ÔN LÝ_12_Hạt nhân nguyên tử_vi mô đến vĩ mô_7

Đề cương ôn tập Vật lý lớp 12 năm học 2010-2011 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ  I/. Tính chất và cấu tạo hạt nhân nguyên tử 1. Cấu tạo hạt nhân a) Cấu tạo hạt nhân * Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ rất nhỏ gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn: + Prôtôn (p) có khối lượng 27 p m 1,67262.10 kg − = , mang điện tích nguyên tố dương e+ . + Nơtron (n) có khối lượng 27 n m 1,67493.10 kg − = , không mang điện. * Số prôtôn trong hạt nhân bằng số thứ tự Z của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Z được gọi là nguyên tử số (còn gọi là điện tích hạt nhân). Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu là A. Số nơtron trong hạt nhân là: N = A – Z. b) kí hiệu hạt nhân: A Z X hoặc A X hoặc XA Trong đó X là kí hiệu hóa học. Ví dụ 23 11 Na ; 238 92 U . c) Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z, nhưng có số nơtron N khác nhau (số khối A khác nhau). Ví dụ hiđrô có ba đồng vị: hiđrô thường ( 1 1 H ) ; hiđrô nặng ( 2 1 H ) còn gọi là đơteri ( 2 1 D ) và hiđrô siêu nặng ( 3 1 H ) còn gọi là triti ( 3 1 T ) 2. Khối lượng hạt nhân a) Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là u, có trị số bằng 1 12 khối lượng của đồng vị cacbon 12 6 C . 27 1 u 1,66055.10 kg − = . Khối lượng prôtôn p m 1,00728 u= ; nơtron n m 1,00866 u= . b) Khối lượng và năng lượng + Theo Anh-xtanh, một vật có khối lượng m thì có năng lượng E tương ứng tỉ lệ với m và ngược lại. 2 E mc= gọi là hệ thức Anh-xtanh, trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Nếu m = 1 u thì 2 E 1uc 931,5 MeV.= ≈ Vậy 2 1 u 931,5 MeV / c≈ MeV/c 2 cũng là một đơn vị đo khối lượng hạt nhân. + Theo Anh-xtanh, một vật có khối lượng 0 m khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với 0 2 2 m m v 1 c = − 0 m gọi là khối lượng nghỉ, m gọi là khối lượng động. 2 0 0 E m c= gọi là năng lượng nghỉ. 2 2 0 2 2 m c E mc v 1 c = = − gọi là năng lượng toàn phần. ( ) 2 0 0 E E E m m c∆ = − = − là động năng của vật. II/. Năng lượng liên kết của hạt nhân 1. Lực hạt nhân Các nuclôn trong hạt nhân liên kết với nhau bởi lực hút rất mạnh, gọi là lực hạt nhân. Lực hạt nhân là lực tương tác mạnh, chỉ có tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân. Bán kính tác dụng vào khoảng 15 10 m − . 2. Năng lượng liên kết của hạt nhân a) Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. ( ) p n X m Zm A Z m m∆ = + − − gọi là độ hụt khối của hạt nhân. b) Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số 2 c . 2 lk W mc= ∆ Hay: ( ) 2 lk p n X W Zm A Z m m c   = + − −   c) Năng lượng liên kết riêng ( lk W A ) là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Các hạt nhân trung bình có số khối 50 A 95< < , có năng lượng liên kết riêng lớn nhất. III/. Phản ứng hạt nhân 1. Định nghĩa và đặc tính a) Phản ứng hạt nhân tự phát là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. A C D → + Trong đó A là hạt nhân mẹ, C là hạt nhân con và D là tia phóng xạ. b) phản ứng hạt nhân kích thích là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. 31 2 4 1 2 3 4 AA A A Z Z Z Z A B X Y+ → + 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân + Bảo toàn điện tích. ( 1 2 3 4 Z Z Z Z+ = + ) + Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số khối A). ( 1 2 3 4 A A A A+ = + ) + Bảo toàn năng lượng toàn phần. + Bảo toàn động lượng. 3. Năng lượng phản ứng hạt nhân Xét phản ứng hạt nhân: A B C D+ → + + Tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước tương tác: t A B m m m= + + Tổng khối lượng nghỉ của các hạt sau tương tác: s C D m m m= + Nếu s t m m< thì phản ứng tỏa năng lượng. Nếu s t m m> thì phản ứng thu năng lượng. + Năng lượng tỏa (thu vào) ( ) 2 t s W = m -m c W > 0 : tỏa năng lượng. W < 0 : thu năng lượng. + Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng là phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch. IV/. Phóng xạ 1. Hiện tượng phóng xạ a) Định nghĩa: Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững và biến đổi thành các