第30章輻射和放射現(xiàn)象

1、課本習(xí)題詳解新高中物理與生活(放射現(xiàn)象和核能)第30章輻射和放射現(xiàn)象小測試(p.9)1.(a)不正確(b)正確(c)不正確(d)正確2. X射線的應(yīng)用包括:? 放射攝影成像? 在機場檢查行李? 在工廠中檢測貨品，以找出次品(或其他合理的答案)3. B4. B敍述(1)不正確，丫輻射是電中性的。敍述(2)不正確，a輻射和B輻射都不是電磁波。敍述(3)正確，所有核輻射都是從不穩(wěn)定的原子核中發(fā)出 複習(xí)題(p.12)1. A2. B3. 本底輻射的天然放射源包括：? 宇宙射線? 巖石和土壤發(fā)出的輻射(或其他合理的答案)4. (a) X射線能穿透牙肉，使照相底片變黑。另一方面，由於X射線未能穿透牙齒，因

2、此在照相底片上留下牙齒的輪廓。(b) 不能，X射線能穿透胃部，強度卻沒有顯著減少。故此，在照相底片上 無法與相鄰組織分辨開來。小測試(p.26)1. (a)是(b) 是(c) 是(d) 不是(e) 不是不是2. (a)正確(b) 正確(c) 不正確a粒子的偏轉(zhuǎn)程度較B粒子的小，並非因為感受的電力較小。事實上，a粒子所受的電力較大，是B粒子所受的兩倍?？墒?，由於 a粒子的質(zhì) 量遠(yuǎn)大於B粒子(約7200倍)，因此，從公式F = ma可知，a粒子的 加速度以至偏轉(zhuǎn)程度都要遠(yuǎn)比 B粒子的小。(d) 不正確a粒子是移動的氦核，因此能在真空中傳播。3. D4. B5. C6. A7. B8. 透過觀察輻射

3、束在磁場中的偏轉(zhuǎn)，便可分辨不同的輻射。運用弗林明左手定則，可知? P帶負(fù)電荷，故此為B輻射。? Q是電中性的，故此為丫輻射。?R帶正電荷，故此為a輻射。9. D空氣分子電離需要能量。由於a輻射的致電離能力很強，因此在空氣中的射 程很短。在真空中進(jìn)行實驗，可減少輻射的能量損失，形成足夠長的徑跡， 好能觀察輻射的偏轉(zhuǎn)。複習(xí)題(p.32)1. B敍述(1)不正確。所有輻射皆載有能量，但只有部分能產(chǎn)生電離作用，不能 產(chǎn)生電離作用的例子有無線電波和微波等。敍述(2)不正確。事實上，由於致電離輻射載有大量能量，對人體細(xì)胞造成 的傷害也較大。敍述(3)正確。夾有照相底片的襟章可用來探測致電離輻射。2. A3

4、. A4. B5. (a) a, 3 丫(b) y B a(C)Y 3 a6. (a)由於三種核輻射都能使照相底片變黑，因此不能以照相底片把它們分辨開來。(b) 由於三種核輻射在擴散雲(yún)室中形成不同的徑跡，因此能以擴散雲(yún)室把它 們分辨開來。(c) 三種核輻射在空氣中有不同的射程，透過改變輻射源和蓋革一彌勒管之 間的距離，並檢測計數(shù)器讀得的計數(shù)率，便可以分辨三種核輻射。7. (a)3輻射(b) 神畐射(c) a輻射(d) 神畐射8. (a)照片P中顯示的徑跡幼而不規(guī)則，由此推斷徑跡為3輻射產(chǎn)生。照片Q中顯示的徑跡直而粗，由此推斷徑跡為a輻射產(chǎn)生。照片R中顯示的徑跡細(xì)碎而且不易觀察得到，由此推斷徑跡

5、為丫輻射產(chǎn)生。(b) (i)徑跡的粗幼可視作輻射致電離能力的指標(biāo)。照片Q中顯示的徑跡粗是因為a輻射的致電離能力強。(ii)由於a粒子的質(zhì)量比其他核輻射的相對較大，不易發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此 照片Q中顯示的徑跡是直的。9. 我們可逐步分析所得的結(jié)果：? 當(dāng)放射源和蓋革一彌勒管之間放了一張紙時，計數(shù)率顯著下降，表示放 射源發(fā)出的部分輻射受阻隔，這輻射很可能是a輻射。? 當(dāng)放射源和蓋革一彌勒管之間放了一塊 5mm厚的鋁片時，計數(shù)率沒有 顯著下降，表示放射源沒有發(fā)出 B輻射。? 當(dāng)放射源和蓋革一彌勒管之間放了一塊 25 mm厚的鉛板時，計數(shù)率仍 未下降至零，表示放射源發(fā)出 丫輻射。由此可知，放射源發(fā)出a輻射和

