子核Y,α粒子的质量是m3,已测得α粒子的速度垂直磁场B,且动能为E0.假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能,则下列结论正确的是 (  )

(1)核Y与α粒子在磁场中运动周期之比为 

z
z-2

(2)核Y与α粒子在磁场中运动的半径之比为

2
z-2

(3)此衰变过程中的质量亏损为m1-m2-m3

(4)此衰变过程中释放的核能为 

AE0
A-4

A.(1)(2)(3)

B.(2)(3)(4)

C.(1)(2)(4)

D.(1)(3)(4)

答案:

根据电荷数守恒和质量数守恒,核衰变反应方程为:

 AZ
X→
 42
He+
 A-4Z-2
Y

(1)根据周期公式T=

2πm
qB
,得周期之比为
TY
Tα
=
mY
qY
mα
qα
=
A-4
4
2
Z-2
.故(1)错误.

(2)根据半径公式r=

mv
qB
,又mv=P(动量),则得r=
P
qB
 ①

在衰变过程遵守动量守恒,根据动量守恒定律得:0=PY-Pα,则PY=Pα,②

由①②得:半径之比为

rY
rα
=
qα
qY
=
2
Z-2
.故(2)正确.

(3)发生衰变时的质量亏损为△m=m1-m2-m3.故(3)正确.

(4)由动能与动量的关系:Ek=

P2
2m
,得原子核Y与α粒子的动能之比为:
EkY
E
=
mα
mY
=
4
A-4
,则得EkY=
4
A-4
E0

由题,原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能,则有释放的核能为E=E+EkY=

AE0
A-4
.故(4)正确.

故选B

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