題目列表(包括答案和解析)
靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核,當它放出一個α粒子后,其速度方向與磁場方向垂直,測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1,如圖所示(圖中直徑沒有按比例畫),則 ( )
A.α粒子和反沖核的動量大小相等,方向相反
B.原來放射性元素的原子核電荷數是90
C.反沖核的核電荷數是88
D.α粒子和反沖核的速度之比為1∶88
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【解析】:粒子之間相互作用的過程中遵循動量守恒定律,由于原來的原子核是靜止的,初動量為零,則末動量也為零,即:α粒子和反沖核的動量大小相等,方向相反,所以A正確.
由于釋放的α粒子和反沖核,在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,所以由牛頓第二定律得:
qvB=m,得R=.
若原來放射性元素的核電荷數為Q,則對α粒子:
R1=.
對反沖核:R2=.
由于p1=p2,所以有:=.
解得:Q=90.
它們的速度大小與質量成反比.所以B、C正確,D錯誤.
靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核,當它放出一個α粒子后,其速度方向與磁場方向垂直,測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1,如圖所示(圖中直徑沒有按比例畫),則 ( )
A.α粒子和反沖核的動量大小相等,方向相反
B.原來放射性元素的原子核電荷數是90
C.反沖核的核電荷數是88
D.α粒子和反沖核的速度之比為1∶88
【解析】:粒子之間相互作用的過程中遵循動量守恒定律,由于原來的原子核是靜止的,初動量為零,則末動量也為零,即:α粒子和反沖核的動量大小相等,方向相反,所以A正確.
由于釋放的α粒子和反沖核,在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,所以由牛頓第二定律得:
qvB=m,得R=.
若原來放射性元素的核電荷數為Q,則對α粒子:
R1=.
對反沖核:R2=.
由于p1=p2,所以有:=.
解得:Q=90.
它們的速度大小與質量成反比.所以B、C正確,D錯誤.
| r2 |
| k |
| (10×10-2)2 |
| 9×109 |
| 1 |
| 2 |
| a2-4b |
| 1 |
| 2 |
| 9×10-16-4×10-15 |
根據電荷守恒定律:q1+q2=3×10-8 C=a ①
根據庫侖定律:q1q2=
F=
×9×10-4 C2=1×10-15 C2=b
將q2=b/q1代入①式得:q12-aq1+b=0
解得q1=
(a±
)?=
×(3×10-8±
) C
根號中的數值小于0,經檢查,運算無誤.試指出求解過程中的問題并給出正確的解答.
某同學求解如下:
根據電荷守恒定律:q1+q2=3×10
根據庫侖定律:q1q2=
F=
×9×10
將②以q2=b/q1代入①式得:q12-aq1+b=0
解得q1=
(a±
)=
(3×10-8±
)C
根號中的數值小于0,經檢查,運算無誤.試指出求解過程中的問題并給出正確的答案.
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