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    精英家教网在“云室”中加一匀强电场，通过观察带电粒子在其中的运动径迹，可研究原子核的衰变规律．现有一个原来速度几乎为零的某放射性原子核x置于“云室”中的O点，它发生衰变时所放出的粒子Y与反冲核z的速度方向均与电场方向垂直，经过相等的时间所形成的径迹如图所示（s、l均表示长度）．
    （1）试判断x衰变时所放出的粒子带什么性质的电荷．
    （2）试求衰变时所放出的粒子Y与反冲核z所带电荷量的比值．
    （3）若该放射性原子核为C14，且已知l：s=2：5，试写出核反应方程．
    分析：根据形成的径迹发现判断粒子的电性．核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，根据牛顿第二定律和运动学公式求解．根据电荷数守恒质量数写出核反应方程式．
    解答：解：（1）由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，带正电，所以放出的粒子为α粒子．
    （2）由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，
    mY?
    s
    t
    =mz?
    l
    t

    沿着电场方向，粒子Y与反冲核z所做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式得
    1
    2
    EqY
    mY
    t    2         =2s
    1
    2
    Eqz
    mz
    t    2         =4l
    解得：粒子Y与反冲核z所带电荷量的比值是1：2．
    （3）若该放射性原子核为C14，且已知l：s=2：5，
    核反应方程是
     
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    6
    C→
     
    10
    4
    Be+
     
    4
    2
    He．
    答：（1）试判断x衰变时所放出的粒子带正电的电荷．
    （2）试求衰变时所放出的粒子Y与反冲核z所带电荷量的比值是1：2．
    （3）核反应方程是
     
    14
    6
    C→
     
    10
    4
    Be+
     
    4
    2
    He．
    点评：原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，掌握类平抛运动的规律解答．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    C置于云室中的O点，如图所示，发生衰变时，可能放射出α粒子（
     
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    He）、电子（
     
    0
    -1
    e），正电子（
     
    0
    1
    e）中的某一种，并生成一新核，已知衰变后瞬间放射出粒子及新核的速度方向均与水平方向垂直，经过相等时间t形成的径迹如图中黑粗线所示（图中a、b均表示长度，大小未知）．
    （1）若核反应放出能量全部转化为粒子及新核的动能，已知衰变后瞬间粒子动能为E0，粒子与新核质量比为k，求衰变过程中的质量亏损△m．
    （2）试通过计算分析
     
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    C发生衰变放出的是何种粒子？并写出核反应方程．

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    科目：高中物理 来源：扬州市2006~2007学年度第二学期期末调研测试试题、高二物理(选修) 题型：038

    在“云室”中加一匀强电场，通过观察带电粒子在其中的运动径迹，可研究原子核的衰变规律．现有一个原来速度几乎为零的某放射性原子核X置于“云室”中的O点，它发生衰变时所放出的粒子Y与反冲核z的速度方向均与电场方向垂直，经过相等的时间所形成的径迹如图所示(a、b均表示长度)．(不计重力及粒子间的相互作用力)

    (1)试判断x衰变时所放出的粒子带什么性质的电荷；

    (2)试求衰变时所放出的粒子Y与反冲核z所带电荷量的比值；

    (3)若该放射性原子核为O18，且已知a∶b＝2∶7，试写出核反应方程．

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    科目：高中物理 来源：2008年广东省高考物理模拟试卷（二）（解析版） 题型：解答题

    在“云室”中加一匀强电场，通过观察带电粒子在其中的运动径迹，可研究原子核的衰变规律．现有一静止的放射性原子核C置于云室中的O点，如图所示，发生衰变时，可能放射出α粒子（He）、电子（e），正电子（e）中的某一种，并生成一新核，已知衰变后瞬间放射出粒子及新核的速度方向均与水平方向垂直，经过相等时间t形成的径迹如图中黑粗线所示（图中a、b均表示长度，大小未知）．
    （1）若核反应放出能量全部转化为粒子及新核的动能，已知衰变后瞬间粒子动能为E，粒子与新核质量比为k，求衰变过程中的质量亏损△m．
    （2）试通过计算分析C发生衰变放出的是何种粒子？并写出核反应方程．

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