Question

5．在勻強(qiáng)磁場里原來靜止的放射性碳14原子，當(dāng)它衰變所放射的粒子與反沖核的徑跡是兩個相切的圓，圓的半徑之比為7：1，如圖所示，那么碳14的衰變方程及相關(guān)敘述正確的是（　�。�

• A． $\underset{14}{6}$C→$\underset{4}{2}$He+$\underset{10}{4}$Be，大圓是$\underset{4}{2}$He的軌跡且逆時針旋轉(zhuǎn)
• B． $\underset{14}{6}$C→$\underset{1}{1}$He+$\underset{13}{7}$N，大圓是$\underset{1}{1}$H的軌跡且順時針旋轉(zhuǎn)
• C． $\underset{14}{6}$C→$\underset{0}{-1}$e+$\underset{14}{7}$N，大圓是$\underset{0}{-1}$e的軌跡且順時針旋轉(zhuǎn)
• D． $\underset{14}{6}$C→$\underset{2}{1}$H+$\underset{12}{5}$B，大圓是$\underset{12}{5}$B的軌跡且逆時針旋轉(zhuǎn)

Answer 1

分析 靜止的放射性碳14，它所放射的粒子與反沖核，系統(tǒng)動量守恒，結(jié)合帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的半徑公式，求出放射的兩粒子的電量比，再根據(jù)左手定則確定電荷的電性，從而根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒選出正確的核反應(yīng)方程式．

解答 解：由靜止的碳核得到的兩個粒子運(yùn)動速度方向相反，并且兩個粒子滿足動量守恒定律0=m₁v₁-m₂v₂，即m₁v₁=m₂v₂，
由題意可知，粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動的半徑比為7：1，根據(jù)公式r=$\frac{mv}{qB}$和m₁v₁=m₂v₂，
可知粒子半徑r與電量q成反比，所以兩個粒子的電量之比1：7，
又因?yàn)閮蓚�粒子的速度方向相反，根據(jù)左手定則可知兩個粒子的帶電量電性相反，一正一負(fù)，
所以大圓是電子的軌跡且根據(jù)左手定則可知電子順時針旋轉(zhuǎn)，
核反應(yīng)方程式為：${\;}_{6}^{14}C$→${\;}_{-0}^{0}e$+${\;}_{7}^{14}N$，故C正確，ABD錯誤．
故選：C．

點(diǎn)評 核反應(yīng)與動量守恒定律相結(jié)合判斷粒子，是高考種常見的一種考查原子物理學(xué)的方式．由于原子核和電子均為帶電粒子，所以原子物理的考查多數(shù)和電場知識和磁場知識相結(jié)合；記住外切為α衰變，內(nèi)切為β衰變，大圓為α粒子或β粒子，小圓為反沖核，這樣的推論可以提高解題效率．