TIỂU LUẬN Môn Kiểm tra đánh giá trong Vật Lí BÀI TẬP SỐ 9 (BÀI 53- 54- 56_ Chương 9 Hạt nhân nguyên tử - Sách Vật Lý 12)

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀ NẴNG Môn : Kiểm tra đánh giá Vật Lí Giảng viên : PGS.TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Lớp : 19SVL Tên SV : Lê Hồ Lan Vy BÀI TẬP SỐ (BÀI 53- 54- 56_ Chương 9: Hạt nhân nguyên tử Sách Vật Lý 12) I.BẢNG NĂNG LỰC THÀNH TỐ VÀ CÁC CHỈ SỐ HÀNH VI BIỂU HIỆN NĂNG LỰC VẬT Bảng biểu cụ thể lực vật lí (Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí theo Thơng tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo) ( Cả lớp thống đổi ký hiệu K1 thành N1 ….P1 thành T1……V1) Năng lực thành Chỉ số hành vi phần Nhận thức kiến thức vật lí N1: Nhận biết nêu đối tượng, khái niệm, tượng, quy luật, trình vật lí N2: Trình bày tượng, q trình vật lí; đặc điểm, vai trị tượng, q trình vật lí hình thức biểu đạt: nói, viết, đo, tính, vẽ, lập sơ đồ, biểu đồ N3: Tìm từ khố, sử dụng thuật ngữ khoa học, kết nối thông tin theo logic có ý nghĩa, lập dàn ý đọc trình bày văn khoa học N4: So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích tượng, q trình vật lí theo tiêu chí khác N5:Giải thích mối quan hệ vật, tượng, trình N6: Nhận điểm sai chỉnh sửa nhận thức lời giải thích; đưa nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận N7: Nhận số ngành nghề phù hợp với thiên hướng thân Tìm tịi khám T1: Đề xuất vấn đề liên quan đến vật lí: Nhận đặt câu hỏi liên quan đến vấn phá giới tự đề; phân tích bối cảnh để đề xuất vấn đề nhờ kết nối tri thức, kinh nghiệm nhiên góc độ vật lí có dùng ngơn ngữ để biểu đạt vấn đề đề xuất T2: Đưa phán đoán xây dựng giả thuyết: Phân tích vấn đề để nêu phán đoán; xây dựng phát biểu giả thuyết cần tìm hiểu T3: Lập kế hoạch thực hiện: Xây dựng khung logic nội dung tìm hiểu; lựa chọn phương pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, vấn, tra cứu tư liệu); lập kế hoạch triển khai tìm hiểu T4: Thực kế hoạch: Thu thập, lưu giữ liệu từ kết tổng quan, thực nghiệm, điều tra; đánh giá kết dựa phân tích, xử lí liệu tham số thống kê đơn giản; so sánh kết với giả thuyết; giải thích, rút kết luận điều chỉnh cần thiết T5: Viết, trình bày báo cáo thảo luận: Sử dụng ngơn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt trình kết tìm hiểu; viết báo cáo sau trình tìm hiểu; hợp tác với đối tác thái độ tích cực tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá người khác đưa để tiếp thu tích cực giải trình, phản biện, bảo vệ kết tìm hiểu cách thuyết phục T6: Ra định đề xuất ý kiến, giải pháp: Đưa định xử lí cho vấn đề tìm hiểu; đề xuất ý kiến khuyến nghị vận dụng kết tìm hiểu, nghiên cứu, vấn đề nghiên cứu tiếp V1: Giải thích, chứng minh vấn đề thực tiễn Vận dụng kiến V2: Đánh giá, phản biện ảnh hưởng vấn đề thực tiễn thức vật lí vào V3: Thiết kế mơ hình, lập kế hoạch, đề xuất thực số phương thực tiễn pháp hay biện pháp V4: Nêu giải pháp thực số giải pháp để bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu; có hành vi, thái độ hợp lí nhằm phát triển bền vững II BẢNG MÔ TẢ CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG VÀ HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN CHUẨN KTKNN Bảng : Mức độ thể cụ thể chuẩn kiến thức kỹ Chương 9: Hạt nhân nguyên tử ( Trích từ Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kĩ mơn Vật lí 12 ) Bài 53: Phóng xạ ST T Chuẩn KT, KN quy định Mức độ thể cụ thể chuẩn KT, KN Nêu [Thơng hiểu] tượng Phóng xạ giải phóng lượng từ phân rã phóng xạ hạt nhân số loại nguyên tử đồng vị Hạt hạt nhân nhân nguyên tử bao gồm proton neutron liên kết với thành bó nhỏ tâm nguyên tử Hạt nhân phóng xạ hạt nhân khơng ổn định phân rã cách phát hạt lượng photon, electron, neutrino, proton, neutron alphas (hai proton hai neutron liên kết với nhau) Một số hạt gọi hạt ion hóa Ghi Nêu thành phần chất tia phóng [Thơng hiểu]  Các dạng phóng xạ a. Phóng xạ α Phóng xạ hay phản ứng hạt nhân khơng tn theo định luật bảo tồn khối lượng, lượng nghỉ, số proton, xạ notron, electron, (năng lượng học) - Tia α dòng hạt nhân   chuyển động với vận tốc 2.107m/s Đi chừng vài cm khơng khí chừng vài µm vật rắn b. Phóng xạ β- Tia β- là dịng êlectron c. Phóng xạ β+ * Tia β- và β+ chuyển động với tốc độ ≈ c, truyền vài mét khơng khí vài mm kim loại Viết hệ thức định luật phóng xạ d. Phóng xạ Ɣ E2 – E1 = hf - Phóng xạ Ɣ phóng xạ kèm phóng xạ β- và β+ - Tia Ɣ vài mét bêtơng vài cm chì  Định luật phóng xạ Đặc tính q trình phóng xạ a Có chất q trình biến đổi hạt nhân b Có tính tự phát và khơng điều khiển được c Là q trình ngẫu nhiên Định luật phân rã phóng xạ Giải tập phóng xạ hạt nhân - Xét mẫu phóng xạ ban đầu + N0 sơ hạt nhân ban đầu + N số hạt nhân lại sau thời gian t N = N0e-λt Trong λ số dương gọi là hằng số phân rã, đặc trưng cho chất phóng xạ xét Chu kì bán rã (T) - Chu kì bán rã thời gian qua số lượng hạt nhân lại 50% (nghĩa phân rã 50%) - Lưu ý: sau thời gian t = xT số hạt nhân phóng xạ cịn lại là: Độ phóng xạ (H)  Độ phóng xạ H đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ Cơng thức H(t) = λ.N(t) = H0.2−t/T Với  N(t) số hạt nhân chứa chất phóng xạ thời điểm tính độ phóng xạ H  H0 = λ.N0 là độ phóng xạ ban đầu Đơn vị độ phóng xạ Becơren (Bq): 1Bq=1phânrã/giây Chú ý: ngồi đơn vị Bq độ phóng xạ cịn có đơn vị Curi với 1Ci = 3,7 10^10Bq nhân tạo với hạt nhân bình thường khơng phóng xạ, hạt nhân đồng vị phóng xạ nhân tạo gọi nguyên tử đánh dấu - Ứng dụng sinh học, hóa học y học [ Vận dụng] - Độ phóng xạ ban đầu: H = λ N 0= ln N0 T - Độ phóng xạ thời điểm t: H=H e ln t T Các ứng dụng [Thơng hiểu] đồng vị phóng  Phóng xạ nhân tạo phương pháp nguyên tử xạ hạt nhân đánh dấu  - Đồng vị phóng xạ người chế tạo gọi đồng vị phóng xạ nhân tạo hạch tỏa lượng, phản ứng phân hạch dây chuyền, phản ứng phân hạch có điều kiện  Nêu phản ứng phân hạch dây chuyền  Điều kiện để phản ứng phân hạch dây chuyền xảy VI Bảng kiểm tra đánh giá cho cấp độ theo định hướng hình thành lực học sinh Bảng 6: Cấp độ Sự thể Quan sát nhớ lại thông tin, nhận biết Cấp độ thời gian, địa điểm kiện, nhận biết ý chính, nắm chủ đề nội dung Các hoạt động tương ứng Với Động từ sử dụng Liệt kê, định nghĩa, thuật