1、- 1 -原子核单元测试题一、选择题1.为了探究宇宙起源， “阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质” 。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。 “反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反。由此可知反氢原子是( )A.由 1 个带正电荷的质子和 1 个带负电荷的电子构成B.由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带正电荷的正电子构成C.由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带负电荷的电子构成D.由 1 个不带电的中子和 1 个带正电荷的正电子构成2.科学家们并不比常人有太多的身体差异，只是他们善于观察，勤于思考，有更好的发现问题、探究问题的毅力。下列规律或定律与对
2、应的科学家叙述正确的是( )A亚里士多德与自由落体规律B开普勒与万有引力定律C爱因斯坦与质能方程、相对论D牛顿与能量守恒定律3.关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A.任何原子核都能自发地放出射线，称为天然放射现象B.放射性物质放出的射线中， 粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生 衰变D.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出 射线4.据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦教离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋( Po)，若该元素发生 衰变，半衰期21084是 138 天，
3、衰变方程为 PoX He ，则下列说法中正确的是( )21084 42A.X 原子核含有有 206 个核子，有 122 个中子B. 100 g 的 Po 经 276 天，已衰变的质量为 75 g21084C. 射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D.原子核内的核子间存在相互作用的核力5.放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子( 射线、 射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为内能，再通过换能器转化为电能的一种装置。其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把内能转化成电能的换能器，最里层是放
4、射性同位素。电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如下表：同位素 90Sr 210Po 238Pu射线 半衰期 28 年 138 天 89.6 年- 2 -若选择上述某一种同位素作为放射源，使用相同材料制成的辐射屏蔽层，制造用于执行长期航天任务的核电池，则下列论述正确的是( )A 90Sr 的半衰期较长，使用寿命较长，放出的 射线比 射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄B 210Po 的半衰期最短，使用寿命最长，放出的 射线比 射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄C 238Pu 的半衰期最长，使用寿命最长，放出的 射线比 射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄D放射性同位素在发生衰变时，
5、出现质量亏损，但衰变前后的总质量数不变6.微量元素锌与人体生长发育密切相关,它是多种锌酶的组分或激活因子,在核酸、蛋白质和激素合成、能量代谢及氧化还原过程中都起着重要的生理作用。因此儿童生长发育时期测量体内含锌量已成为体格检查的重要内容之一，其中比较简单的一种检验方法是取儿童的头发约 50 g，放在核反应堆中经中子轰击后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌，其核反应方程式为 衰变放射出能量为 1 115 eV 的 射641653030Zn.Zn线，通过探测 射线强度的测定可以计算出头发中锌的含量。关于以上叙述，下列说法正确的是( )A. 和 有相同的核子数6430Zn5B. 和
6、有相同的质子数C. 射线是由锌原子的内层电子受激发而发生的D. 射线在真空中传播的速度是 3.0108 m/s7.如图 1 所示，铅盒 A 中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有( ) A.打在图中 a、 b、 c 三点的依次是 射线、 射线和 射线B. 射线和 射线的轨迹是抛物线C.如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下 bD. 在威耳逊云室中，可看到直而清晰的 射线轨迹8.在未来的中国，从沿海的广东、浙江、福建到内陆的湖北、湖南、江西，几十座核电站将拔地而起。发展核
7、电既是中国发展突破能源、交通、环保瓶颈的上策，也符合关于“节能减排”的号召。下列关于核电站的说法中正确的是( )A核反应方程可能是： 92235U 56141Ba 3692Kr2 01nAabcA图 1- 3 -B核反应过程中质量和质量数都发生了亏损C在核反应堆中利用控制棒吸收中子从而减小中子对环境的影响D核电站的能量转换过程是：通过核反应堆将核能转化为热能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能二、填空题9.历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为 0.5 MeV 的质子 H 轰击1静止的 X，生成两个动能均为 8.9 MeV 的 He。(1 MeV1.
8、610 13 J)AZ 42上述核反应方程为_。质量亏损为_kg。10.从静止的镭核 Ra 中射出的 粒子垂直进入正交的匀强电场 E 和匀强磁场 B，在22688电磁场中做直线运动，已知 E3.7210 4N/C， B2.010 -3T。该核反应式为 ，放出 粒子后，反冲核速度为 。三、计算题11我国自行设计制造的太阳能一体化航标灯，使用了清洁环保的太阳能作为能源，集成了 led 冷光源、微电脑控制闪光等多种先进的环保节能技术，它的可靠性和持久性有了巨大的提升，航标船的能耗和排放也随之大大降低，它的面世打破了法国人在太阳能航标灯界的垄断地位，科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核
9、的核聚变反应，即在太阳内部 4 个氢核( 11H)转化成一个氦核和两个正电子( 10e)并放出能量。已知质子的质量mp1.0073 u， 粒子的质量 m 4.0015 u，电子的质量 me0.0005 u。1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量。写出该热核反应方程；一次这样的热核反应过程释放出多少 MeV 的能量？(结果保留四位有效数字)12在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生 、 三种射线的射线源。从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图 2 所示。在与射线源距离为 H 高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(比一般纸厚且
10、涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印相纸显影。下面的印相纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？(已知： m 4 u， m 11 840u， v ， v c)。c10图 2- 4 -13. 钍核弹 发生衰变生成镭核 并放出一个粒子，设该粒子的质量为仇、电2309Th268Ra荷量为 q，它进入电势差为 U 的、带窄缝的、平行的平板电极 S1和 S2间的电场时，其速度为v0，经电场加速后，沿 Ox 方向进人磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，O x垂直于平板电极 S2，当粒子从 P 点离开磁场时，其速度方向与 Ox 方向的夹角 =60 o，如图3 所示，整个
11、装置处于真空中。(1)写出钍核衰变的方程；(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径 R；(3)求粒子在磁场中运动所用的时间 t。图 3- 5 -参考答案1.B 2.C 3.D 4.B 5.CD 6.BD 7.A 8.D9.答案： H X He He 或 H Li He He 3.110 29 kg1 73 42 42 1 73 42 4210.答案：(1) Ra Rn He (2)3.410 5 m/s22688 22286 4211.答案：4 11H 24He2 10e 24.87 MeV解析：热核反应方程为：4 11H 24He2 10e一次热核反应过程中的质量亏损为： m 4 mp m
12、2 me代入数据得： m41.0073 u4.0015 u20.0005 u0.0267 u故一次热核反应释放的能量为E 0.0267 u931.5 MeV/u24.87 MeV12.答案：5184解析：下面印相纸从左向右依次是 射线、 射线、 射线留下的暗斑。设 射线、 射线暗斑到中央 射线暗斑的距离分别为 s 、 s 则s a ， s a 12 2vH12 2vHa ， a q Em q Em由以上四式得 ss 518413.答案：（1） （2） （3）23026928ThHeRa02mqUvBmtqB解析：(1)钍核衰变的方程为 3046928(2)设粒子离开电场时的速度为 v，由动能定理得： 粒子在磁场中有：201qv所以：2mvqBRR= 02U(3)粒子做圆周运动的周期 ，由几何关系知粒子在磁场中转过的角度为 60o，2mTqB则粒子在磁场中运动的时间为 ，所以 。 63t- 6 -
