• (2011?南昌模拟)如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核( 22688Ra)沿着与+x成θ角方向释放一个a粒子后衰变成氡核(Rn).a粒子在y轴上的N点沿-x方向飞离磁场,N点到O点的距离为l,已知OA间距离为l2,a粒子质量为m,电荷量为q,氡核的质量为m0.(1)写出镭核的衰变方程;(2)如果镭核衰变时释放的能量全部变为a粒子和氡核的动能,求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量.试题及答案-解答题-云返教育

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      (2011?南昌模拟)如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核(
      226
      88
      Ra)沿着与+x成θ角方向释放一个a粒子后衰变成氡核(Rn).a粒子在y轴上的N点沿-x方向飞离磁场,N点到O点的距离为l,已知OA间距离为
      l
      2
      ,a粒子质量为m,电荷量为q,氡核的质量为m0
      (1)写出镭核的衰变方程;
      (2)如果镭核衰变时释放的能量全部变为a粒子和氡核的动能,求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量.

      试题解答


      见解析
      解:(1)镭核衰变方程为:
      226
      88
      Ra→
      222
      86
      Ra+
      4
      2
      He
      (2)镭核衰变放出α粒子和氡核,分别在磁场中做匀速圆周运动,α粒子射出y轴时平行于x轴,设α粒子在磁场中的轨道半径为R,其圆心位置如图d-1中O′点,有
      (l-R)2+(
      l
      2
      )2=R2
      则R=
      5
      8
      l
      α粒子在磁场中做匀速圆周运动,有Bqv=m
      v2
      R
      ,即mv=BqR,
      α粒子的动能为
      E1=
      1
      2
      mv2=
      (mv)2
      2m
      =
      (5qBl)2
      128m

      ∴衰变过程中动量守恒mv=m
      0v0
      则氡核反冲的动能为
      E2=
      1
      2
      m0v02=
      mE1
      m0

      ∴E=
      E1+E2=
      (5qBl)2(m+m0)
      128mm0

      答:(1)镭核的衰变方程为
      226
      88
      Ra→
      222
      86
      Ra+
      4
      2
      He;
      (2)一个原来静止的镭核衰变时放出的能量为
      (5qBl)2(m+m0)
      128mm0

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