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2025年超星尔雅学习通《核与原子》章节测试题库及答案解析

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一、选择题

1.原子核的放射性衰变主要依赖于（）

A.原子核内部的电磁相互作用

B.原子核内部的强相互作用

C.原子核内部的弱相互作用

D.原子核外部的电子分布

答案：C

解析：原子核的放射性衰变主要由原子核内部的弱相互作用引起，这种相互作用导致原子核发生放射性转变，释放出粒子或电磁辐射。电磁相互作用主要影响原子核外部的电子分布，强相互作用则将质子和中子束缚在原子核内，而原子核外部的电子分布与放射性衰变关系不大。

2.以下哪种辐射具有最高的穿透能力（）

A.α射线

B.β射线

C.γ射线

D.中子射线

答案：C

解析：γ射线是一种高能量的电磁辐射，具有极强的穿透能力，可以穿透厚重的物质。α射线由两个质子和两个中子组成，穿透能力最弱，通常只能被纸张或皮肤阻挡。β射线由高速电子或正电子组成，穿透能力介于α射线和γ射线之间，可以被铝板或塑料阻挡。中子射线虽然也具有穿透能力，但其穿透能力取决于中子的能量，通常不如γ射线强。

3.核裂变过程中释放的能量主要来源于（）

A.质子的转化

B.中子的转化

C.质量和能量的转化

D.核外电子的能级跃迁

答案：C

解析：核裂变过程中，重原子核分裂成两个或多个较轻的原子核，同时释放出中子和大量的能量。根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，这部分能量主要来源于原子核质量的微小损失，即质量和能量的转化。质子和中子的转化、核外电子的能级跃迁与核裂变释放能量的主要来源无关。

4.核反应堆中常用的中子减速剂是（）

A.铀-235

B.钚-239

C.重水

D.石墨

答案：D

解析：核反应堆中，中子减速剂的作用是将快中子减速为热中子，以增加中子与燃料核发生裂变的概率。石墨因其良好的中子减速性能和相对廉价的成本，被广泛应用于核反应堆中作为中子减速剂。铀-235和钚-239是核燃料，重水虽然也具有中子减速性能，但成本较高，通常用于特定类型的反应堆。

5.以下哪种元素是自然界中唯一存在的放射性元素（）

A.氢

B.氦

C.铀

D.氧

答案：C

解析：自然界中，铀是唯一存在的放射性元素，其他元素如氢、氦、氧等在自然界中以非放射性同位素的形式存在。铀的同位素铀-238和铀-235具有放射性，是核能和放射性矿产的主要来源。

6.核电站中用于控制中子通量的装置是（）

A.核燃料

B.控制棒

C.冷却剂

D.中子减速剂

答案：B

解析：核电站中，控制棒是用于调节中子通量，从而控制反应堆功率的重要装置。控制棒通常由吸收中子的材料制成，如镉或硼，通过插入或拔出反应堆堆芯来增加或减少中子数量，进而控制核裂变反应的速率。核燃料是产生能量的物质，冷却剂用于带走反应堆产生的热量，中子减速剂用于减速中子。

7.放射性同位素的半衰期是指（）

A.放射性物质衰变掉一半所需的时间

B.放射性物质衰变掉所有原子所需的时间

C.放射性物质衰变掉90%所需的时间

D.放射性物质衰变掉10%所需的时间

答案：A

解析：放射性同位素的半衰期是指放射性物质衰变掉一半所需的时间，这是一个衡量放射性物质衰变快慢的物理量。不同放射性同位素的半衰期差异很大，从秒级到亿年级不等。放射性物质衰变掉所有原子所需的时间是无限长的，因为衰变是一个随机过程，不可能在有限时间内完成。

8.以下哪种技术利用了放射性同位素的原理（）

A.X射线成像

B.放射性药物标记

C.核磁共振成像

D.激光雷达

答案：B

解析：放射性药物标记利用了放射性同位素的原理，通过将放射性同位素引入药物分子中，利用其放射性可以追踪药物在体内的分布和代谢过程，广泛应用于医学诊断和治疗领域。X射线成像利用X射线的穿透性，核磁共振成像利用原子核在磁场中的行为，激光雷达利用激光与物质的相互作用，这些技术与放射性同位素的原理无关。

9.核聚变反应的主要产物是（）

A.氢和氦

B.重水和重氢

C.氦和自由中子

D.铀和钚

答案：C

解析：核聚变反应是指两个轻原子核结合成一个较重的原子核的过程，同时释放出巨大的能量。太阳和其他恒星的能量主要来源于核聚变反应，其主要产物是氦和自由中子。氢和氦是核聚变反应的原料，重水和重氢是核聚变反应的燃料，铀和钚是核裂变反应的燃料。

10.放射性污染的主要来源是（）

A.自然界辐射

B.核工业活动

C.医疗应用

D.以上都是

答案：D

解析：放射性污染的主要来源包括自然界辐射、核工业活动和医疗应用。自然界辐射如宇宙射线和放射性矿物的辐射是天然存在的，核工业活动如核电站运行和核武器试验会产生大量放射性物质，医疗应用如放射治疗和放射性药物