原子核 一、单选题 1．晴朗的夜空繁星闪烁，有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝关于“红星”和“蓝星” 表面的温度，下列说法正确的是（　　） A．恒星表面的温度越高，表面颜色越偏红，所以“红星”表面的温度高 B．恒星表面的温度越高，表面颜色越偏蓝，所以“蓝星”表面的温度高 C．“红星”和“蓝星”表面的温度一样高 D．恒星的表面颜色与其表面温度无关 2．2020 年 12 月 4 日在成都，我国核聚变反应“人造太阳”已获得重大突破新一代可控核 聚变研究装置“中国环流器二号 M”（ HL-2M ）正式建成并首次放电，为人类开发利用 核聚变能源奠定了重要的技术基础，核聚变反应方程 2 1 H+ 31 H � 24 He+X 中，X 表示（　 ） A．质子 B．正电子 C．负电子 D．中子 3．2021 年 11 月 4 日，由我国自主研发的可控核聚变装置“人造太阳”迎来了全新突破， 在高达 1.2 亿摄氏度下成功运行了 101 秒，引发全球关注。下列核反应方程属于核聚变 的是（　　） A． 2 1 H+ 31 H � 42 He+ 01 n 14 C． 7 B． 1 N  24 He �17 8 O 1 H 234 90 234 Th �91 Pa  01 e 235 89 1 U 10 n �144 56 Ba  36 Kr  30 n D． 92 4．下列核反应中是 α 衰变的方程是（　　） 24 A． 11 C． Na �1224 Mg  01 e 238 92 1 B． 1 234 U �90 Th  42 He D． H 12 H �32 He   4 2 27 30 He 13 Al �15 P 10 n 5．幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用碳 14 标记的尿素后，胃中的尿素 酶可将尿素分解为氨和碳 14 标记的 CO2，通过分析呼气中标记的 CO2 的含量即可判断 患者胃中幽门螺杆菌的存在。 程为 14 6 C�X A．X 比 14 6 C 14 6 C 半衰期是 5730 年，而且大部分是 β 衰变，其衰变方 。则下列说法正确的是（　　） 多一个质子 B．β 粒子来自于原子核 X C．含 14 6 C 的化合物比单质 D．2000 个 14 6 C 14 6 C 衰变得可能慢些 经过 5730 年会有 1000 个发生衰变 6．下列说法中正确的是（　　） A．卢瑟福在 α 粒子散射实验的基础上，提出了原子核内有质子 B．α 射线、β 射线、γ 射线都是高速运动的带电粒子流 C．目前核电站内释放的核能来自于重核裂变 D．放射性元素的半衰期会随温度的变化而改变 7．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。 下列说法符合事实的是（　　） A．核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，其中一种核裂变方程为 235 92 94 U+10 n � X+ 38 Sr  1010 n ，式中的 X 原子核的比结合能比铀核的比结合能小 B．我国自主设计、研制了世界第一套全超导核聚变实验装置——“人造太阳”，其核反 应方程是 2 1 H+13H �24 H+10 n C．人类第一次实现原子核的人工转变是查德威克用  粒子轰击铍原子核，产生了碳原 子核和一个中子 D．患癌症的病人可以接受钴 60 的放射治疗，这是利用了细胞分裂越快的组织对射线 的耐受力越强的特点 8．秦山核电站是我国第一座核电站，第一期工程发电能力为 30 万千瓦。核电站是利 用核裂变产生的能量进行发电，其核反应方程式之一是 235 92 89 U+10 n �144 56 Ba+36 Kr+3y 是（　　） A．质子 B．中子 C．电子 9．下列关于近代物理的说法，正确的是（　　） A．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率无关 B．比结合能小的原子核分裂成比结合能大的原子核时释放出核能 C．动能相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等 D．卢瑟福通过 α 粒子散射实验证明了原子核内部存在中子 D．氢核 。则 y 10 5 10．硼中子俘获治疗是目前国际最先进的癌症治疗手段之一。其原理是先将携带 B （硼的一种稳定无放射性的天然同位素）的靶向分子药物注射到人体，靶向药物的选 10 5 择性使 B 高特异性地集聚在肿瘤组织内，再通过具有指向性的低能量超热中子束对 10 5 肿瘤部位进行外照射，照射后肿瘤组织内 B 被激活、并发生霸中子俘获作用放出射 线，使肿瘤细胞 DNA 双股螺旋断键，致使肿瘤细胞不可修复而彻底死亡，从而实现在 10 1 7 细胞水平定点击杀癌细胞而不损伤正常组织的目的。其核反应方程为 5 B+ 0 n→ 3 Li+X，则 X 为（　　） A．电子 B．质子 C．中子 D．α 粒子 11．2021 年 5 月 28 日，中科院合肥物质科学研究院中国“人造太阳”核聚变技术创造了 新的世界纪录，成功实现可重复的 1.2 亿摄氏度 101 秒和 1.6 亿摄氏度 20 秒等离子体运 行，将 1 亿摄氏度 20 秒的原纪录延长了 5 倍。下列关于核聚变的有关说法正确的是（ ） A．