hạt khác và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân hủy gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành gọi là hạt nhân con. b) Các dạng phóng xạ + Phóng xạ α : Phát ra tia α , là dòng hạt nhân của nguyên tử hêli ( 4 2 He ), theo phản ứng sau: A A 4 4 Z Z 2 2 X Y He α − − → + + Phóng xạ − β : Phát ra tia − β , là dòng các hạt êlectron ( 0 1 e − ), theo phản ứng sau: A A 0 0 Z Z 1 1 0 X Y e − β + − → + + ν % Với ν % là phản hạt của nơtrinô. + Phóng xạ + β : Phát ra tia + β , là dòng các hạt pôzitron còn gọi là êlectron dương ( 0 1 e + ), theo phản ứng sau: A A 0 0 Z Z 1 1 0 X Y e + β − + → + + ν Với ν là hạt nơtrinô. + Phóng xạ γ : Phát ra tia γ , là phóng xạ đi kèm theo của phóng xạ α và β . Tia γ là bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn, khả năng đâm xuyên sâu (vài mét trong bê tông và vài cm trong chì). 2. Định luật phóng xạ a) Đặc tính của quá trình phóng xạ + Là quá trình biến đổi hạt nhân. + Có tính tự phát và không điều khiển được, không chịu tác động của các yếu tố bên ngoài. + Là một quá trình ngẫu nhiên. b) Định luật phóng xạ Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ. Ta có: t T o N N .2 − = Hay t o N N .e −λ = Với ln 2 0,693 T T λ = = Trong đó: o N số hạt nhân (số nguyên tử) ban đầu. N số hạt nhân chưa bị phân rã (số hạt nhân còn lại) sau thời gian t. T gọi là chu kỳ bán rã, λ gọi là hằng số phóng xạ đều đặc trưng cho chất phóng xạ. 3. Đồng vị phóng xạ nhân tạo Ngoài các đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta cũng tạo ra được nhiều đồng vị phóng xạ gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo. a) Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu + Đồng vị phôtpho 30 15 P là đồng vị phóng xạ nhân tạo đầu tiên do hai ông bà Quy-ri thực hiện vào năm 1934, khi dùng hạt α để bắn phá nhôm: 4 27 30 1 2 13 15 0 He Al P n+ → + Phôtpho 30 15 P có tính phóng xạ + β , chu kỳ bán rã 195 s. + Phương pháp tạo ra hạt nhân phóng xạ nhân tạo của nguyên tố X theo sơ đồ A 1 A 1 Z 0 Z X n X + + → A 1 Z X + là đồng vị phóng xạ của X, khi trộn lẫn với các hạt nhân bình thường không phóng xạ, các hạt nhân A 1 Z X + được gọi là các nguyên tử đánh dấu, được ứng dụng nhiều trong sinh học, hóa học, y học,… b) Đồng vị 14 6 C đồng hồ của Trái Đất Trong thành phần của tia vũ trụ có các nơtron chậm, khi gặp hạt nhân 14 7 N trong khí quyển tạo nên phản ứng: 1 14 14 1 0 7 6 1 n N C H+ → + 14 6 C là một đồng vị phóng xạ − β , chu kỳ bán rã 5730 năm.Trong khí quyển tỉ lệ 14 6 C / C là không đổi. Dựa vào sự phân rã của 14 6 C trong các di vật cổ gốc sinh vật, người ta xác định được tuổi của các di vật này. V/. Phản ứng phân hạch 1. Cơ chế của phản ứng phân hạch + Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn. + Để gây ra được phản ứng phân hạch ở hạt nhân X thì phải truyền cho nó một năng lượng, giá trị tối thiểu của năng lượng cần truyền gọi là năng lượng kích hoạt. Phương pháp dễ nhất là bắn nơtron vào X. Hạt nhân X chuyển sang trạng thái kích thích và sự phân hạch xảy ra. Trong mỗi phân hạch lại sinh ra k = 1, 2 hoặc 3 nơtron. n X X* Y Z kn+ → → + + 2. Năng lượng phân hạch + Phản ứng phân hạch của urani 235 1 235 236 95 138 1 0 92 92 39 53 0 1 235 236 95 139 1 0 92 92 38 54 0 n U U* Y I 3 n n U U* Sr Xe 2 n + → → + + + → → + + + Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch. Một phân hạch của urani tỏa ra năng lượng khoảng 200 MeV. + Sau mỗi phân hạch của urani lại sinh ra trung bình 2,5 nơtron. Các nơtron này kích thích cho các phân hạch mới. Kết quả là các phân hạch xảy ra liên tục tạo thành phản ứng dây chuyền. Giả sử sau mỗi phân hạch, có k nơtron sinh ra kích thích k phân hạch mới thì: khi k < 1 phản ứng dây chuyền không xảy ra. khi k = 1 phản ứng dây chuyền tự duy trì và năng lượng tỏa ra không đổi theo thời gian, có thể kiểm soát được. khi k > 1 Phản ứng dây chuyền tự duy trì và năng lượng tỏa ra tăng rất nhanh, không kiểm soát được, gây nên sự bùng nổ. + Để có k 1≥ thì khối lượng của chất phân hạch phải lớn hơn hoặc bằng khối lượng tới hạn. + Phản ứng phân hạch