放射物理与防护练习题

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放射物理与防护习题与答案

第一章核物理基础(物质的结构、核转变) 第一节学习目标及学习指导一、学习目标 (一)掌握内容

1．放射性核素衰变的类型。 2．原子核的衰变规律。 (二)熟悉内容

熟悉原子结构、原子核结构。 (三)了解内容衰变平衡。二、学习指导

1．从初期理论的实验基础入手展开对原子结构的介绍，通过玻尔的原子模型引入玻尔假设、氢原子的玻尔理论，得出轨道半径、能量与量子数n的关系。核外电子结构、原子能级、原子核外壳层电子的结合能，原子核的结构、原子核的结合能。

2．核素有两大类，即放射性核素和稳定性核素。放射性核素又分为天然放射性和人工放射性核素。放射性核素发生衰变过程中遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律。

3．原子核的衰变规律可用衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性活度来衡量。有些放射性核素可以发生递次衰变。第二节习题集

一、A1型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。 1．关于物质结构的叙述，错误的是 A．物质由原子组成 B．核外电子具有不同壳层

C．一般每层上的电子数最多是2n2个

D．核外的带负电荷的电子出现的几率称为“电子云” E．最外层电子数最多不超过10个 2．关于原子核外结构的叙述，错误的是 A．原子均由原子核及核外电子组成 B．电子沿一定轨道绕核旋转 C．核外电子具有不同壳层 D．K层电子轨道半径最小 E．K层最多容纳8个电子

3．关于原子能级的相关叙述，错误的是 A．电子在各个轨道上具有的能量是连续的 B．原子能级，以电子伏特表示 C．结合力与原子序数有关

D．移走轨道电子所需的最小能量为结合能 E．原子处于能量最低状态时叫基态 4．下列说法错误的是

A．原子能级是指电子与核结合成原子时，能量的减少值

B．结合能表示将电子从原子中移走所需的最小能量 C．原子能级是结合能的负值

D．原子中结合能最大的电子，能级最低 E．原子能级和结合能数值相等 5．轨道半径最小的壳层是 A．K层 B．L层 C．M层 D．N层 E．O层

6．最多可容纳8个电子的壳层是 A．K层 B．L层 C．M层 D．N层 E．O层

7．电子伏特(eV)与焦耳(J)的关系是 A．1eV=1.6×10-19J B．1J=1.6×10-19eV C．1eV=1J D．1eV=1.6×1019J E．以上都不对

8．原子能级与结合能的关系是 A．原子能级是结合能的负值 B．二者绝对值相等 C．二者符号相反 D．以上都对 E．以上都不对

9．描述绕原子核运动的电子所处的状态的量子数有 A．主量子数n B．角量子数L C．磁量子数mL D．自旋量子数ms E．以上都可以

10．原子中壳层电子吸收足够的能量脱离原子核的束缚变为自由电子的过程称为 A．基态 B．激发 C．跃迁 D．特征光子 E．电离

11．可以用来描述放射性核素衰变快慢的物理量是 A．衰变常数 B．半衰期

C．平均寿命 D．放射性活度 E．以上都是

12．一放射性核素经过3个半衰期的时间后放射性核素数为原来的 A．1／2 B．1／3 C．1／4 D．1／8 E．1／16

13．放射系母体为A，子体为B，其核素数目分别为NA(t)、NB(t)，放射性活度为AA(t)、AB(t)，达到放射平衡后 A．NA(t)=NB(t) B．AA(t)=AB(t)

C．NA(t)、NB(t)不随时间变化 D．NA(t)、NB(t)的比例不随时间变化 E．以上都不对

14．放射性活度的国际单位是 A．居里 B．秒-1 C．戈瑞 D．伦琴 E．贝可勒尔

15．下列公式中错误的是 A．Te=T+Tb B．??1?

1tT C．N?N0()

2ln2 D．T?

? E．A?A0e??t

1 6．关于放射性核素衰变的说法错误的是

A．放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素 B．人工核素主要由反应堆和加速器制备

C．放射性核素衰变过程遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律

D．放射性衰变是放射性核素本身的特性 E．放射性核素所放出的射线种类都是单一的 17．原子核数因衰变减少一半所需的时间是 A．平均寿命 B．衰变常数 C．放射性活度 D．半价层 E．半衰期

18．贝可勒尔(Bq)与居里(Ci)的关系是 A．1Bq=1Ci B．1Bq=3.7×1010Ci

C．1Bq=3．7×109Ci D．1 Ci===3．7×109Bq E．1Ci===3．7×1010Bq

19．在电子俘获过程中，可能出现外层电子填补内层电子空位，而产生

A．特征X线 B．俄歇电子 C．轫致X线 D．γ光子 E．A+B

二、A2型题：试题由1个简要叙述作为题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。 1．氢原子光谱的谱线系可用一个通式表达为

1??1 A．??RH?2?2?

n??K1??1 B．??RH?2?2?

K??n?21? C．??RH?K?2?

n???12? D．??RH?2?n?

?K?

