THPT Ba Tơ Tự Luận Vật Lý Hạt Nhân 12 NC Gv : Nguyễn Văn Tươi Câu 1:(Đề TSĐH&CĐ 2006):Hạt nhân Poloni ( 210 84 Po ) phóng ra hạt α và biến thành hạt nhân chì (Pb) bền. a)Viết phương trình diễn tả quá trình phóng xạ và cho biết cấu tạo của hạt nhân chì b) Ban đầu có một mẫu Poloni nguyên chất. Hỏi sau bao lâu thì tỉ lệ giữa khối lượng chì và khối lượng Poloni còn lại trong mẫu là n = 0,7? Biết chu kì bán rã của Poloni là 138,38 ngày. Lấy ln2 = 0,693; ln1,71 = 0,536. ĐA : a) b) 107ngày Câu 2: (Đề dự bị TS ĐH&CĐ 2003) Người ta dùng một hạt α có động năng 9,1 MeV bắn phá hạt nhân nguyên tử N 14 đứng yên. Phản ứng sinh ra hạt phôtôn p và hạt nhân nguyên tử ôxy O 17 1) Hỏi phản ứng thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng (Tính theo MeV)? 2) Giả sử độ lớn vận tốc của hạt prôtôn lớn gấp 3 lần vận tốc của hạt nhân ôxy. Tính động năng của hạt đó? Cho biết khối lượng của hạt là m N = 13,9992u; m 4,0015u; α = m p = 110073u; O 17 m 16,9947u;= 1u = 931MeV/C 2 ĐA: 1) 1,21MeV 2) 5,16MeV Câu 3 (Đề dự bị 1 TS ĐH&CĐ năm 2002) Bắn hạt α vào hạt nhân 14 7 N thì hạt nhân ôxy và hạt prôtôn sau phản ứng. Viết phương trình của phản ứng và cho biết phản ứng là phản ứng tỏa hay thu năng lượng? Tính năng lượng tỏa ra (hay thu vào) và hãy cho biết nếu là năng lượng tỏa ra thì dưới dạng nào, nếu là năng lượng thu thì lấy từ đâu? Khối lượng của các hạt nhân: N m 4,0015u;m 13,9992u; α = = 2 O P m 16,9947u;m 1,0073u;1u 931MeV / c= = = . ĐA : 1,2103MeV Câu 4 (Đề dự bị 2 TS ĐH&CĐ năm 2002) Đồng vị coban 60 27 Co là chất phóng xạ β - ; hạt nhân con là niken (Ni). Độ phóng xạ của 0.2g 60 27 Co là H = 225 Ci. Hãy viết phương trình của phóng xạ và nêu rõ thành phần cấu tạo của hạt nhân con. Tìm chu kì bán rã của 60 27 Co và tìm thời gian để có 75% 60 27 Co bị phân rã. Biết số Avogadro N A = 6.032 x 10 23 mol -1 . ĐA : 5,3 năm ; 10,6năm Câu 5 ( TS CĐSP Hà Nội 2004) Hạt nhân 210 84 Po đứng yên phóng xạ ra một hạt X , biến đổi thành hạt nhân Z A Pb có kèm theo một photon 1) Viết phương trình phản ứn, xác định A,Z. 2) Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc động năng của hạt X là 6,18 MeV. Tính động năng của hạt nhân Pb theo đơn vị MeV. 3) Tính bước sóng của bức xạ . Biết rằng = Po m 209,9828u ; = He m 4,0015u ; = Pb m 205,9744u ; − = 34 h 6,625x10 Js ; = 8 c 3x10 m/ s ; = 2 MeV 1u 931 c . ĐA : 1) 2) 0,12MeV 3) 10pm Câu 6 (TS CĐSP Hà Nội 2005) 1) Độ phóng xạ là gì? Viết biểu thức và vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ phóng xạ vào thời gian. Chất Poloni P210 có chu kì bán rã là 138 ngày. Tính khối lượng Poloni có độ phóng xạ 1Ci. Cho số Avogaro N A = 6.023 x 10 23 mol -1 2) Bắn hạt α vào hạt Nito ( 14 7 N) đứng yên. Sau phản ứng sinh ra 1 hạt proton và 1 hạt nhân oxy. Các hạt sinh ra sau phản ứng có