lại, mô tả, nhận dạng, ra, đặt tên, sưu tầm, tìm hiểu, lập bảng kê, trích dẫn, kể tên, ai, nào, đâu v.v Tóm tắt, mơ tả, diễn giải, so sánh tương phản, dự đoán, liên hệ, phân biệt, ước đoán, khác biệt đặc thù, trình bày suy nghĩ, mở rộng, v.v Thông hiểu thông tin, nắm bắt ý nghĩa, chuyển tải kiến thức từ dạng sang dạng khác, Cấp độ diễn giải liệu, so sánh, đối chiếu tương phản, xếp thứ tự, xếp theo nhóm, suy diễn nguyên nhân, dự đoán hệ Cấp độ Sử dụng thông tin, vận dụng phương pháp, Vận dụng, thuyết minh, tính tốn, hồn tất, khái niệm lý thuyết học tình khác, giải vấn đề kỹ kiến thức học Phân tích nhận xu hướng, cấu trúc, ẩn ý, phận cấu thành.  Sử dụng học để tạo mới, khái quát hóa từ kiện biết, liên hệ điều học từ nhiều lĩnh vực khác nhau, dự đoán, rút kết luận So sánh phân biệt kiến thức học, đánh Cấp độ giá giá trị học thuyết, luận điểm, đưa quan điểm lựa chọn sở lập luận hợp lý, xác minh giá trị chứng cứ, nhận tính chủ quan Có dấu hiệu sáng tạo Bài (N2,N5,9.56g,D) minh họa, chứng minh, tìm lời giải, nghiên cứu, sửa đổi, liên hệ, thay đổi, phân loại, thử nghiệm, khám phá v.v Phân tích, phân tách, xếp thứ tự, giải thích, kết nối, phân loại, xếp, chia nhỏ, so sánh, lựa chọn, giải thích, suy diễn Kết hợp, hợp nhất, sửa đổi, xếp lại, thay thế, đặt kế hoạch, sáng tạo, thiết kế, chế tạo, điều xảy nếu?, sáng tác, xây dựng, soạn lập, khái quát hóa, viết lại theo cách khác Đánh giá, định, xếp hạng, xếp loại, kiểm tra, đo lường, khuyến nghị, thuyết phục, lựa chọn, phán xét, giải thích, phân biệt, ủng hộ, kết luận, so sánh, tóm tắt v.v Chọn D: Số hạt nhân nguyên tử 235U gam vật - Nêu N2: Viết Mức D Vì học    là phản ứng phân hạch Urani 235 Biết khối lượng hạt nhân : mU = 234,99 u ; mMo = 94,88 u ; mLa = 138,87 u ; mN = 1,0087 u Cho suất toả nhiệt xăng 46.106 J/kg Khối lượng xăng cần dùng để toả lượng tương đương với gam U phân hạch? A 1616 kg          B 1717 kg          C.1818 kg          D.1919 kg chất U là: m N = 6,02 10 23 A A 235 ¿ 2,5617.10 21 hạt N= Năng lượng toả giải phóng hồn tồn hạt nhân 235U mn phân hạch là: ΔE = (Mo – M ).c2  = ( mU+mn–mMo–mLa -2mn ).c2  = 215,3403 MeV Năng lượng gam U phản ứng phân hạch : E = ΔE.N = 5,5164.1023 MeV = 5,5164.1023 .1,6.10 –13 J = 8,8262 1010 J Khối lượng xăng cần dùng để có lượng tương đương Q = E cơng thức tính số hạt nhân ngun tử - Nắm cơng thức tính lượng tỏa giải phóng hạt nhân - Vận dụng cơng thức liên hệ khối lượng cơng thức tính số hạt nhân, cơng thức tính lượng tỏa N5: rút công thức liên hệ suất tỏa nhiệt khối lượng sing phải vận dụng công thức phản ứng phân hạch để giải tập m= Q ≈ 1919 kg 46 10 suất Bài 10 Số nguyên tử 235U có kg 235U là: (N2,9.56g,C) Tính lượng tỏa phân hạch N= m N A = 10 6,02 10 23 A 235 kg 235U Cho phân hạch tỏa ¿ 2,5617.10 24 nguyên tử lượng 200MeV N2: Viết cơng thức tính số ngun tử, cơng thức tính lượng tỏa phản ứng phân hạch Mức C Học sinh vận dụng công thức phản ứng phân hạch Bài 11 (N4,9.56g,B) N4: học sinh Mức B Nắm -Viết cơng thức tính số ngun Vì lượng tỏa phân hạch hạt tử nhân 200MeV nên lượng tỏa - Vận dụng phân hạch N nguyên tử là: 24 công W = N.200 = 2,5617.10 200 thức tính 26 = 5,1234.10  MeV lượng = 8,197.1013 (J) tỏa trog phản ứng phân hạch Chọn B - Hiểu Vì với hệ số nhân nơtron k > phản ứng phân hạch trì khơng kiểm sốt Trong phân hạch hạt nhân    (gây bùng nổ) , gọi k hệ số nhân nơtron Phát biểu sau đúng? A. Nếu k < phản ứng phân hạch dây chuyền xảy lượng tỏa tăng nhanh B. Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì gây nên bùng nổ C. Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy điều kiện để phản ứng phân hạch dây chuyền xảy - Phân loại, lựa chọn phát biểu phân tích, lựa chọn đáp án điều kiện phản ứng phân hạch dây chuyền N1: Học sinh phải hiểu nhớ Mức A Hiểu nhớ lý thuyết D. Nếu k = phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy BÀI 12 (N1,9.56g,A) Chọn phát biểu sai Phản ứng phân hạch Chọn B -Hiểu Vì phản ứng phân hạch trình phân rã khái hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ niệm phản A loại phản ứng hạt nhân toả lượng B tạo hai hạt trung bình xác định C xảy hấp thụ nơtron chậm D có phát nơtron ứng phân hạch - Phân loại, lựa chọn phát biểu khái niệm phản ứng phân hạch Bài 53.1 Câu tự luận tổng hợp 1 (D) Chất phóng xạ pơlơni 84210Po phóng tia α biến thành chì 82206Po Hỏi 0,168 g poloni có ngun tử bị phân rã sau 414 ngày đêm xác định lượng chì tạo thành khoảng thời gian nói Cho biết chu kì bán rã poloni 138 ngày 53.1.1 Chất phóng xạ pơlơni 84210Po phóng tia α biến thành chì 82206Po Hãy viết trình phóng xạ tính số lượng ngun tử Poloni ban đầu? Biết m0 = 0,168 (g)  Hướng dẫn: Ta xét trình phóng xạ: phản ứng phân hạch Khới lượng ban đầu m0 = 0,168 (g) ⇒ số lượng nguyên tử Poloni ban đầu : 53.1.2 Chất phóng xạ pơlơni 84210Po phóng tia α biến thành chì 82206Po Hỏi 0,168 g poloni có nguyên tử bị phân rã sau 414 ngày đêm A 4,2154.1020 B 4,2144.1020 C 4,2254.1020 D 4,2145.1020 Hướng dẫn: Ta xét q trình phóng xạ: Khới lượng ban đầu m0 = 0,168 (g) ⇒ số lượng nguyên tử Poloni ban đầu : Số ngun tử chất phóng xạ cịn lại sau thời gian t = 414 ngày: Số hạt nguyên tử bị phân rã  bằng số hạt nhân Pb tạo thành sau thời gian t = 414 ngày: 53.1.3 Chất phóng xạ pơlơni 84210Po phóng tia α biến thành chì 82206Po Xác định lượng chì tạo thành 414 ngày Cho biết chu kì bán rã poloni 138 ngày, số lượng nguyên tử Poloni ban đầu 4,82.1020 A 0,1444g B 0,1222g C 0,1442g D 0,1454g Hướng dẫn: NA = 6,023.1023 nguyên tử / mol Số hạt nguyên tử bị phân rã  bằng số hạt nhân Pb tạo thành sau thời gian t = 414 ngày: Khối lượng chì tạo thành là: Bài 53.2 Câu tự luận tổng hợp 2 (C) Natri chất phóng xạ β với chu kỳ bán rã T= 15h Ban đầu có 12g Viết phương trình phản ứng phóng xạ tính độ phóng xạ khối chất lại sau 30h? 24 11 −¿¿ Na 53.2.1 2411 Na Natri chất phóng xạ β−¿¿ Viết phương trình phản ứng phóng xạ? Hướng dẫn: Phương trình phóng xạ: 24 11 Na ⟹ −10e + AZ X Với 24 = + A ⟹ A = 24 11 = -1 + Z ⟹ Z = 12 24 11 Na ⟹ −10e+ 24 12 X 53.2.2 Phương trình phóng xạ: 2411 Na ⟹ −10e+ 2412 X Chu kỳ bán rã T= 15h Ban đầu có 12g Tính độ phóng xạ khối chất cịn lại sau 30h? A 9,66.10 Bq 17 Hướng dẫn: Do: H t =λ N t B 7,66.1017 Bq C 2,66 107Ci D 2,61.107Bq Trong đó: λ= Mà: N 0= ⟹ H t= N0 ln N t = k T m0 N A A 0,693 12 6,022 10 23=9,66.10 17 Bq=2,61 107 Ci 15.3600 24.22 Bài 53.3  (B) Cho gam 6027Co  tinh khiết có phóng xạ  β−¿¿ với chu kỳ bán rã 5,33 năm Sau 15 năm, khối lượng 6027Co còn lại A. 0,284 g.  