1??1 E．??RH?2?2?

n??K2．在原子中，电子带负电荷，原子核带正电荷，原子核对电子的吸引力称为结合力，距核愈近的电子结合力愈大，移动该电子所需要的能量愈大。反之，亦然。移走原子中某轨道电子所需要的最小能量就叫做这个电子在原子中的 A．电离能 B．激发能 C．能级 D．动能 E．结合能

3．一种核自发的变成另一种核，其质量数不变，而原子序数在元素周期表中向前或向后移一个位置，这是 A．α衰变 B．γ衰变 C．β+衰变 D．β-衰变 E．β衰变

4．原子核由激发态回到基态时，把全部能量交给核外电子，使其脱离原子的束缚而成为自由电子，这一过程称为 A．电子俘获 B．光电效应

C．轫致辐射 D．俄歇电子 E．内转换

5．无论是电子俘获还是内转换过程，由于原子的内壳层缺少电子而出现空位，外层电子将会填充这个空位，因此这两个过程都将伴随着发射

A．特征X线 B．俄歇电子 C．轫致X线 D．γ光子 F．A+B

6．如果母核俘获一个K层电子而变为原子序数减压的核，这个过程叫K俘获。如果母核俘获L层电子，叫做 A．K电子俘获 B．L电子俘获 C．M电子俘获 D．N电子俘获 E．O电子俘获

7．处于激发态的原子核有两种释放能量的方式 A．发射γ射线 B．内转换 C．光电效应

D．电子俘获 E．A+B

三、A3型／A4型题：试题叙述一段文字，然后提出2~3个相关问题，每个问题均与上述文字有关，但测试要点不同，而且问题之间相互独立。请你从相关问题中选择1个最佳答案。 (1～7题共用题干)

物质由原子组成，每个原子均由原子核及电子组成，电子由于受原子核的吸引力沿一定的轨道绕核旋转。核外的电子因距离核远近不同而具有不同的壳层。每个可能轨道上具有的能量是不连续的。 l．电子的能量是 A．动能 B．势能 C．零 D．正值

E．动能和势能之和 2．原子核对电子的吸引力是 A．基态 B．跃迁 C．激发能 D．电离能

E．结合力特

3．表征原子的能量状态的称为

A．轨道半径 B．结合能 C．电离能 D．激发能 E．原子能级

4．移走原子中某壳层轨道电子所需要的最小能量是 A．高能级 B．激发能 C．电离能

D．结合能 E．跃迁

5．原子处于最低能量状态叫 A．激发态 B．第一激发态 C．第二激发态 D．跃迁 E．基态

6．K层最多可容纳的电子数为 A．18 B．10 C．8

D．1

E．2

7．同一原子中，电子结合能最大的壳 A．L壳层 B．N壳层 C．M壳层 D．O壳层 E．K壳层

四、B1型题：试题开始是3～5个备选答案，备选答案后提出至少2道试题，请为每一道试题选择一个与其关系密切的答案。每个备选答案可以选用一次，也可以选用数次，也可以不选用。 A．主量子数 B．角量子数 C．磁量子数 D．自旋量子数 E．电子壳层

1．决定原子能级的主要因素是 7．决定轨道量子数的是 3．决定电子的自旋状态的是

4．决定同一电子壳层中电子具有的能量及运动形式的是 5．原子系统的量子态分为许多层，每层都有许多量子态，可以容纳许多电子，所以称为【参考答案】

一、A1型题

1．E 2．E 3．A 4．E 5．A 6．B 7．A 8．D 9．E lO．E 11．E 12．D 13．D 14．E 15．A 16．E 17．E 18．E 19．E 二、A2型题

1．E 2．E 3．E 4．E 5．E 6．A 7．E 三、A3型／A4型题

1．E 2．E 3．E 4．D 5．E 6．E 四、B1型题

1．A 2．C 3．D 4．B 5．E

7．E

第二章 X线的产生第一节学习目标及学习指导一、学习目标 (一)掌握内容

掌握X线的性质、产生条件、产生原理、产生效率、X线的强度概念及空间分布、能谱。 (二)熟悉内容 1．X线的发现。

2．阳极效应的定义及应用。 (三)了解内容

电子与物质的相互作用。二、学习指导

1895年11月德国物理学家伦琴发现了X线。X线本质是波粒二象性，具有物理、化学、生物效应三方面的特性。高速带电粒子撞击物质而受阻突然减速时产生X线。产生连续X线、特征X线的物理过程。X线强度由光子数目和光子能量两个因素决定。X线的产生效率是在X线管中产生的X线能与加速电子所消耗电能的比值。薄靶、厚靶周围X线强度的空间分布。X线能谱。第二节习题集

一、A1型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。 1．发现X射线的物理学家是

A．贝克勒尔 B．居里夫人 C．戈瑞 D．拉德 E．伦琴

2．德国物理学家伦琴发现X射线的时间是 A．1901年11月8日 B．1895年12月8日 C．1898年8月11日 D．1896年11月8日 E．1895年11月8日 3．产生X射线的必备条件是 A．电子源 B．高速电子流 C．阳极靶面 D．以上都是 E．以上都不是

4．关于X线产生条件的叙述，错误的是 A．电子源 B．高速电子流 C．阻碍电子流的靶面

D．高速电子与靶物质相互作用的结果

E．X线管的靶面均由钼制成 5．X线管的靶面材料通常是 A．铁 B．钼 C．金 D．铜 E．钨

6．软组织摄影用X线管阳极的靶面材料是

A．钨 B．铁 C．金 D．铝 E．钼

7．与连续X射线的最短波长有关的是 A．管电流 B．照射时间 C．电子电量 D．光子数量 E．管电压

8．对于给定的靶原子，各线系的最低激发电压最大的是 A．K层 B．L层

C．M层 D．N层 E．O层

9．连续X线的最短波长为 A．?min? B．?min? C．?min? D．?min?1.24m U(kV)12.4nm U(kV)1.24?m U(kV)1.24pm U(kV) E．?min?1.24nm