2025 年大学核科学与技术（核物理基础）试题及答案

2025年大学核科学与技术（核物理基础）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案）1.原子核的组成粒子是（）A.质子和电子B.质子和中子C.中子和电子D.质子、中子和电子2.以下哪种核反应属于聚变反应（）A.$^{235}U+n\to^{144}Ba+^{89}Kr+3n$B.$^{2}H+^{3}H\to^{4}He+n$C.$^{238}U\to^{234}Th+^{4}He$D.$^{14}N+^{4}He\to^{17}O+^{1}H$3.原子核的结合能主要来源于（）A.质子间的库仑力B.中子间的相互作用C.核子间的强相互作用D.质子和中子间的弱相互作用4.放射性衰变的半衰期是指（）A.放射性物质质量减少一半所需的时间B.放射性物质活度减少一半所需的时间C.放射性物质能量减少一半所需的时间D.放射性物质粒子数减少一半所需的时间5.以下哪种射线的穿透能力最强（）A.α射线B.β射线C.γ射线D.X射线6.原子核的自旋量子数I与原子核的质子数Z和中子数N的关系是（）A.当Z和N均为偶数时，I=0B.当Z和N均为奇数时，I为整数C.当Z和N一个为奇数一个为偶数时，I为半整数D.以上都不对7.核反应中的质量亏损是指（）A.反应前后原子核质量的差值B.反应前后粒子质量的差值C.反应前后系统总质量的差值D.反应前后质子质量的差值8.以下哪种核素是稳定核素（）A.$^{238}U$B.$^{14}C$C.$^{12}C$D.$^{3}H$9.原子核的激发态通常通过（）方式跃迁到基态。A.发射光子B.发射电子C.发射中子D.吸收光子10.核力的特点不包括（）A.短程力B.强相互作用C.电荷无关性D.长程力二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题至少有两个正确答案）1.以下属于核物理研究内容的有（）A.原子核的结构B.核反应C.放射性衰变D.核技术应用2.关于原子核的稳定性，以下说法正确的是（）A.质子数和中子数相等的原子核一般较稳定B.偶偶核比奇偶核、奇奇核更稳定C.中等质量数的原子核较稳定D.重核一般比轻核更稳定3.核反应中可能涉及的守恒定律有（）A.能量守恒B.动量守恒C.电荷守恒D.质量数守恒4.以下哪些是放射性核素的应用（）A.放射性治疗B.放射性示踪C.核能发电D.辐射育种5.原子核的衰变类型包括（）A.α衰变B.β衰变C.γ衰变D.δ衰变三、判断题（总共10题（每题2分）1.原子核的半径与质量数的立方根成正比。（）2.所有的核反应都能释放能量。（）3.β射线是高速电子流，它的本质是原子核内的中子转变为质子时放出的电子。（）4.原子核的自旋会产生磁矩，与外磁场相互作用。（）5.核力在大于核力作用半径时表现为引力。（）6.放射性物质的活度会随着时间不断增加。（）7.核聚变反应比核裂变反应更容易控制。（）8.原子核的结合能越大，原子核越稳定。（）9.原子核的激发态寿命一般很短。（）10.核物理研究对人类社会的发展没有负面影响。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述原子核的壳层模型，并说明其成功解释了哪些原子核现象。2.什么是放射性衰变的三种类型（α、β、γ衰变）？请分别写出它们的衰变方程，并说明衰变过程中原子核的变化。3.解释核反应中的截面概念，并说明它与哪些因素有关。五、论述题（总共2题，每题20分）1.论述核裂变反应堆的工作原理、主要组成部分以及在能源领域的重要意义和面临的挑战。2.谈谈你对核物理未来发展趋势的理解，以及它可能对人类社会产生的影响。答案：一、选择题1.B2.B3.C4.B5.C6.A7.C8.C9.A10.D二、多项选择题1.ABCD2.BC3.ABCD4.ABD5.ABC三、判断题1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.×9.√10.×四、简答题1.原子核的壳层模型认为，原子核内的核子按一定的壳层分布，每个壳层有特定的能量和核子数。成功解释了原子核的幻数、核自旋和磁矩等现象。2.α衰变：$^{A}_{Z}X\to^{A-4}_{Z-2}Y+^{4}_{2}He$，原子核质量数减少4，质子数减少2；β衰变：$^{A}_{Z}X\to^{A}_{Z+1}Y+e^-$，原子核质子数增加1，质量数不变；γ衰变：$^{A}_{Z}X^\to^{A}_{Z}X+γ$，原子核从激发态跃迁到基态，释放γ光子，质量数和质子数不变。3.核反应截面是指一个入射粒子与一个靶核发生核反应的概率大小。与入射粒子能量、靶核种类、核反应类型等因素有关。五、论述题1.核裂变反应堆利用铀等重核裂变释放能量。主要组成部分有堆芯、冷却剂、慢化剂、