6、丫輻射。10. (a) (i)運用弗林明左手定則，可知輻射帶有正電荷，由此推斷輻射為a輻射。(b)接駁全超高壓耄源放射源5培生教育出版亞洲有限公司版權(quán)所有翻印必究2010PEAR5ON11. (a)因為a輻射不能穿透聚苯乙烯片，所以 a放射源不適合。又因為丫輻射 不論穿透任何厚度的聚苯乙烯片後，計數(shù)率皆沒有明顯改變，所以丫放射源也不適合。課本習(xí)題詳解新高中物理與生活(放射現(xiàn)象和核能)(b) (i)表 Q11：時間/ s012345678總次數(shù)0296090118158197227256每秒次數(shù)一2931302840393029(ii)某時間的讀數(shù)顯著增加，表示在那刻通過探測器上方的聚苯乙烯片

7、比正常薄了。小測試(p.40)1.(a)Gy(b)Sv(c)Sv2.C3.B4.B複習(xí)題(p.40)1. D2. A3. D4. A5. (a)放射性行業(yè)從業(yè)員應(yīng)採取的安全措施：? 減少暴露在輻射下的時間。? 盡可能遠(yuǎn)離放射源。? 利用保護物質(zhì)或機械臂處理高放射性物質(zhì)。(或其他合理的答案)(b)學(xué)校實驗室中處理弱放射源應(yīng)採取的安全措施：? 使用特別的鑷子處理放射源。? 使用放射源時，身體應(yīng)盡量遠(yuǎn)離放射源，並且不應(yīng)把放射源指向任 何人。? 把放射源儲存並鎖在合適的鉛製容器內(nèi)。? 儲存放射源的容器和儲存室貼上警告牌。? 實驗後立即洗手。? 當(dāng)有任何放射源遺失或損毀時，必須立即記錄和通知衛(wèi)生署中的輻

8、 射管理局。(或其他合理的答案)課後評估(p.44)1. D2. B3. A4. B從現(xiàn)象(1)可知輻射中只有a輻射，因為在三種核輻射中，只有 a輻射帶正 電。從現(xiàn)象(2)未知輻射中是否只有a輻射，因為a輻射和B輻射皆被5 mm厚的 鋁片阻擋。從現(xiàn)象(3)可知輻射中只有a輻射，因為只有a輻射在擴散雲(yún)室中產(chǎn)生粗和 直的徑跡。5. B6. C7. D8. B敍述不正確。由於a輻射的穿透能力弱，因此不能穿透皮膚?？墒莂輻射的致電離能力強，若誤服a放射源，便會對體內(nèi)組織構(gòu)成嚴(yán)重的損害。由 此可見，誤服a放射源是最危險的。敍述(2)正確。不同種類的輻射有不同的特性(如致電離能力)，故對人體有 不同的影響

9、。敍述(3)不正確。1 Sv的有效劑量足以引致輻射病。9. B10. D敍述(1)正確。丫輻射能穿透鉛製牆壁。敍述(2)正確。a輻射不能穿透鉛製牆壁。敍述正確。丫輻射從放射源朝多個方向發(fā)射，探測器距離放射源愈遠(yuǎn)，計 數(shù)率愈低。11.(香港中學(xué)會考 2000年P(guān)2 Q41 )12.(香港中學(xué)會考 2005年P(guān)2 Q24)13.(香港中學(xué)會考 2007年P(guān)2 Q26 )8培生教育出版亞洲有限公司版權(quán)所有翻印必究2010PEAR5ON14.(香港高級程度會考 2000年P(guān)2 Q44)15.(香港高級程度會考 2006年P(guān)2A Q24 )16. A17. B18. B19. (a) B放射源最合適(1

10、A)。B輻射具有最合適的穿透能力，根據(jù)紙張的厚度,探測器量度穿透紙張後的輻射量便有不同(1A)。課本習(xí)題詳解新高中物理與生活(放射現(xiàn)象和核能)(b)監(jiān)察過程中，與紙張沒有實體接觸。(ia)20. (a)放射源放出的a粒子移向金屬板時，使四周的空氣分子電離，而產(chǎn)生離子對(1A)。負(fù)電子吸向正極，正離子則吸向負(fù)極(1A)。結(jié)果，金屬板之間產(chǎn)生電流，使氖燈泡亮起(1A)。(b)不同意(1A)。沒有分子便不會產(chǎn)生離子對，也就無法使用裝置來研究a輻射的致電離能力(1A)。21. (a)樣本放出a輻射和B輻射(1A+1A)。a輻射在空氣中的射程短，從結(jié)果(2)可知樣本放出a輻射(1A)。又B輻射不能穿透1

11、0 mm厚的鉛板，而 Y畐射卻可以，從結(jié)果(3)可知樣本放出B輻射而沒有丫輻射(1A)。(b)可找到兩種徑跡：? 直、短和粗的徑跡(1A)? 不規(guī)則和幼的徑跡(1A)(C)把樣本放出的輻射幼束射向電場(或磁場)(1A)。使用蓋革一彌勒管量 度不同角度的輻射量(1A)。由於a輻射和B輻射在場中以相反方向偏 轉(zhuǎn)，因此蓋革一彌勒管應(yīng)在輻射幼束原來傳播方向的兩側(cè)錄得讀數(shù)(1A)。22. (a)實驗可分為以下數(shù)步驟：?把蓋革一彌勒管置近放射源，管口指向後者。(1A)?在蓋革一彌勒管和放射源間插入一張紙，看看計數(shù)率有否顯著下降，若有的話，可推斷放射源放出a輻射。(1A)?在蓋革一彌勒管和放射源間插入 5

