原子 原子核练习.doc

原子核物理1．目前核电站所用核燃烧主要是浓缩铀发生裂变反应，一种可能的裂变方程为，则下列说法正确的是A．X原子核中含有86个中子B．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后总质量数减少C．是天然放射性元素，半衰期约为7亿年，随着地球环境不断变化，半衰期可能变短D． 现已建成的核电站的能量也有利用热核聚变2．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H+31H→42He+x，式中x是某种粒子.已知: 21H、31H、42He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u; 1uc2=931.5MeV,c是真空中的光速.由上述反应方程和数据可知A. 粒子x是质子B. 该反应释放出的能量约为17.6MeV C. 轻核的聚变反应可以在任何温度下进行D. 自然界不存在热核聚变3．下列说法正确的是A.经过8次衰变和6次衰变后成为稳定的原子核B.发现中子的核反应方程是 Be + HeC + nC.200个的原子核经过两个半衰期后剩下50个D.在中子轰击下生成和的过程中，原子核中的平均核子质量变小4．太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是，这个核反应释放出大量核能。

已知质子、氦核、X的质量分别为、、，真空中的光速为下列说法中正确的是A．方程中的X表示中子(n)B．方程中的X表示电子(e)C．这个核反应中质量亏损D．这个核反应中释放的核能5．(2011年绍兴一中检测)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1000 s，温度超过1亿度，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．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He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He所产生的另一个粒子是质子B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C．两个氘核聚变成一个He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6．下列关于裂变反应的说法中，正确的是（ ）A．裂变反应必须在几百万度的高温下才能发生B．要能发生链式反应，铀块的体积必须超过临界体积C．太阳能释放大量能量，是因为太阳内部不断发生裂变反应D．裂变反应放出大量热量，故不遵守能量守恒定律7．“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风，下列原子弹和氢弹的说法正确的是A. 原子弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式B. 原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式 C. 氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式D. 氢弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式 8．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一个光子。

已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c下列说法中正确的是（ ） A．这个反应的核反应方程是 B．这个核反应既不是聚变反应也不是裂变反应 C．辐射出的光子的能量 D．辐射出的光子的波长9．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3( He)”的化学元素科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将能为地球带来取之不尽的能源关于“氦3(He)”核与氘核的反应，下列说法中正确的是 A．核反应方程式为He＋H→He＋HB．核反应生成物的质量将大于参加反应物的质量C．“氦3(He)”一个核子的结合能大于“氦4(He)”一个核子的结合能D．“氦3(He)”的原子核与一个氘核发生裂变将放出能量10．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为νe+Cl→Ar+e已知Cl的质量为36.956 58 u,Ar的质量为36.956 91 u,e的质量为0.000 55 u,1 u 质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（ ）A.0.82 MeV B.0.31 MeV C.1.33 MeV D.0.51 MeV11．中子，质子，氘核的质量分别为、、，现用光子能量为的射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为：若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是：A、 B、C、 D、12．天文学家测得银河系中的氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是宇宙诞生后的3分钟内生成；二是宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的，氢核聚变反应可简化为4个氢核（H）聚变成氦核（He），同时放出2个正电子（e）和2个中微子（）。

已知氦核质量4.0026u，氢核质量=1.0078u，电子质量=0.0005u，中微子质量为零，1u相当于931.5 MeV的能量，则该核反应方程式和一次反应中释放出的核能分别为 （ ）A．B．C．D．13．以下关于波与相对论的说法，正确的是(　　)A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的频率都会发生变化D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢高度没有变化 14．据报导，欧洲大型强子对撞机开足马力可以把粒子加速到光速的99.9%，单束粒子能量可达到7万亿电子伏特下列说法正确的是A．如果继续对粒子加速，粒子速度可以达到光速B．如果继续对粒子加速，粒子速度可能超过光速C．粒子高速运动时质量大于静止时的质量D．粒子高速运动时质量小于静止时的质量15．关于经典力学和相对论,下列说法正确的是（）A、经典力学和相对论是各自独立的学说,互不相容B、相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C、相对论和经典力学是两种不同的学说,二者没有联系D、经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例16．下列属于狭义相对论基本原理的叙述是（ ）A．一切物理定律在不同的惯性参考系中都是相同的B．在任何参考系中，物理规律都是相同的 C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 D．原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定17．完成下列核反应方程A. 卢瑟福用粒子轰击氮核（）发现质子： B. 查德威克用粒子轰击铍核（）发现中子： C. 约里奥—居里夫妇用粒子轰击铝核（）发现放射性磷： D. 哈恩和他的助手发现铀核（）裂变生成钡（）和氪（）： 18．如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光________(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”)，同时他观察到车厢的长度比静止时变________(填“长”或“短”)了．19．一个钚的同位素Pu的原子核静止在匀强磁场中．某时刻该原子核垂直于磁场方向放射出一个α粒子，变成铀的同位素，同时辐射出能量为E＝0.09 MeV的光子．已知钚原子核的质量M0＝238.999655 u，α粒子的质量m＝4.001509 u，反冲核的质量M＝234.993470 u．取1 u·c2＝931 MeV.(1)写出衰变的核反应方程．(2)α粒子和反冲核的动能各是多少？(3)画出α粒子和反冲核在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动轨迹的示意图．20．(2009·江苏高考)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱克斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在．(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即中微子＋H→n＋e可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．(填写选项前的字母)A．0和0　　　　　　　B．0和1C．1和0 D．1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即e＋e→2γ已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________．21．一个静止的氡核Rn，放出一个α粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E＝0.26 MeV的光子．假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量．已知M氡＝222.08663 u、mα＝4.0026 u、M钋＝218.0766 u，1 u相当于931.5 MeV的能量．(1)写出上述核反应方程；(2)求出发生上述核反应放出的能量；(3)确定钋核与α粒子的动能．22．（12分）精确的研究表明，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图9所示的关系。

1）试根据此图说出至少两条相关信息2）太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个α粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子，已知氢气燃烧与氧气化合生成水，每形成一个水分子释放的能量为6.2 eV，若想产生相当于太阳上1 kg的氢核聚变成α粒子所释放的能量，须燃烧多少千克氢气？α粒子质量mα=4.0026 u，质子质量mp=1.00783 u，电子质量me=5.48×10-4 u（u为原子质量单位，1u=1.6606×10-27kg，1u相当于931.5MeV的能量）图923．（6分）2008年北京奥运会场馆周围 80％～90％ 的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．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的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.（已知质子质量mP = 1.0073u，a粒子的质量ma= 4.0015u，电子的质量me = 0.0005u． 1u的质量相当于931.MeV的能量．）（1）写出该热核反应方程；（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）24．处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为M的原子核Y，被释放的α粒子垂直射人磁感强度为B的匀强磁场中，测得其圆周运动的半径为r，设α粒子质量为m，质子的电量为e，试求： （提示：原子核衰变过程中，动量和能量保持守恒）（1）衰变后α粒子的速率υa和动能Eka；（2）衰变后Y核的速率υy和动能Eky；（3）衰变前X核的质量Mx．25．在核反应堆里，用石墨作减速剂，使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断的碰撞而被减速。

假设中子与碳核发生的是弹性正碰，且碰撞前碳核是静止的已知碳核的质量近似为中子质量的12倍，中子原来的动能为E0，试求：（1）经过一次碰撞后中子的能量变为多少？（2）若E0＝1.76MeV，则。