轻核聚变的反应称为链式反应 B．轻核聚变后放出能量，则反应后核的比结合能减少 2 C．氘、氚的核聚变反应方程式为 1 H 13 H �24 He  X  17.6MeV ，其中 X 是中子 D．该核反应放出的能量来源于氘、氚原子中电子从高能级向低能级跃迁 12．下列说法正确的是（ ） A．原子从低能级向高能级跃迁时，只有吸收光子才能实现 B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 C．放射性 β 射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗 D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度 13．不同原子核的比结合能是不一样的，图示是按照实际测量结果画的图线。则下列 说法正确的是（ ） A． B． C． 16 8 6 3 O Li 235 核的结合能约为 64MeV 核的结合能小于 4 2 He 核的 U 分裂成两个中等质量的核时吸收能量 D．3 个 4 2 He 核聚变生成 12 6 C 核放出的核能约为 7MeV 二、多选题 14．钍（ 232 90 Th）是一种放射性金属元素，带钢灰色光泽，质地柔软，广泛分布在地壳 中，是一种前景十分可观的能源材料。已知钍发生衰变的半衰期为 24 天，关于钍的衰 变，下列说法正确的是（　　） A．衰变放出的 γ 射线具有很强的电离能力 B．钍原子发生一次 β 衰变，原子核放出一个电子 C．β 射线是高速电子流，它的穿透能力比 α 射线强 D．现在有 80 个钍原子，经过 96 天后，未衰变的钍原子个数为 5 个 15．关于四种基本相互作用，下列说法正确的是（　　） A．原子核中质子间的万有引力和电磁力可以达到平衡 B．核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大 C．弱相互作用是引起原子核 β 衰变的原因 D．强相互作用的力程大于弱相互作用的力程 16．在居室装修中经常使用到花岗岩、大理石等材料，这些材料都不同程度地含有放 射性元素。比如，有一些含镭的材料会释放出放射性惰性气体氡，而氡产生后很快衰 变成一系列放射性产物，对人的健康是有危害的。已知氡的半衰期为 3. 8 天，根据有 关放射性知识，下列说法正确的是 （　　） A．氡被吸入人体后，放射性衰变将会停止 B．随着气温的升高，氡的半衰期不会变化 C．  衰变的本质是中子转化成一个质子和一个电子 D．10 个氡原子核经过 3. 8 天后还剩 5 个氡原子核 17． 若 66 29 A． B． 66 29 Cu Cu 具有放射性，如静止的 核、 62 27 Co 66 29 Cu 62 27 Co D． Co Cu 发生 α 衰变时，产生 62 27 Co 同时伴有 γ 光子辐射。 核和 α 粒子的质量分别为 m1、m2 和 m3，下列说法正确的是（　　） 的结合能为（m1-m2-m3）C2 核、 62 27 Co 核和 α 粒子中， C．γ 光子是衰变过程中 62 27 66 29 62 27 Co 66 29 Cu 核的结合能最大 核辐射的 核与 α 粒子能量之和等于反应前 66 29 Cu 的能量 三、填空题 18． 235g 的 238 92 U 含有的质子数是________个，含有的中子数是________，含有的电子 数是________个. 19．临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生________反应的________体积叫作它 的临界体积，相应的质量叫作临界质量。 20．1939 年 12 月，德国物理学家______________和他的助手发现，用中子轰击铀核时， 铀核发生裂变。1942 年意大利科学家______________领导了世界上第一座原子核反应 堆的建设和试验工作。 21．核能与其他能源相比具有能量大、地区适应性强的优势。在核电站中，核反应堆 释放的核能转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释 放出大量核能。 (1)核反应方程式 1 0 n 235 92 92 U  01 n � 141 56 Ba  36 Kr  aX ，是反应堆中发生的许多核反应中的一种， 为中子，X 为待求粒子，a 为 X 的个数，则 X 为__，a=__。 以 mU、mBa、mKr 分别表示 235 92 141 U、、 56 Ba 92 36 Kr 核的质量， mn、mp 分别表示中子、质子的质 量，c 为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能 E =_____。 (2)已知 235 92 U 有一种同位素，比 静止状态发生  235 92 U 核多 2 个中子。某时刻，有一个这样的同位素核由 衰变时放出的粒子的速度大小为 v0 ，已知锕系元素周期表部分如图。 试写出  衰变的方程______，并求出衰变后的残核初速度___ 四、解答题 22．铋 210 的半衰期是 5 天，经过多少天后，20 g 铋还剩 1.25 g ？ 23．一个静止的铀核 4.0026u 1u 232 92 U ）后衰变成钍核 相当于 931MeV （原子质量为 228 90 Th 232.0372u （原子质量为 ）放出一个 228.0287u