2010-2011學(xué)年第一學(xué)期期末考試原子核物理考試試題A

2010—2011學(xué)年第1學(xué)期期末考試原子核物理考試試題（A）所有答案必須寫在答題紙上，做在試題紙上無效！一、選擇題1、關(guān)于核物理，下列陳述中正確的是【】[A]重的原子核，例如鈾核（），因?yàn)樗暮俗佣?，核力大，所以結(jié)合得堅(jiān)固而穩(wěn)定[B]鋰核（）的核子只有6個(gè)，它比鈾核簡(jiǎn)單，因而比鈾核結(jié)合得更堅(jiān)固更穩(wěn)定[C]原子核結(jié)合的緊松程度可以用“比結(jié)合能”來表征，比結(jié)合能的定義是每個(gè)核子的平均結(jié)合能，比結(jié)合越大的原子核比較穩(wěn)定[D]以上三個(gè)表述都錯(cuò)誤2、下列表述中錯(cuò)誤的是【】[A]有一種核素自發(fā)的地變?yōu)榱硪环N核素，同時(shí)放射出射線的現(xiàn)象稱為放射性[B]β衰變式原子核自發(fā)地放出而發(fā)生的轉(zhuǎn)變[C]軌道電子俘獲是β衰變的一種[D]幾乎所有的放射性現(xiàn)象均伴隨著γ射線的發(fā)射3、鈾核裂變釋放出的能量為，設(shè)某一核電站供熱的功率為1000MW，則每星期至少需要消耗鈾原料為【】[A]3.44kg[B]5.68kg[C]12.66kg[D]7.43kg4、放射性元素是半衰期為10年，則【】[A]20年后這種元素全部衰變完[B]5年后這種元素衰變掉，還剩下[C]即使5000年后則這種元素還會(huì)剩余一小部分[D]以上三個(gè)說法都是錯(cuò)誤的5、已知質(zhì)子的質(zhì)量是、中子的質(zhì)量是，質(zhì)子、中子組成質(zhì)量為的氦核。則有【】[A][B][C][D]以上三種情況均有可能6、在下述幾種情況下，不能釋放原子核能的是【】[A]由核子組成原子核[B]核反應(yīng)中產(chǎn)生的質(zhì)量虧損的核反應(yīng)[C]由重核裂變成質(zhì)量較小的中等核[D]有質(zhì)量小的原子核較大的原子核7、原子反應(yīng)堆是實(shí)現(xiàn)可控制的重核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一種裝置，它的四個(gè)組要組成部分是【】[A]原子燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)[B]原子燃料、減速劑、發(fā)熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)[C]原子燃料、調(diào)速劑、碰撞系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)[D]原子燃料、中子源、原子能聚存系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)8、人們?cè)诤四艿睦弥蝎@得巨大的利益?，F(xiàn)在建成的核電站利用的是【】[A]放射性元素衰變放出的能量[B]人工反射性同位素放出的能量[C]重核裂變放出的能量[D]輕核聚變放出的能量二、填空題1、碳原子核的半徑3×10-15m ，這一密度是金屬銅的密度的 倍。（已知金屬銅的密度為8900）2、已知?dú)浜?、中子、氘核質(zhì)量分別為、、，氫核和中子結(jié)合為氘核是釋放出的能量表達(dá)式為。3、一個(gè)核反應(yīng)的反應(yīng)式是：.已知的質(zhì)量為14.00307u,d質(zhì)量為2.01410u，的質(zhì)量為12.00000u，的質(zhì)量為4.00230u.則此核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為，它是一個(gè)（填：吸能、放能）反應(yīng)。4、已知太陽(yáng)每秒輻射的能量為3.8×1026J,則其質(zhì)量的減少率為千克/秒。5、一個(gè)能量為2.09的光子，產(chǎn)生一個(gè)正負(fù)質(zhì)子對(duì)。已知其中質(zhì)子的動(dòng)能為95.0，則反質(zhì)子的動(dòng)能為。6、質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別、和，質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核是，發(fā)出γ射線普朗克恒量為h，真空中的光速為c，則γ射線的頻率為。7、一個(gè)π介子（靜能為E0=135）衰變成兩個(gè)能量相同的光子，則每個(gè)光子能量為，動(dòng)量的大小為，頻率為。8、在一定的條件下，兩個(gè)光子是可以轉(zhuǎn)化為正負(fù)電子對(duì)的，現(xiàn)在如果兩個(gè)光子的能量相等，要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化，光子的波長(zhǎng)最大是米。9、在核和看、核內(nèi)核子的平均結(jié)合能分別為6.45和7.07,要把核分裂成兩個(gè)α粒子和一個(gè)中子，必須耗費(fèi)的能量為。10、秦山核電站的發(fā)電功率飛3.0×105kw，如果1g完全裂變式釋放的能量為8.2×1010J，并且假定所釋放的能量完全變成了電能，那么，秦山核電站每年需要消耗“核燃料”為（一年可按365天計(jì)算）。三、計(jì)算題1、將的鐵放在很深的礦井中，一完全隔斷宇宙射線的影響，在鐵旁邊有很多探測(cè)器，只要鐵核中有核子（質(zhì)子和中子）發(fā)生衰變，這個(gè)事件被記錄下來。這個(gè)實(shí)驗(yàn)從1980年冬天開始懂啊1982年夏結(jié)束，歷史1.5年，一共記錄了3個(gè)核子衰變的事例。已知N0個(gè)平均壽命為τ的粒子經(jīng)過時(shí)間后的數(shù)目為N=N0et/τ.根據(jù)以上事實(shí)估算出核子的平均壽命和半衰期。（已知核子的質(zhì)量為,,當(dāng)時(shí)，.）2、用放射源釙（Po）發(fā)射的α粒子在倍釙核上，產(chǎn)生一種新的粒子和另一生成物，這些新粒子組成的粒子流有如下特點(diǎn)：（1）在任意方向的磁場(chǎng)中都不偏轉(zhuǎn)；（2）讓它與含氫物質(zhì)中的靜止氫核相碰撞，可把氫核擊出，被擊出的氫核能量為，讓它與含氮物質(zhì)中的靜止氮核相碰撞，也可把氮核擊出，被擊出的氮核能量為。碰撞可視為對(duì)心完全彈性碰撞，且已知?dú)浜伺c氮核的質(zhì)量比為1:14。試根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出新粒子質(zhì)量與氫核質(zhì)量之比，并判斷此新粒子是什么粒子。3、核經(jīng)α衰變轉(zhuǎn)變?yōu)楹耍⑨尫懦鰞山M能量分別是4.79核4.612的α粒子，它們分別對(duì)應(yīng)于從的同一個(gè)能級(jí)到的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的躍遷所發(fā)出的同時(shí)，的上述衰變中還觀測(cè)到γ射線的發(fā)射，這是從激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍遷發(fā)出的，試求與兩組α粒子相對(duì)應(yīng)的的衰變能和γ光子的頻率。4、考古發(fā)現(xiàn)了古生物遺骸，測(cè)得其中的β-放射性，得到每公斤遺骸樣品的放射性活度為133.3Bp，為斷定該遺骸生活年代，測(cè)得了現(xiàn)今仍然存活的同類生物體的的β-放射性活度，得到每公斤樣品為208.3Bp，試求該古生物遺骸生活的年代距今多少年。5、計(jì)算原子核的核子平均結(jié)合能。已知的原子質(zhì)量為232.0382u,氫原子H和中子n的質(zhì)量分別為1.007830u和1.008665u.6、為什么實(shí)現(xiàn)吸能核反應(yīng)的閾能大于核