B. 0,842 g.  C. 0,482 g.  Hướng dẫn: Khối lượng Co lại sau 15 năm là: −t T m=m0 −15 ¿ 2 5,33 =0,284 g Bài 53.4 (A) Chọn phát biểu Hiện tượng phóng xạ A có phóng xạ nhìn thấy D. 0,248 g B chịu tác dụng tác nhân bên ngồi C có phá vỡ hạt nhân D dẫn tới biến đổi hạt nhân Hướng dẫn: Vì tượng phóng xạ tượng hạt nhân tự phát phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác Bài 54.1 Câu tự luận tổng hợp 1 (D) Cho phản ứng hạt nhân: a Xác định số khối, nguyên tử số tên gọi hạt nhân X b Phản ứng tỏa hay thu lượng tính độ lớn lượng tỏa ta hay thu theo đơn vị jun Cho biết : mAr = 36,956889u; mCl = 36,956563u; mn = 1,008665u; mp = 1,007276u 54.1.1 Cho phản ứng hạt nhân: tên gọi hạt nhân X Xác định số khối, nguyên tử số Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo tồn phản ứng: X có Z = 1; A = Suy X hạt proton Vậy phương trình phản ứng đầy đủ: 54.1.2 Cho phản ứng hạt nhân: lượng A Tỏa Hướng dẫn: Ta có: M0 = m(Cl) + m(P) = 37,963839u ; M = m(Ar) + m(n) = 37,965559u Hãy xác định phản ứng tỏa hay thu B Thu Ta thấy M > M0 suy phản ứng thu lượng 54.1.3 Cho phản ứng hạt nhân thu lượng: theo đơn vị jun A 2,56.10−13J B 1,6022 J tính độ lớn lượng C 2,55.10−13J D 1,6222 J Hướng dẫn: Độ lớn lượng thu là: Q = (M - M0)c2 = - 0,001720u.c2  = 1,6022 MeV = 2,56.10-13 J 54.2 Câu tự luận tổng hợp 2 (C) Trong phản ứng sau đây: 95 139 −¿ ¿ n+ 235 92 U → 42 Mo + 57 La +2 X +7 p Hạt X là? 54.2.1 Trong phản ứng sau đây: n+ 23592U → 9542 Mo + 13957 La +2 X +7 p−¿ ¿ Hãy xác định điện tích số khối tia & hạt lại phản ứng: A 10n −10 p B.−10n p C −10 p −11n D 10n −11 p Hướng dẫn: Điện tích số khối tia & hạt lại phản ứng: n ; −10 p 54.2.2 Trong phản ứng sau đây: A Electron B Proton 95 139 n + 235 92 U → 42 Mo + 57 La +2 X +7 −1 p C Hêli Hạt X là? D Nơtron Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối ta được: hạt X có 2Z = + 92 – 42 – 57 – 7.(-1) = 2A = + 235 – 95 – 139 – 7.0 = Vậy suy X có Z = A = Đó hạt nơtron 10n 54.3 (B) Kết sau nói nói định luật bảo tồn số khối định luật bảo tồn điện tích? A. A1 + A2 = A3 + A4 B. Z1 + Z2 = Z3 + Z4 C. A1 + A2 + A3 + A4 = D. A B C Hướng dẫn: Vì tổng số khối (nuclon) phản ứng ln dương, tổng lần số khói trước hay sau phản ứng 54.4 (A) Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật: A Bảo toàn số proton B Bảo toàn số nơtron C Bảo toàn số nuclon D Bảo toàn khối lượng Hướng dẫn: Vì phản ứng hạt nhân trình dẫn đến biến đổi hạt nhân Phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo tồn : số nuclơn, điện tích, lượng tồn phần động lượng 56.1 Câu tự luận tổng hợp (D)  là phản ứng phân hạch Urani 235 Biết khối lượng hạt nhân : mU = 234,99 u ; mMo = 94,88 u ; mLa = 138,87 u ; mN = 1,0087 u Cho suất toả nhiệt xăng 46.106 J/kg Khối lượng xăng cần dùng để toả lượng tương đương với gam U phân hạch?