原子核单元测试题

第1页原子核单元测试题一．选择题（可能有一个或多个选项正确）1、卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是()A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现D．质子的发现2、关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是()A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间C．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等3、下列关于原子和原子核的说法正确的是()A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固4、如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是()A．a为α射线，b为β射线B．a为β射线，b为γ射线C．b为γ射线，c为α射线D．b为α射线，c为γ射线5、原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为：621H→k42He＋d11H＋210n＋43.15MeV，则由守恒条件可知（）A．k＝1，d＝4B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6D．k＝2，d＝36、2006年9月28日，我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000s，温度超过1亿度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平。合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方。核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富。已知氘核的m1，中子的质量为m2，32He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是()A．两个氘核聚变成一个32He所产生的另一个粒子是质子B．两个氘核聚变成一个32He所产生的另一个粒子是中子C．两个氘核聚变成一个32He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c2D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性7、下列说法不正确的是()A．21H＋31H→42He＋10n是聚变B．23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是裂变C．22698Ra→22296Rn＋42He是α衰变D．3411Na→2412Mg＋0－1e是裂变8、1个23592U吸收1个中子发生核反应时，大约放出200MeV的能量，则1g纯23592U完全发生核反应放出的第2页能量为(NA为阿伏加德罗常数)()A．NA×200MeVB．235NA×200MeVC．235NA×200MeVD．NA235×200MeV9、放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的。下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线。某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀。可利用的元素是()A．钋210B．氡222C．锶90D．铀238二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分。把答案直接填写在题中横线上，不要求写出演算过程)10、(5分)放射性物质21084Pb和6027Co的核衰变方程分别为：21084Po→20682Pb＋X16027Co→6028Ni＋X2方程中的X1代表的是______，X2代表的是______。11、(5分)如图所示，A为未知的天然放射源，B为一张黑纸，C为水平放置的一对平行金属板，板间有竖直方向的场强较大的匀强电场，D为荧光屏，F为固定不动的显微镜筒，整个装置放在真空中。实验时，可以从显微镜内观察到荧光屏上闪烁的亮点，如果将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，如果再将黑纸B移开，则从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数明显增加。由此可判定放射源A发出的射线为______。12、(5分)1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，如图所示。氢弹首先由普通炸药引爆______，再利用它产生的高温高压引爆热核材料。若聚变方程为21H＋31H→42He＋10n＋17.6MeV。氢弹爆炸放出的能量相当于引爆300万吨TNT，已知1kgTNT炸药爆炸时放出的能量为4.2×106J，则氢弹爆炸时内部发生聚变反应的次数为______次。13、(5分)二战末期，美国在日本广岛投下的原子弹相当于2万吨TNT炸药爆炸时释放的能量，已知1kgTNT炸药爆炸时释放的能量是4.2×106J，则该原子弹含有纯铀235______kg(1个铀235原子核裂变时放出200MeV的能量，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023个/mol)。三、计算题(共6小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14、(6分)一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6000次。将该种溶液注射到一个病人的血液中，经过15h，从病人身上取出10cm3的血样，测得每分钟衰变2次。已知这种同位素的半衰期是5h，试根据上述数据，计算人体血液的总体积。元素射线半衰期元素射线半衰期钋210α138天锶90β28年氡222β3.8天铀238α、β、γ4.5×109年第3页15．(6分)放射性同位素146C被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成146C，146C不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5730年。试写出有关的核反应方程。(2)若测得一古生物遗骸中146C的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？16、(7分)某静止放射性元素的原子核在磁感应强度B＝2.5T的匀强磁场中发生衰变，轨迹如图所示，测得两圆的半径之比R1:R2＝42:1，且R1＝0.2m。已知α粒子质量mα＝6.64×10－27kg，β粒子质量mβ＝9.1×10－31kg。(1)判断发生的是何种衰变；(2)判断衰变前原子核的种类；(3)求出放出粒子的速度大小17、氢原子的核外电子质量为m，电量为e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1。（1）电子运动的动能Ek是多少？（2）电子绕核转动的频率f是多少？（3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为多大第4页18、用质子轰击锂核（Li）生成两个a粒子。已知质子质量Mp=1.0078，锂核质量为0160.7LiM，质子的初动能是E1=0.6MeV。求：（1）写出核反应方程式；（2）核反应前后发生的质量亏损；（3）核反应过程中释放的能量△E；（4）核反应释放的能量全部用来增加两个a粒子的动能，则核反应后两个a粒子具有总能量是多少？19、太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子的11H、42He等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e＋411H→42He＋释放的核能，这些核能最后转化为辐射能，根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的11H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和11H核组成.(1)为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半径R=6.4×106m，地球质量m=6.0×1024kg，月地中心的距离r=1.5×1011m，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，1年约为3.2×107s，试估算目前太阳的质量M.(2)已知质量mp=1.6726×10-27kg，42He质量m=6.6458×10-27kg，电子质量me=0.9×10-30kg，光速c=3×108m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.(3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W=1.35×103J/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求一位有效数字)