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中六物理：核辐射 — 练习第三份（挑战，10 题）
中六物理：核辐射 — 练习第三份（挑战，10 题）
第三份集中在需要推理的判断：γ 衰变后核仍可能不稳定、α 源在体内的危害、半衰期与活度的反比关系、碳-14 定年、铅与纸的屏蔽差异、核反应中两个数的守恒、β 正负衰变的分别，以及由活度变化反求半衰期与百分比。最后一题针对“衰变会停顿”这个错误想法。
快速答案 γ 只带走能量、不改变核组成；α 在体外穿不过角质层、体内则伤害大；半衰期越短活度越高；17190 年为 3 个半衰期、剩 12.5%；铅密度高、原子序大才有效屏蔽 γ；238 等于 234 加 4、92 等于 90 加 2；β 正衰变质子数减 1；9600 降至 1200 Bq 为 3 个半衰期、半衰期 9 小时；0.6 除 2.4 得 25%；衰变是连续指数衰减、不会停顿。
01 本卷资料（做完才看答案）
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 题数 | 10 题 |
| 建议时间 | 约 30 分钟 |
| 难度分布 | 基础 4 · 进阶 3 · 挑战 2 · 错题重练 1 |
| 对应章节 | 所属章节：中六物理｜核辐射：三种辐射、衰变方程与半衰期 |
| 适用年级 | 挑战 |
02 题目（10 题）
- 基础为什么一个原子核放出 γ 射线之后，仍有可能再放出 α 粒子？
- 基础为什么 α 射线的危害主要在吸入或吞入之后？
- 基础三个质量相同的样本，半衰期分别为 2 小时、2 天、2 年，哪一个活度最高？
- 基础碳-14 的半衰期为 5730 年。一个有 17190 年历史的样本，剩下的碳-14 是原来的几分之几？
- 进阶为什么屏蔽 γ 射线要用铅板而不是纸张？
- 进阶核反应中质量数与质子数为何要守恒？请用铀-238 的 α 衰变说明。
- 进阶β 负衰变与 β 正衰变有什么分别？
- 挑战某样本的活度由 9600 Bq 降至 1200 Bq 用了 27 小时，求它的半衰期。
- 挑战某人一年接受 2.4 mSv 的额外剂量，其中 0.6 mSv 来自医疗检查。医疗检查占额外剂量的百分之几？
- 错题重练同学说“衰变做到一半就会停一段时间，之后再继续”，错在哪里？
03 答案与一句解说
| 题号 | 答案 | 一句解说 |
|---|---|---|
| 1 | γ 射线只把激发态的多余能量带走，原子核仍可能不稳定；只要质子数与中子数的组合仍未达稳定状态，之后仍可经 α 或 β 衰变 | γ 衰变不改变核的组成，所以不会令不稳定核素变稳定。 |
| 2 | α 射线在体外连皮肤角质层也穿不过，但进入体内后会在极短距离内把能量全部沉积在细小组织，生物伤害很大 | 防护重点是避免把 α 源带入体内，而不是怕它穿过皮肤。 |
| 3 | 半衰期 2 小时的样本活度最高；半衰期越短，单位时间内衰变的原子核越多 | 活度与核素数目成正比，与半衰期成反比。 |
| 4 | 17190 ÷ 5730 = 3 个半衰期；剩下 1/2³ = 1/8，即 12.5% | 放射性定年就是由剩余比例反推经过了几个半衰期。 |
| 5 | γ 射线没有质量也没有电荷，要与高密度、高原子序材料的原子核和电子反复作用才衰减；纸太薄、电子密度低，几乎不吸收 γ | 屏蔽效果取决于材料的密度与厚度，不是颜色或硬度。 |
| 6 | 衰变前后核子总数与质子总数不变：238 = 234 + 4，92 = 90 + 2，两边都对得上 | 衰变方程只要两边两个数都平衡，方程就写对。 |
| 7 | β 负衰变是中子变成质子，放出电子和反微中子，质子数加 1；β 正衰变是质子变成中子，放出正电子和微中子，质子数减 1 | 两者都保持质量数不变，差别在质子数的加减方向。 |
| 8 | 9600 → 4800 → 2400 → 1200 是 3 个半衰期；27 ÷ 3 = 9 小时 | 先用除法找出半衰期数目，再以总时间除以它。 |
| 9 | 0.6 ÷ 2.4 = 0.25，即 25% | 百分比要以额外剂量为分母，不是以总剂量为分母。 |
| 10 | 衰变是连续的指数衰减，衰变率与剩余原子核数目成正比；半衰期只是统计上剩下一半所需的时间，过程不会停顿 | 图线是平滑曲线，不会出现阶梯或停顿。 |
04 做完之后怎样跟进
- 对完答案，只重做错的那几题，并在错题旁写出错在哪一步（公式、单位还是抄错数）。
- 同一题隔两日再做一次；两次都对才可以移到下一份练习。
- 家长只需看答案栏与解说栏，不必逐题讲解。
本卷题目与答案由 TutorZone 团队原创编写，并非任何学校、出版社或考试局的试题；数值与答案均以程式核算。