cùng vecto vận tốc và cùng phương vớ vận tốc của hạt . Phản ứng trên thu năng lượng là1.21MeV. Tính động năng của hạt α , proton, và hạt nhân oxy. Coi khối lượng các hạt xấp xỉ số khối. ĐA : 1) 0,222mg 2) MeVK 56,1= α ; K H = 1,56MeV/81 ; K 0 = 26,52MeV/81 Câu 7 ( TS CĐCN Hà Nội 2003) 1) Phóng xạ là gì? Nêu bản chất của tia phóng xạ. THPT Ba Tơ Tự Luận Vật Lý Hạt Nhân 12 NC Gv : Nguyễn Văn Tươi 2) Mẫu chất phóng xạ Poloni 210 84 Po có khối lượng m = 2.1g phóng xạ chuyển thành hạt nhân X. Poloni có chu kì bán rã T = 138 ngày. a) Sau bao lâu trong mẫu có 20 38.073 10× hạt X. b) Phản ứng khơng bức xạ điện từ, hạt, Po đứng n. Tính động năng của hạt X và hạt . Cho Po u m = 209.9373u;m = 205.9294u ; m = 4.0015u; 2 MeV 1u = 931.5 C ; A hạt N = 6.032 1023 mol × . ĐA : a) 199,1ngày b) αđ W = 5.848 Mev; đx W = 0.114 MeV Câu 8 (TS CĐCNHN 2004) Pơlơni 210 84 Po là chất phóng xạ α tạo thành hạt nhân A Z X bền theo phản ứng: → + 210 4 A 84 2 Z Po He X . 1) Xác định tên gọi và cấu tạo hạt nhân A Z X . Ban đầu có 1gPơlơni, hỏi sau bao lâu thì khối lượng Pơlơni chỉ còn lại 0,125g? Cho chu kỳ bán rã của Pơlơni T = 138 ngày. 2) Sau thời gian t bằng bao nhiêu thì tỉ lệ khối lượng giữa A Z X và Pơlơni là 0,406? Lấy =2 1,4138 . ĐA : 1) 414ngày 2) 69ngày Câu 9 ( TS CĐCN HN 2005) Hạt nhân Pơlơni 210 84 Po đứng n, phóng xạ à chuểyn thành hạt nhân A Z X . Chu kì bán rã của Pơlơni là T = 138 ngày. Một mẫu Pơlơni ngun chất có khối lượng ban đầu = o m 2g . a) Viết phương trình phóng xạ. Tính thể tích khí Heli sinh ra ở điều kiện tiêu chuẩn sau thời gian 276 ngày. b) Tính năng lượng tỏa ra khi lượng chất phóng xạ trên tan rã hết. c) Tính động năng của hạt . Cho biết = Po m 209,9828u , α =m 4,0015u , = X m 205,9744u , = 2 1u 931MeV/ c . ĐA : a) 0,16lit b) = ∆ = 22 o E N E 3,683x10 MeV c) α K = 6,3 MeV. Câu 10 ( TS CĐGTVT 2004) Người ta dùng prơtơn có động năng W P = 5,58MeV bắn phá hạt nhân 23 11 Na đứng n, tạo ra phản ứng: 23 A 11 N p Na Ne+ → +α 1) Nêu các đònh luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân và cấu tạo của hạt nhân Ne. 2) Biết động năng của hạt α ù là W α = 6,6 MeV, tính động năng của hạt nhân Ne. Cho m p = 1,0073u; m Na = 22,985u; m Ne = 19,9869u; m α = 4,9915; lu = 931MeV / c 2 . ĐA : 1) SGK 2) 2,61 MeV Câu 11 (TSĐH&CĐ 2005) Phốt pho ( ) 32 15 P phóng xạ β - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày và biến đổi thành lưu huỳnh (S). Viết phương trình của sự phóng xạ đó và nêu cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ 32 15 P còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó. ĐA : 20gam Câu 12 ( TS CĐGTVT 2005) 1) Thế nào là lực hạt nhân? Lực này có phải lực hấp dẫn khơng? Vì sao? 2) Chất phóng xạ urani 238 sau một loạt phóng xạ α v β thì biến thành chì 206. Chu kì bán rã của