12、mm厚的鋁板，看看計數(shù)率有否顯著下降，若有的話，可推斷放射源放出B輻射。(1A)?在蓋革一彌勒管和放射源間插入 25 mm厚的鉛板，看看計數(shù)率有否顯著下降，若有的話，可推斷放射源放出丫輻射。(1A)(b)把放射源置於擴散雲(yún)室中，然後檢驗產(chǎn)生的徑跡(1A)。若有粗、短和直的徑跡產(chǎn)生，可知放射源放出a輻射(1A)。若有幼和不規(guī)則的徑跡產(chǎn)生，可知放射源放出B輻射(1A)，若有細(xì)碎的徑跡產(chǎn)生，可知放射源放 出丫輻射(1A)。(或其他合理的答案)23. (a)表 Q23:鋁片厚度/ mm1.02.03.04.05.06.07.08.0計數(shù)率/每分鐘次數(shù)56031018012090807065修正後的計數(shù)

13、率/每分 鐘次數(shù)500250120603020105(1A+1A):ii11培生教育出版亞洲有限公司版權(quán)所有翻印必究2010PEARSON(b)修正後的計數(shù)率/每分鐘次數(shù)12345678鋁片厚度/mm24.(c)(a)(b)(2A :軸+ 1A :數(shù)據(jù)點 + 1A :最佳曲線) 從線圖可知，若鋁片厚4.5 mm,修正後的計數(shù)率為每分鐘45次。(1A) 若沒有放射源置近蓋革一彌勒管，所錄得的計數(shù)率便是由本底輻射產(chǎn)生 本底輻射是隨機的，隨時間改變而有所不同 (1A) 沒有放射源置近蓋革一彌勒管時的平均計數(shù)率=77 89 73 78 82 =每 100秒 79.8次(1A)(i)(c)(ii)(i)

14、(ii)25.(a)(b)26.(a)5混合物置近蓋革一彌勒管時的平均計數(shù)率丿2 80 99 9195 二每 100秒87.4次5計數(shù)率不同顯示收集得的混合物中有放射性的物料。 罹患肺的機會增加。(或其他合理的答案) 改對房間的通風(fēng)程度。(或其他合理的答案)由於a粒子不能穿過鋁片(1A)，因此讀數(shù)顯著下跌(1M+1A)(1M+1A)(1A)(1A)(1A)(i)(ii)實驗分為兩部分：?先後把蓋革一彌勒管置於放射源 2 cm和20 cm外，分別記錄計數(shù)率(1A)。由於a輻射在空氣中的射程短，若後者的計數(shù)率有顯著下 降，便知放射源放出a輻射(1A)。?把蓋革一彌勒管置於放射源20 cm外，記錄計

15、數(shù)率，然後在管和放射源間插入一塊5 mm厚的鋁板，再次記錄計數(shù)率(1A) 不變，顯示放射源放出丫輻射，而沒有B輻射(1A)。(i)鉛製屏障是用來產(chǎn)生一條輻射窄束。(1A)由於丫輻射能輕易穿過鋁片(1A)，因此讀數(shù)沒有明顯改變(1A)。若計數(shù)率(1A)課本習(xí)題詳解新高中物理與生活(放射現(xiàn)象和核能)(ii) a輻射在空氣中的射程短，假如實驗不是在真空中進(jìn)行，即使放射 源放出a輻射，照相底片也無法探測得到。(1A)(b)由於X可以放出三種輻射，因此該學(xué)生不正確(1A)。根據(jù)弗林明左手定則，在位置B上的黑點由B輻射造成(1A)。假如X放出丫輻射，輻 射便會直線通過磁場抵達(dá)位置 A (1A)。a輻射在磁

16、場中的偏轉(zhuǎn)程度比B輻射的小(1A)，假如X放出a輻射，輻射也差不多直線通過磁場，產(chǎn) 生的黑點和丫輻射產(chǎn)生的重疊而不可分辨(1A)。27. (a)應(yīng)使用B放射源(1A)。因為a輻射不能穿透紙盒，所以a放射源不適合(1A)。又因為丫輻射穿透能力強，不論有否牛奶在盒中也可輕易穿透 紙盒而不受影響，所以丫放射源也不適合(1A) o(b) 蓋革一彌勒計數(shù)器(1A)(c) 當(dāng)紙盒5通過時，錄得的計數(shù)率有不尋常的增加(1A)，表示B輻射較易穿透紙盒5 (1A)，這很可能是該紙盒內(nèi)的牛奶量比標(biāo)準(zhǔn)的低(1A)。28. 把蓋革一彌勒管對齊a放射源(1A)，慢慢地把管移離放射源，觀察所錄得的計數(shù)率(1A)。當(dāng)錄得的計數(shù)率顯示急劇變化時，把管停下(1A)，利用米尺量度蓋革一彌勒管和放射源之間的距離，也就是輻射的射程(1A)。29. (LE-GCE O-level May 2005 Paper 7540