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原子核单元测试题


第十九章 原子核单元测试题(600)
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 2 4 1 1 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:61H→k2He+d1H+20n +43.15MeV,则由守恒条件可知( ) A.k=1,d=4 B.k=2,d=2 C.k=1,d=6 D.k=2,d=3 6、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, 3 ) 2He 的质量为 m3,质子的质量为 m4,则下列说法中正确的是( 3 A.两个氘核聚变成一个2He 所产生的另一个粒子是质子 3 B.两个氘核聚变成一个2He 所产生的另一个粒子是中子 3 C.两个氘核聚变成一个2He 所释放的核能为(2m1-m3-m4)c2 D.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( )
2 4 1 A.1H+3H→2He+0n 是聚变 1 4 C.226Ra→222Rn+2He 是 α 衰变 98 96

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 210 B.氡 222 C.锶 90 D.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) 210 60 10、(5 分)放射性物质 84Pb 和27Co 的核衰变方程分别为:
210 206 84Po→ 82Pb+X1 60 60 27Co→28Ni+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、 分)1967 年 6 月 17 日, (5 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______, 2 3 4 1 再利用它产生的高温高压引爆热核材料。 若聚变方程为1H+1H→2He+0n+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× 6J,则氢弹爆炸时 10 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× 6J,则该原子弹含有纯铀 235______kg(1 个铀 235 原子核裂 10 变时放出 200MeV 的能量,阿伏加德罗常数 NA=6.02× 23 个/mol)。 10 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。

B.235U+1n→140Xe+94Sr+21n 是裂变 92 0 54 38 0 34 24 0 D.11Na→12Mg+-1e 是裂变

8、1 个235U 吸收 1 个中子发生核反应时,大约放出 200MeV 的能量,则 1g 纯235U 完全发生核反应放 92 92 出的能量为(NA 为阿伏加德罗常数)( ) 235 NA A.NA× 200MeV B.235NA× 200MeV C. × 200MeV D. × 200MeV NA 235 9、 元素 射线 半衰期 元素 射线 半衰期 钋 210 氡 222 α β 138 天 3.8 天 锶 90 铀 238 β α、β、γ 28 年 4.5× 9 年 10

15. 分)放射性同位素6 C 被考古学家称为“碳钟”, (6 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。 14 14 (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 6C, 6C 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。 14 (2)若测得一古生物遗骸中 6C 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?

14

16、 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, (7 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× 27kg,β 粒子质量 mβ=9.1× 31kg。 10 10 (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。
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第十九章 原子核单元测试题答案
参考答案
题 号 答 案 1 A 2 BD 3 B 4 BC 5 B 6 BD
4

7 D

8 D

9 C

10 ABC

11、由核反应中质量数和电荷数守恒知 X1 代表2He,而 X2 代表 0-1e。 12、黑纸 B 能把 α 射线挡住,如果有 β 射线,那么在撤去电场后,显微镜内观察到荧光屏上每分钟 闪烁的亮点数应该明显增加,而电场对 γ 射线没有影响,因此含有 α 射线和 γ 射线。 13、答案:原子弹 4.47× 27 10 14、2 万吨 TNT 炸药爆炸时放出的能量 E=2× 7× 10 4.2× 6J=8.4× 13J,1 个铀 235 原子核放出的能 10 10 M 235E 量 ΔE = 200MeV , 设 纯 铀 235 的 质 量 为 M , 则 E = NΔE = N ΔE , 故 M = = 235 A NAΔE 13 235× 8.4× 10 3 - g≈1.0×10 g=1.0kg 23 6.02× × 10 200× 6× 10 1.6× 19 10 1 t 15、每分钟衰变次数与原子核的总数成正比,故 ΔN=ΔN0?2?T ? ? 将 t=15h,T=5h 代入,得 ΔN=750 次/分 ΔN Δn 因 = V总 V ΔN 750 得 V 总= V= × cm3=3750cm3 10 Δn 2 16、(2)活体中 14 C 含量不变,生物死亡后, 14 C 开始衰变,设活体中 14 C 的含量为 m0,遗骸中为 m, 6 6 6 1? t 1? t t ? 则由半衰期的定义得 m=m0·2?T,即 0.125=?2?T,解得 =3,所以 t=3T=17190 年。 ? ? T 答案:(1) 7N+0n→ 6C+1H 6C→ 7N+ -1e (2)17190 年 17、(1)衰变过程中动量守恒,因初动量为零,故衰变后两粒子动量大小相等,方向相反。粒子轨迹 为外切圆,说明两粒子所受的洛伦兹力方向相反,均带正电,故发生的是 α 衰变。 mv2 (2)由动量守恒 0=mv-mαvα,粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力 qvB= ,又 qα=2e,R1:R2 r =42:1,由以上关系得该放射性元素的电荷量 q=84e,即衰变前原子核的电荷数为 86,是氡核。 mαvα (3)因 R1= ,得 qαB - 1.6× 19× 10 2.5× 0.2 qαBR1 2× vα= = m/s≈2.4×107m/s。 - mα 6.64× 27 10 答案:(1)α 衰变 (2)氡核 (3)2.4× 7m/s 10
14 1 14 1 14 14 0

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