解题思路:放射性元素的原子核,沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后进入匀强磁场,在洛伦兹力的作用下都做匀速圆周运动.放射性元素放出粒子,动量守恒,由半径公式r=[mv/qB]=[P/qB],分析α粒子和β粒子与反冲核半径关系,根据洛伦兹力分析运动轨迹是内切圆还是外切圆,判断是哪种衰变.
放射性元素放出正电子时,正粒子与反冲核的速度相反,而电性相同,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反,两个粒子的轨迹应为外切圆.
而放射性元素放出β粒子时,β粒子与反冲核的速度相反,而电性相反,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同,两个粒子的轨迹应为内切圆.
放射性元素放出粒子时,两带电粒子的动量守恒.由半径公式r=[mv/qB]=[P/qB],可得轨迹半径与动量成正比,与电量成反比,而正电子和β粒子的电量比反冲核的电量小,则正电子和β粒子的半径比反冲核的半径都大,故轨迹1、2、3、4依次是:
23491Pa、电子、14Si、正电子.
故选:B.
点评:
本题考点: 原子核衰变及半衰期、衰变速度;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 放射性元素放射后,两带电粒子的动量是守恒.正好轨迹的半径公式中也有动量的大小,所以可以研究半径与电荷数的关系.