sự biến đổi tổng hợp này là 4,6 x 10 9 năm. Giả sử ban đầu một loại đá chỉ chứa urani khơng chứa chì. Nếu hiện nay tỉ lệ các khối lượng của urani và chì trong đá là = u (Pb) m 37 m thì tuổi của đá là bao nhiêu? ĐA : 1) SGK 2) 0,2tỉ năm Câu 13 ( TS CĐKT-KTCNI 2004) THPT Ba Tơ Tự Luận Vật Lý Hạt Nhân 12 NC Gv : Nguyễn Văn Tươi Hạt proton có động năng Kp = 2 MeV, bắn vào hạt nhân ( ) 7 3 Li đứng yên, sinh ra hai hạt nhân X có cùng động năng, theo phản ứng hạt nhân sau: + → + 7 3 P Li X X 1) Viết phương trìng đầy đủ của phản ứng. Tính động năng K của mỗi hạt X. 2) Tính năng lượng mà một phản ứng tỏa ra. Để tạo thành 1,5g chất X theo phản ứng hạt nhân nói trên thì năng lượng tỏa ra bằng bao nhiêu? Cho m u = 1,0073u; m Li = 7,0744u; m X = 4,0015u = 2 MeV 1u 931 C ; N A = 6.02 x 10 23 mol -1 ĐA : 2) Câu 14 ( CĐNL 2003) 1) Urani phân rã theo chuỗi phóng xạ sau đây: α β β α α → → → → → 238 92 a U Th P U Th Ra Viết đầy đủ chuỗi phóng xạ này (ghi thêm Z và A của các hạt nhân). 2) Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến khi hạt nhân cuối là đồng vị bền 206 82 Pb chì. Hỏi 238 92 U biến thành 206 82 Pb sau bao nhiêu phóng xạ − α βvaø ? ĐA : 2) − βα 68 và Câu 15 ( TS CĐNL 2004) Hạt nhân phóng xạ 234 92 U phát ra hạt α a) Viết phương trình phản ứng b) Tính năng lượng toả ra (dưới dạng động năng của hạt α và hạt nhân con). Tính động năng của hạt α và hạt nhân con − α = = = = × = u x 27 2 Cho m 233,9904u; m 229,9737u; MeV m 4,0015u; u 1,66055 10 kg 931 C ĐA : b) 13,91MeV và 0,24MeV Câu 16 ( CĐNL 2005) Đồng vị 235 92 U phân rã α thành hạt nhân A Z Th . 1) Viết đầy đủ phương trình phân rã trên. Nêu rõ cấu tạo của hạt nhân được tạo thành. 2) Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến hạt nhân con là đồng vị bền 207 82 Pb . Hỏi có bao nhiêu hạt nhân Hêli và hạt nhân điện tử được tạo thành trong quá trình phân rã đó. ĐA : 2) 7hạt Hêli và 4hạt điện tử Câu 17 (CĐXD Số 3 năm 2004) Đồng vị Pôlôni 210 84 Po là chất phóng xạ α và tạo thành chì (Pb). 1) Viết phương trình phân rã và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân chì tạo thành. 2) Năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên dưới dạng động năng của hạt α và hạt nhân chì. Tính động năng mỗi hạt. Giả thiết ban đầu hạt nhân Pôlôni đứng yên. Cho khối lượng hạt nhân m Po = 209,9828u; m He =4,0015u; m Pb = 205,9744u; = 2 MeV 1u 931 c . ĐA : 2) K Pb = 0,12MeV ; α =K 6,12MeV THPT Ba Tơ Tự Luận Vật Lý Hạt Nhân 12 NC Gv : Nguyễn Văn Tươi Câu 18 ( CĐ CNTT TPHCM 2004) Cho phản ứng hạt nhân: + → + 37 37 17 18 Cl X n Ar 1) Viết phương trình phản ứng đầy đủ. Xác định tên hạt nhân X. 2) Phản ứng tỏa hay thu năng lượng. Tính năng lượng tỏa (hay thu) ra đơn vị MeV. Cho = = = Cl Ar n m 36,9566u;m 36,9569u;m 1,0087u; = = X 2 MeV m 1,0073u;1u 931 c Đa : Thu 1,58MeV Câu 19 ( CĐ KT KTTM 2004) 1) Nêu bản chất phóng xạ − β . 