核工程与核技术专升本2025年核物理真题试卷（含答案）

核工程与核技术专升本2025年核物理真题试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将正确选项字母填在题后的括号内。）1.下列哪个物理量不是原子核的固有属性？（A）原子质量（B）质子数（C）中子数（D）角动量2.一个原子核经过α衰变后，其质量数和原子序数分别发生的变化是？（A）质量数减少4，原子序数增加2（B）质量数增加4，原子序数减少2（C）质量数减少2，原子序数增加4（D）质量数增加2，原子序数减少43.放射性元素衰变的速度取决于？（A）外部温度和压力（B）原子核的内部结构（C）衰变产物的化学性质（D）放射源的总量4.在核反应方程²²₅Ra→²²₁₁Rn+X中，X表示的粒子是？（A）α粒子（⁴₂He）（B）β⁻粒子（⁰₋¹e）（C）β⁺粒子（⁰₊¹e）（D）γ射线光子（₀⁰γ）5.核结合能曲线表明，下列哪种说法是正确的？（A）质量数越小的原子核，其结合能越大（B）质量数中等的原子核，其结合能最大（C）所有重原子核的绑定情况都优于所有轻原子核（D）原子核的结合能与其半径成正比二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。请将答案填写在题中横线上。）6.放射性衰变遵循________定律，经过一个半衰期，放射性物质衰变掉原始量的________。7.核反应过程中，质量数和________数都是守恒的。8.某放射性同位素的半衰期为T年，则其平均寿命为________年。9.使一个原子核发生核反应所需的最小入射粒子能量称为________。10.质量数为A，质子数为Z的原子核，其中子数为________。三、判断题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。请将判断结果（正确填“√”，错误填“×”）填写在题后括号内。）11.β⁻衰变是指原子核内一个中子转变为一个质子，同时发射一个电子和一个反中微子。（）12.所有放射性同位素的半衰期都是固定不变的，与外界环境无关。（）13.核裂变是重核分裂成两个或多个中等质量的核，同时释放巨大能量的过程。（）14.结合能越大的原子核，其核子更牢固地结合在一起，原子核越稳定。（）15.α粒子、β粒子、γ射线都是原子核的衰变产物。（）四、计算题（本大题共3小题，共60分。请写出必要的文字说明、方程式和计算步骤。）16.（20分）某放射性样品初始时刻（t=0）的活度为10⁶Bq，其半衰期为5天。求：（1）经过10天后，样品剩余的活度是多少？（2）经过多少时间后，样品的活度降为初始活度的1/16？17.（20分）写出下列核反应方程：（1）一个质子（¹₁H）轰击铍核（⁹₄Be），产生碳-12核（¹²₆C）和一个中子（¹₀n）。（2）氮-14核（¹⁴₇N）俘获一个α粒子（⁴₂He），发生核反应生成氧-17核（¹⁷₈O）和一个质子（¹₁H）。18.（20分）已知铀-235（²³₅₉₂U）的原子质量为235.0439u，铀-236（²³₆₉₂U）的原子质量为236.0455u，中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u。计算铀-235发生核裂变生成铀-236并释放一个中子时的Q值（质能方程中，1u对应的能量约为931.5MeV）。假设裂变过程中质量亏损主要发生在裂变碎片（此处简化考虑生成U-236和一个中子）。---试卷答案一、选择题1.（A）2.（A）3.（B）4.（A）5.（B）二、填空题6.指数；二分之一7.电荷8.T/ln29.阈能10.A-Z三、判断题11.（√）12.（√）13.（√）14.（√）15.（×）四、计算题16.（1）解析：根据放射性衰变定律N(t)=N₀e^(-λt)和活度关系A(t)=λN(t)，其中λ=ln2/T₁/₂。首先计算λ=ln2/5天≈0.1386/天。然后计算10天后的活度：A(10)=A₀e^(-λt)=10⁶Bq*e^(-0.1386*10)≈10⁶*e^(-1.386)≈10⁶*0.25=2.5×10⁵Bq。答：经过10天后，样品剩余的活度是2.5×10⁵Bq。（2）解析：活度降为初始值的1/16，意味着N(t)=N₀/16。代入衰变公式得N₀/16=N₀e^(-λt)，即e^(-λt)=1/16。取自然对数ln(e^(-λt))=ln(1/16)，得-λt=ln(1/16)=-ln(16)=-4ln(2)。所以t=4ln(2)/λ=4*ln(2)/(ln2/T₁/₂)=4*T₁/₂=4*5天=20天。答：经过20时间后，样品的活度降为初始活度的1/16。17.（1）解析：根据质量数守恒和电荷数守恒配平反应方程。质量数：1+9=12+A，得A=1+9-12=-2（此反应实际不能发生，但按题意配平）。电荷数：1+4=Z+2，得Z=5-2=3。粒子X质量数为-2，电荷数为3，不符合已知粒子。检查题意或提示是否准确。若按标准物理过程，质子轰击铍产生碳-12和α粒子，方程为¹₁H+⁹₄Be→¹²₆C+⁴₂He。若题目意图是其他产物，需重新审视。答：¹₁H+⁹₄Be→¹²₆C+⁴₂He（根据标准物理事实修正）。（2）解析：同样根据质量数守恒和电荷数守恒配平。质量数：14+4=17+A，得A=18-17=1。电荷数：7+2=8+Z，得Z=9-8=1。粒子X质量数为1，电荷数为1，是质子（¹₁H）。答：¹⁴₇N+⁴₂He→¹⁷₈O+¹₁H。18.解析：Q值表示核反应释放的能量，等于反应前后质量的差值（质量亏损）乘以光速平方（E=mc²）。质量亏损Δm=(反应物总质量)-(生成物总质量)=(²³⁵.0439u+1.0087u)-236.045