2025年大學(xué)《物理學(xué)》專業(yè)題庫——核物理學(xué)在核能發(fā)展中的作用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)。）1.下列哪種粒子參與構(gòu)成原子核？A.電子B.質(zhì)子C.中子D.光子2.放射性衰變過程中，原子核釋放出一個α粒子，則該原子核的A.質(zhì)量數(shù)減少4，原子序數(shù)減少2B.質(zhì)量數(shù)增加4，原子序數(shù)增加2C.質(zhì)量數(shù)減少2，原子序數(shù)減少4D.質(zhì)量數(shù)增加2，原子序數(shù)增加43.核裂變是指重核吸收一個中子后，分裂成兩個或多個中等質(zhì)量的核，并釋放出A.一個電子B.一個質(zhì)子C.一個α粒子D.一個中子4.核聚變是指兩個或多個輕核結(jié)合成一個較重的核，并釋放出A.一個電子B.一個質(zhì)子C.一個α粒子D.大量的能量5.下列哪種材料適合用作核反應(yīng)堆的慢化劑？A.鈾B.鎘C.鉛D.石墨6.下列哪種材料適合用作核反應(yīng)堆的中子吸收劑？A.鈾B.鎘C.鉛D.石墨7.核電站利用核能發(fā)電，其核心設(shè)備是A.升壓變壓器B.發(fā)電機C.核反應(yīng)堆D.汽輪機8.下列哪種方式屬于核能的和平利用？A.核武器B.核電站C.核潛艇D.核爆炸9.核廢料處理的主要挑戰(zhàn)是A.核廢料的運輸B.核廢料的儲存C.核廢料的利用D.核廢料的產(chǎn)生10.下列哪種技術(shù)利用了核輻射的特性？A.X射線照相B.CT掃描C.放射性治療D.以上都是二、填空題（每空1分，共10分。請將答案填在橫線上。）1.原子核是由______和______組成的。2.α衰變是指原子核釋放出一個______粒子。3.核反應(yīng)方程必須滿足______守恒和______守恒。4.核裂變反應(yīng)堆中，控制棒的主要作用是______。5.核聚變是太陽和其他恒星的能量來源，其過程主要是______反應(yīng)。三、簡答題（每小題5分，共15分。）1.簡述核力的主要特性。2.簡述核能利用的優(yōu)缺點。3.簡述核輻射防護的基本原則。四、計算題（每小題10分，共20分。）1.一個鈾-235原子核吸收一個中子后發(fā)生裂變，裂變產(chǎn)物分別是氙-140和鍶-94，并釋放出3個中子。請寫出核反應(yīng)方程，并計算該核反應(yīng)釋放的能量（已知：鈾-235的原子質(zhì)量為235.0439u，氙-140的原子質(zhì)量為139.9050u，鍶-94的原子質(zhì)量為93.9154u，中子的原子質(zhì)量為1.0087u，1u對應(yīng)的能量為931.5MeV）。2.一個核反應(yīng)堆的功率為1000MW，假設(shè)核反應(yīng)堆的效率為33%，請計算該核反應(yīng)堆每秒鐘消耗的鈾-235的質(zhì)量。五、論述題（15分。）核能發(fā)展面臨哪些挑戰(zhàn)？我們應(yīng)該如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)？試卷答案一、選擇題1.B2.A3.D4.D5.D6.B7.C8.B9.B10.D二、填空題1.質(zhì)子，中子2.α3.質(zhì)量數(shù)，電荷數(shù)（或質(zhì)子數(shù)）4.吸收中子，控制反應(yīng)速度5.氫核三、簡答題1.核力是短程力，主要存在于原子核內(nèi)部，作用范圍約為1-2費米；核力比庫侖力強得多，但作用時間極短；核力具有飽和性，即一個核子只與鄰近的幾個核子發(fā)生作用。2.優(yōu)點：能量密度高，清潔無污染；缺點：核廢料處理困難，核擴散風(fēng)險，核事故潛在危害。3.外照射防護：時間防護、距離防護、屏蔽防護；內(nèi)照射防護：防止放射性物質(zhì)進入體內(nèi)，采取工作場所凈化、工作服、口罩等措施。四、計算題1.235U+01n→140Xe+949Sr+31n+Q計算質(zhì)量虧損：Δm=(235.0439+1.0087)-(139.9050+93.9154+3×1.0087)=0.1902u釋放能量：Q=Δm×c2=0.1902×931.5=177.0MeV2.每秒鐘產(chǎn)生的能量：E=P/t=1000×10?W=10?J每秒鐘消耗的鈾-235的質(zhì)量：m=E/(η×Q?×n?)其中，η=0.33，Q?=177.0MeV，n?=3，1MeV=1.602×10?13Jm=(10?×1.602×10?13)/(0.33×177.0×3×1.602×10?13)=3.24×10?2kg五、論述題核能發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)主要包括：核廢料處理，核安全問題（核事故、核擴散）