Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 13 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
13
Dung lượng
600,47 KB
Nội dung
Bài 36: Năng lượng liên kết hạt nhân Phản ứng hạt nhân Bài 36.1 trang 107 SBT Lí 12: Lực hạt nhân lực sau ? A Lực điện B Lực từ C Lực tương tác nuclôn D Lực tương tác thiên hà Lời giải: Lực hạt nhân lực tương tác nuclôn Chọn đáp án C Bài 36.2 trang 107 SBT Lí 12: Độ hụt khối hạt nhân AZ X A Δm = Nmn - Zmp B Δm = m - Nmp - Zmp C Δm = (Nmn - Zmp) - m D Δm = Zmp - Nmn với N = A - Z; m, mp, mn khối lượng hạt nhân, khối lượng prôtôn khối lượng nơtron Lời giải: Độ hụt khối hạt nhân AZ X là: Δm = (Nmn - Zmp) - m Trong đó: + N = A - Z; + m, mp, mn khối lượng hạt nhân, khối lượng prôtôn khối lượng nơtron Chọn đáp án C Bài 36.3 trang 108 SBT Lí 12: Năng lượng liên kết hạt nhân A dương âm B lớn hạt nhân bền C nhỏ hạt nhân bền D với hạt nhân đặc biệt Lời giải: Năng lượng liên kết hạt nhân với hạt nhân đặc biệt Chọn đáp án D Bài 36.4 trang 108 SBT Lí 12: Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân ? A Năng lượng liên kết B Năng lượng liên kết riêng C Số hạt prôtôn D Số hạt nuclôn Lời giải: Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân Chọn đáp án B Bài 36.5 trang 108 SBT Lí 12: Chỉ phát biểu sai Trong phản ứng hạt nhân có định luật bảo tồn A lượng tồn phần B điện tích C động D số nuclôn Lời giải: Trong phản ứng hạt nhân có định luật bảo tồn: Bảo tồn số nuclon, bảo tồn điện tích, bảo tồn lượng toàn phần Chọn đáp án C Bài 36.6 trang 108 SBT Lí 12: Xác định hạt X phương trình sau: 19 F 11 H 168 O X A 23 He B 42 He C 21 H D 31 H Lời giải: Gọi hạt nhân X có dạng: AZ X Bảo tồn số hạt nuclon: 19+1 = 16 + A => A = Bảo toàn điện tích ta có: + = + Z => Z = Vậy X là: 42 He Chọn đáp án B Bài 36.7 trang 108 SBT Lí 12: Đơn vị đo khối lượng không sử dụng việc khảo sát phản ứng hạt nhân ? A kilôgam B miligam C gam D u Lời giải: Đơn vị đo khối lượng kilogam không sử dụng việc khảo sát phản ứng hạt nhân Chọn đáp án A Bài 36.8 trang 108 SBT Lí 12: Hạt nhân A đứng yên phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB hạt α có khối lượng mα Tỉ số động hạt nhân B động hạt α sau phân rã bằng? A mB m m B B m m C mB D m mB Lời giải: Phương trình phản ứng hạt nhân: A → B + α Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: m B vB m v m B v B m v Bình phương hai vế ta có: mB2 vB2 m v mB vB2 m v mB m 2 ⇒ WdB m Wd m B Chọn đáp án D Bài 36.9 trang 108 SBT Lí 12: Giả sử hai hạt nhân X Y có độ hụt khối ; số nuclôn hạt nhân X lớn số nuclơn hạt nhân Y, A lượng liên kết riêng hai hạt nhân B hạt nhân Y bền vững hạt nhân X C lượng liên kết riêng hạt nhân X lớn lượng liên kẽ: riêng hạt nhân Y D hạt nhân X bền vững hạt nhân Y Lời giải: Wlk mc Ta có cơng thức tính lượng liên kết riêng: A A Vì: ΔmX = ΔmY Mà AX > AY Nên hạt nhân Y bền vững hạt nhân X Chọn đáp án B Bài 36.10 trang 109 SBT Lí 12: Cho ba hạt nhân X, Y Z có số nuclôn tương ứng AX, AY AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết riêng hạt nhân tương ứng ΔEX, ΔEY ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tính bền vững giảm dần : A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y,Z D Z,X,Y Lời giải: Ta có cơng thức tính lượng liên kết riêng: Wlk mc A A Mà: AX = 2AY = 0,5AZ ⇒ ΔEZ < ΔEX < ΔEY Nên theo thứ tự tính bền vững giảm dần là: Y, X, Z Chọn đáp án A Bài 36.11 trang 109 SBT Lí 12: Bắn prôtôn vào hạt nhân 73 Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống bay với tốc độ theo phương hợp với phương tới prơtơn góc 60o Lấy khối lượng hạt nhân, tính theo đơn vị u, số khối Tỉ số tốc độ prôtôn tốc độ hạt nhân X A B C D Lời giải: Ta có phương trình phản ứng hạt nhân: 1 p 73 Li 42 He 42 H Như vậy, hai nhân bay hai hạt nhân heli Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: mp v p m v m v Ta có hình vẽ đây: Tổng hình chiếu động lượng hai hạt nhân heli lên phương động lượng prôtôn phải động lượng prơtơn Theo Hình 36.1G ta có: 2m v cos600 m p v p vp v m 4 mp Chọn đáp án A Bài 36.12 trang 109 SBT Lí 12: Cho khối lượng prôtôn, nơtron 40 18 Ar, 63 Li 1,0073 u ;0087 u ; 39,9525 u ; 6,0145 u u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân 63 Li lượng liên kết riêng hạt nhân 40 18 Ar A lớn lượng 5,20 MeV B lớn lượng 3,42 MeV C nhỏ lượng 3,42 MeV D nhỏ lượng 5,20 MeV Lời giải: Năng lượng liên kết 40 18 Ar là: WlkAr = Δmc2 = (Zmp + (A−Z)mn−m)c2 = (18.1,0073 + 22.1,0087 − 39,9525)uc2 = (18.1,0073 + 22.1,0087 − 39,9525).931,5 = 344,93445MeV Năng lượng liên kết riêng Ar 40 18 Ar là: WlkAr 344,93445 = 8,62336125(MeV/nuclon) A Ar 40 Năng lượng liên kết 63 Li là: WlkLi = Δmc2 = (Zmp + (A−Z)mn− m)c2 = (3.1,0073+3.1,0087−6,0145)uc2 = (3.1,0073+3.1,0087−6,0145).931,5 = 31,20525MeV Năng lượng liên kết riêng Li: Li WlkLi 31,20525 = 5,2 (MeV/nuclon) A Li So với lượng liên kết riêng hạt nhân 63 Li lượng liên kết riêng hạt nhân 40 18 Ar lớn lượng 8,62 − 5,2 ≈ 3,42(MeV/nuclon) Chọn đáp án B Bài 36.13 trang 109 SBT Lí 12: Giả sử phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng hai hạt trước phản ứng nhỏ tổng khối lượng hai hạt sau phản ứng 0,02 u Phản ứng hạt nhân A toả lượng 1,863 MeV B toả lượng 18,63 MeV C thu lượng 1,863 MeV D thu lượng 18,63 MeV Lời giải: Ta có cơng thức nhiệt lượng sau phản ứng: Q = (mtrước−msau)c2 = −0,02uc2 = − 0,02.931,5 = −18,63MeV < => Phản ứng thu lượng Chọn đáp án D Bài 36.14 trang 109 SBT Lí 12: Tính lượng liên kết hạt nhân 115 B; 31T Cho biết: m( 115 B ) = 11,0064 u ; m( 31T ) = 3,015 u Lời giải: Năng lượng liên kết hạt nhân 115 B : Wlk = Δm.c2 = (5.mP + 6.mn – mB).c2 = (5.1,0073 + 6.1,0087 − 11,0064)uc2 = (5.1,0073 + 6.1,0087 − 11,0064).931,5 = 76,6624MeV Năng lượng liên kết hạt nhân 31T : Wlk = Δm.c2 = (1.mP + 2.mn – mT).c2 = (1.1,0073 + 2.1,0087 − 3,015)uc2 = (1.1,0073 + 2.1,0087 − 3,015).931,5 = 9,03555MeV Bài 36.15 trang 110 SBT Lí 12: Tính lượng liên kết 234U 238U Hạt nhân bền hơn? Cho biết m(234U) = 233,982 u ; m(238u) = 237,997 u Lời giải: Năng lượng liên kết hạt nhân 234U: Wlk = Δm.c2 = (92.mP + 142.mn – mB).c2 = (92.1,0073 + 142.1,0087 − 233,982)uc2 = (92.1,0073 + 142.1,0087 − 233,982).931,5 = 1793,1375MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 234U: Wlk 1793,1375 7,63(MeV / A) A1 234 Năng lượng liên kết hạt nhân 238U: Wlk = Δm.c2 = (92.mP + 146.mn – mB).c2 = (92.1,0073 + 146.1,0087 – 237,997)uc2 = (92.1,0073 + 146.1,0087 − 237,997).931,5 = 1811,5812MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 234U: Wlk 1811,5812 7,67(MeV / A) A2 238 => 238 U bền Bài 36.16 trang 110 SBT Lí 12: Tính