Question

5．在匀强磁场里原来静止的放射性碳14原子，当它衰变所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相切的圆，圆的半径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程及相关叙述正确的是（　　）

• A． $\underset{14}{6}$C→$\underset{4}{2}$He+$\underset{10}{4}$Be，大圆是$\underset{4}{2}$He的轨迹且逆时针旋转
• B． $\underset{14}{6}$C→$\underset{1}{1}$He+$\underset{13}{7}$N，大圆是$\underset{1}{1}$H的轨迹且顺时针旋转
• C． $\underset{14}{6}$C→$\underset{0}{-1}$e+$\underset{14}{7}$N，大圆是$\underset{0}{-1}$e的轨迹且顺时针旋转
• D． $\underset{14}{6}$C→$\underset{2}{1}$H+$\underset{12}{5}$B，大圆是$\underset{12}{5}$B的轨迹且逆时针旋转

Answer 1

分析 静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核，系统动量守恒，结合带电粒子在匀强磁场中的半径公式，求出放射的两粒子的电量比，再根据左手定则确定电荷的电性，从而根据电荷数守恒、质量数守恒选出正确的核反应方程式．

解答 解：由静止的碳核得到的两个粒子运动速度方向相反，并且两个粒子满足动量守恒定律0=m₁v₁-m₂v₂，即m₁v₁=m₂v₂，
由题意可知，粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径比为7：1，根据公式r=$\frac{mv}{qB}$和m₁v₁=m₂v₂，
可知粒子半径r与电量q成反比，所以两个粒子的电量之比1：7，
又因为两个粒子的速度方向相反，根据左手定则可知两个粒子的带电量电性相反，一正一负，
所以大圆是电子的轨迹且根据左手定则可知电子顺时针旋转，
核反应方程式为：${\;}_{6}^{14}C$→${\;}_{-0}^{0}e$+${\;}_{7}^{14}N$，故C正确，ABD错误．
故选：C．

点评 核反应与动量守恒定律相结合判断粒子，是高考种常见的一种考查原子物理学的方式．由于原子核和电子均为带电粒子，所以原子物理的考查多数和电场知识和磁场知识相结合；记住外切为α衰变，内切为β衰变，大圆为α粒子或β粒子，小圆为反冲核，这样的推论可以提高解题效率．