【題目】足夠強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)原來靜止的氡核，它放射出一個(gè)α粒子后變?yōu)?/span>Po核．假設(shè)放出的α粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直，求：

(1)α粒子與Po核在勻強(qiáng)磁場中的徑跡圓半徑之比，畫出它們在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖；

(2)α粒子與Po核兩次相遇的時(shí)間間隔與α粒子運(yùn)動(dòng)周期的關(guān)系；(設(shè)質(zhì)子和中子質(zhì)量相等)

(3)若某種放射性元素在勻強(qiáng)磁場中垂直磁場方向發(fā)生β衰變，則β粒子和反沖核在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖與上述α衰變軌跡示意圖有何不同？

【答案】(1)42∶1 (2)Δt＝109Tα

【解析】

(1)氡核經(jīng)α衰變的核反應(yīng)方程為：，衰變的極短過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)α粒子速度方向?yàn)檎�，則由動(dòng)量守恒定律

0＝mαvα－mPovPo，

即mαvα＝mPovPo

α粒子與反沖核在勻強(qiáng)磁場中，洛倫茲力提供勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力qvB＝，，

故 ，示意圖如圖甲所示．

(2)它們在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期，它們的周期之比為，

即109Tα＝84TPo，這樣α粒子轉(zhuǎn)109圈，Po核轉(zhuǎn)84圈，兩者才相遇．所以α粒子與Po核兩次相遇的時(shí)間間隔Δt＝109Tα.

(3)若放射性元素在勻強(qiáng)磁場中垂直磁場方向發(fā)生β衰變，則β粒子和反沖衰變過程仍符合動(dòng)量守恒定律，它們也在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但由于β粒子帶負(fù)電，反沖核帶正電，它們兩個(gè)衰變時(shí)運(yùn)動(dòng)方向相反，但受的洛倫茲力方向相同，所以它們的軌跡圓是內(nèi)切的，且β粒子的軌跡半徑大于新核的軌跡半徑，其運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖如乙所示．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在空間中存在兩個(gè)相鄰的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場，其寬度均為L�，F(xiàn)將寬度也為L的矩形閉合線圈，從圖中所示位置垂直于磁場方向勻速拉過磁場區(qū)域，則在該過程中，下列選項(xiàng)中能正確反映線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流或其所受的安培力隨時(shí)間變化的圖像是(　　)

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量為m、橫截面半徑為r的半圓柱體A、B放置在粗糙水平面上，A、B的圓心O1、O2之間的距離為l，在A、B上放置一個(gè)質(zhì)量為2m、橫截面半徑也為r的光滑圓柱體C(圓心為O3)，A、B、C始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．則

A. A對地面的壓力大小為2mg

B. 地面對A的作用力的方向由O1指向O3

C. 若l減小，A、C之間的彈力減小

D. 若l減小，地面對B的摩擦力增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（10分）小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。

（1）實(shí)驗(yàn)記錄紙如題圖所示，O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3的方向過P3點(diǎn)。三個(gè)力的大小分別為：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N。請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力。

（2）仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響。

實(shí)驗(yàn)裝置如題圖所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點(diǎn)，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)N，在白紙上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過程，再次記錄下N的軌跡。

兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如題圖所示，過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為 。

（3）根據(jù)（2）中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些? （填寫選項(xiàng)前的字母）

A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比

B．兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長度較長

C．兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較大

D．兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大

（4）根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請對驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)。

。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，R1＝1Ω，R2＝R3＝4 Ω，當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，R2上消耗的電功率為PR2=4 W，當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電壓表示數(shù)為U1= 4.5 V，試求：

（1）開關(guān)S接a時(shí)，通過電源的電流和電源兩端的電壓；

（2）當(dāng)開關(guān)S接c時(shí)，通過R2的電流。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑相同、質(zhì)量分布均勻的圓柱體A和半圓柱體B靠在一起，A表面光滑，重力為G，B表面粗糙，A靜止在平面上，現(xiàn)過A的軸心施以水平作用力F，可緩慢的將A拉離平面一直滑到B的頂端，整個(gè)過程中，B始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，對該過程分析，下列說法正確的是（ ）

A. 開始時(shí)拉力F最大為G，以后逐漸減小為0

B. 地面受到B的壓力逐漸增大

C. 地面對B的摩擦力逐漸增大

D. A、B間的壓力開始最大為2G，而后逐漸減小到G

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，粗糙水平面上放置B、C兩物體，A疊放在C上，A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m和3m，物體B、C與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，其間用一不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為FT．現(xiàn)用水平拉力F拉物體B，使三個(gè)物體以同一加速度向右運(yùn)動(dòng)，則( )

A. 此過程中物體C受重力等六個(gè)力作用

B. 當(dāng)F逐漸增大到FT時(shí)，輕繩剛好被拉斷

C. 當(dāng)F逐漸增大到1.5FT 時(shí)，輕繩剛好被拉斷

D. 若水平面光滑，則繩剛斷時(shí)，A、C間的摩擦力為FT/6

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一傾角θ=37°的傳送帶，兩皮帶輪AB軸心之間的距離L=3.2 m，沿順時(shí)針方向以v0=2 m/s勻速運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量m=2 kg的物塊P從傳送帶頂端無初速度釋放，物塊P與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。物塊P離開傳送帶后在C點(diǎn)沿切線方向無能量損失地進(jìn)入半徑為m的光滑圓弧形軌道CDF，并沿軌道運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)F，與位于圓弧軌道最低點(diǎn)的物塊Q發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，物塊Q的質(zhì)量M ＝1 kg，物塊P和Q均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，。求：

(1)物塊P從傳送帶離開時(shí)的動(dòng)量；

(2)傳送帶對物塊P做功為多少；

(3)物塊P與物塊Q碰撞后瞬間，物塊P對圓弧軌道壓力大小的取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（4分）空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，圖中的正方形為其邊界．一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點(diǎn)入射．這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不計(jì)重力．下列說法正確的是（ ）

A.入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同

B.入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同

C.在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同

D.在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大

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