2) Tính tuổi của một cái tượng cổ bằng gỗ, biết rằng độ phóng xạ của C14 trong tượng gỗ bằng 0.707 lần độ phóng xạ trong khúc gỗ có cùng khối lượng vừa mới chặt. Biết chu kì bán rã C14 là 5600 năm. Đa : 2800năm Câu 20 ( TS ĐH&CĐ 2003) Gọi ∆t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của loga tự nhiên với lne = 1). T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Chứng minh rằng T t ln 2 ∆ = . Hỏi sau khoảng thời gian 0,15∆t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu? Cho biết e -0,51 = 0,6 ĐA : 60% Câu 21 (TS ĐH&CĐ 2002) 1) So sánh sự phóng xạ và sự phân hạch. 2) Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân Urani U234 phóng xạ tia α tạo thành đồng vò thori Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng: của hạt α là 7,10MeV; của U234 là 7,63MeV; của Th230 là 7,70MeV. ĐA : 14MeV Câu 22 (Dự bị 1 TSĐH&CĐ 2005) Iốt 131 53 ( I) phóng xạ β - với chu kỳ bán rã T. Ban đầu có 1,83g iốt 131 53 ( I) . Sau 48,24 ngày, khối lượng của nó giảm đi 64 lần. Xác đònh T. Tính số hạt β - đã được sinh ra khi khối lượng của iốt còn lại 0,52g. Cho số Avogrô N A = 6,022.10 23 mol -1 Đa : T = 8,04 ngày ; 6,022.10 21 phóng xạ Câu 23 (Dự bị 2 TSĐH&CĐ 2005) Đồng vị Cacbon 14 6 C phóng xạ β và biến thành nito (N). Viết phương trình của sự phóng xạ đó. Nếu cấu tạo của hạt nhân nito. Mẫu chất ban đầu có 2x10 -3 g Cacban 14 6 C . Sau khoảng thời gian 11200 năm. Khối lượng của Cacbon 14 6 C trong mẫu đó còn lại 0.5 x 10 -3 g . Tính chu kì bán rã của cacbon 14 6 C . ĐA : 5600năm Câu 24 (Dự bị 1 TSĐH&CĐ 2004) Natri ( ) 24 11 Na là chất phóng xạ β - với chu kì bán rã T = 15 giờ. Ban đầu có 12g natri. Hỏi sau bao lâu chỉ còn lại 3g chất phóng xạ trên? Tính độ phóng xạ của 3g natri này. Cho số Avơgađrơ N A = 6,022 x 10 23 mol -1 ĐA : 30h ; 2,61.10 6 Ci Câu 25 (Dự bị 2 TSĐH&CĐ 2004) Pơlơni ( 210 84 Po ) là chất phóng xạ và biến đổi thành chì (Pb), có chu kì bán rã T = 138 ngày. Ban đầu có một mẫu Pơlơni ngun chất có khối lượng o m 1g= . viết phương trình phân rã, nêu rõ cấu tạo của hạt nhân con và tính khối lượng Pơlơni còn lại trong mẫu sau 276 ngày. Đa : 0,25g . động năng Kp = 2 MeV, bắn vào hạt nhân ( ) 7 3 Li đứng yên, sinh ra hai hạt nhân X có cùng động năng, theo phản ứng hạt nhân sau: + → + 7 3 P Li X X 1) Viết phương trìng đầy đủ của phản ứng là đồng vị bền 207 82 Pb . Hỏi có bao nhiêu hạt nhân H li và hạt nhân điện tử được tạo thành trong quá trình phân rã đó. ĐA : 2) 7hạt H li và 4hạt điện tử Câu 17 (CĐXD Số 3 năm 2004) Đồng vị. TSĐH&CĐ 2005) Đồng vị Cacbon 14 6 C phóng xạ β và biến thành nito (N). Viết phương trình của sự phóng xạ đó. Nếu cấu tạo của hạt nhân nito. Mẫu chất ban đầu có 2x10 -3 g Cacban 14 6 C . Sau