lượng liên kết riêng 108 64 94 Be, 64 29 Cu, 47 Ag Cho biết : m( Be ) = 9,0108 u; m( 29 Cu ) = 63,913 u; m( 108 47 Ag ) = 107,878 u Lời giải: Năng lượng liên kết hạt nhân 94 Be : Wlk = Δm.c2 = (4.mP + 6.mn – mBe).c2 = 0,0679.c2 = 63,249 MeV - Suy lượng liên kết riêng hạt nhân 94 Be : Wlk 63,249 = 6,325 MeV/nuclon A Be - Năng lượng liên kết hạt nhân 64 29 Cu : Wlk = Δm.c2 = (29.mP + 35.mn – mCu).c2 = (29.1,0073 + 35.1,0087 − 63,913).931,5 = 561,88MeV ⇒ lượng liên kết riêng hạt nhân Wlk 561,88 = 8,75 MeV/nuclon A Cu 64 64 29 Cu : - Năng lượng liên kết hạt nhân 108 47 Ag : Wlk = Δm.c2 = (47.mP + 61.mn – mAg).c2 = (47.1,0073 + 61.1,0087 − 107,878).931,5 = 927,5877MeV ⇒ lượng liên kết riêng hạt nhân 108 47 Ag : Wlk 927,6 = 8,56 MeV/nuclon A Ag 108 Bài 36.17 trang 110 SBT Lí 12: Dùng prơtơn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 94 Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X hạt α Hạt α bay theo phương vng góc với phương tới prơtơn có động MeV Khi tính động hạt, lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Tính lượng toả phản ứng theo đơn vị MeV Lời giải: Ta có phương trình phản ứng hạt nhân: 1 p 94 Be 42 He 63 Li Hạt nhân X hạt nhân Liti Theo định luật bảo toàn động lượng m v m Li v Li m p v p Vì phương vận tốc hạt α vng góc với phương vận tốc hạt proton nên ta có Hình 36.2G biểu thị phương trình vectơ Hình vẽ cho ta thấy: m 2p v 2p m 2 v2 m 2Li v 2Li Có thể viết lại hệ thức trên: mp m P v 2p m v2 m Li v Li2 m m Li 2 Ta có: m P v p2 Wdp = 5,45 MeV động proton m v2 Wd = MeV động hạt α 2 m Li v Li = WđLi động hạt Li Phương trình thành : 5,45 + 4.4 = 6WđLi Ta tính động hạt nhân Li WđLi = 3,575 MeV Tổng động hạt trước phản ứng 5,45 MeV ; Tổng động hạt sau phản ứng + 3,575 = 7,575 MeV Lượng động dôi lấy từ độ hụt khối hạt nhân tham gia phản ứng Như vậy, phản ứng toả lượng : 7,575 - 5,45 = 2,125 MeV Bài 36.18 trang 110 SBT Lí 12: Hạt nhân 104 Be có khối lượng 10,0135 u Khối lượng nơtron mn = 1,0087 u, khối lượng prôtôn mp = 1,0073 u, 1u = 931 MeV/c2 Tính lượng liên kết lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be Lời giải: Độ hụt khối hạt nhân 10 Be 4mp + 6mn - mBe = 4.1,0073 u + 6.1,0087 u - 10,0135 u = 0,0679 u Năng lượng liên kết hạt nhân 104 Be là: Wlk m.u 0,0679.931 = 63,215 MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be là: Wlk m.u 63,215 = 6,3215 MeV/ nuclôn 10 Bài 36.19 trang 110 SBT Lí 12: Bắn đơteri vào hạt nhân 63 Li , ta thu hai hạt nhân X giống a) Viết phương trình phản ứng cho biết hạt nhân X hạt nhân ? b) Phản ứng toả hay thu lượng ? Tính lượng Cho khối lượng hạt nhân 63 Li mLi = 6,0145 u ; hạt đơteri mH = 2,0140 u ; hạt nhân X mX = 4,0015 u ; u = 931 MeV/c2 Lời giải: Phương trình phản ứng : H 63 Li 24 He 24 He Hạt nhân X hạt nhân heli b) Tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng : mH + mu = 2,0140u + 6,0145u = 8,0285u Tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng : 2mH = 2.4,0015u = 8,003 u Như có hụt khối lượng : Δm = 8,0285 u - 8,003 u = 0,0255 u Do đó, phản ứng toả lượng : 0,0255.931 = 23,74 MeV Bài 36.20* trang 110 SBT Lí 12: Theo thuyết tương đối, êlectron có động nửa lượng nghỉ vận tốc bao nhiêu? Lời giải: Theo ta có: = mc2 m0 v 1 c c2 = Wđ + W0 m 0c 3m0c2 m0c = 2 c v 1 v 2,236.108 m / s c