có điều khiển được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, ứng với k = 1. Trong lò có những thanh điều khiển có chứa bo hay cađimi có tác dụng hấp thụ nơtron thừa, để đảm bảo cho k = 1. VI/. Phản ứng nhiệt hạch 1. Cơ chế của phản ứng nhiệt hạch Phản ứng nhiệt hạch là sự tổng hợp hai hay nhiều hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn. Sự tổng hợp này chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch. Ví dụ: 2 3 4 1 1 1 2 0 H H He n 17,6 MeV+ → + + Phản ứng này tỏa ra năng lượng 17,6 MeV. + Điều kiện để có phản ứng nhiệt hạch xảy ra là - Nhiệt độ cao (50 ÷ 100 triệu độ). - Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn. - Thời gian duy trì trạng thái plasma ( ) τ ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn. 2. Năng lượng nhiệt hạch + Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch gọi là năng lượng nhiệt hạch. + Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 g heli từ hiđrô gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 g urani và gấp 200 triệu lần năng lượng tỏa ra khi đốt 1 g cacbon. + Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao. + Ưu điểm của năng lượng nhiệt hạch: nhiên liệu dồi dào, có sẵn trong thiên nhiên, không gây ô nhiễm môi trường. 3. Phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất Trên Trái Đất, loài người đã tạo ra phản ứng nhiệt hạch khi thử quả bom H và đang nghiên cứu tạo ra phản ứng nhiệt hạch có điều khiển. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ  I/. Các hạt sơ cấp 1. Khái niệm hạt sơ cấp a) Các hạt vi mô có kích thước vào cỡ kích thước hạt nhân trở xuống, như: phôtôn ( γ ), êlectron ( e − ), pôzitron ( e + ), prôtôn (p), nơtron (n), nơtrinô ( ν ),…gọi là các hạt sơ cấp. b) Dựa vào độ lớn của khối lượng và đặc tính tương tác, các hạt sơ cấp được phân thành các loại sau: - phôtôn. - Các leptôn có khối lượng từ 0 đến 200 e m , gồm nơtri nô, êlectron, pôzitron, mêzôn µ . - Các hađrôn có khối lượng trên 200 e m và được phân thành ba nhóm con: + Mêzôn π , K: có khối lượng trên 200 e m , nhưng nhỏ hơn khối lượng nuclôn. + Nuclôn p, n. + Hipêron có khối lượng lớn hơn khối lượng nuclôn. Nhóm các nuclôn và hipêron còn gọi là barion. 2. Tính chất của các hạt sơ cấp a) Thời gian sống (trung bình) Một số ít hạt sơ cấp là bền còn đa số không bền, chúng tự phân hủy và biến thành hạt sơ cấp khác. b) Phản hạt Mỗi hạt có một phản hạt tương ứng. hạt và phản hạt có cùng khối lượng, có cùng độ lớn điện tích nhưng trái dấu nhau. Nếu là hạt không mang điện thì có momen từ cùng độ lớn nhưng ngược hướng. 3. Tương tác của các hạt sơ cấp Các hạt sơ cấp luôn biến đổi và tương tác với nhau. Có bốn loại tương tác cơ bản: a) Tương tác điện từ. b) Tương tác mạnh. c) Tương tác yếu. d) Tương tác hấp dẫn. II/. Cấu tạo vũ trụ 1. Hệ Mặt Trời Hệ Mặt Trời gồm Mặt Trời, các hành tinh và các vệ tinh. a) Mặt Trời + Là trung tâm của hệ Mặt Trời. + Bán kính lớn hơn 109 lần bán kính Trái Đất. + khối lượng bằng 333000 lần khối lượng Trái Đất. + Mặt Trời là quả cầu khí nóng sáng khoảng 75% là hiđrô và 23% là heli. + Nhiệt độ bề mặt 6000 K, trong lòng là hàng chục triệu độ. + Là nguồn cung cấp năng lượng cho cả hệ. Công suất phát xạ lên đến 26 3,9.10 W . + Nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời là phản ứng nhiệt hạch. b) Các hành tinh Có tám hành tinh theo thứ tự tính từ Mặt Trời đi ra xa: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh. Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều, trùng với chiều quay của bản thân Mặt Trời quanh mình nó. Hệ Mặt Trời có cấu trúc hình đĩa phẳng. Xung quanh mỗi hành tinh có các vệ tinh, chúng chuyển động hầu như trên cùng một mặt phẳng quanh hành tinh. c) Các tiểu hành tinh Có bán kính từ vài kilômét đến vài chục kilômét, chuyển động quanh Mặt Trời trên các quỹ đạo có bán kính từ 2,2 đến 3,6 đvtv. (1 đvtv = 150 triệu km) d) sao chổi và thiên thạch + Sao chổi là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài km, chuyển động xung quang Mặt Trời theo hình êlíp, có chu kỳ từ vài năm đến trên 150 năm. + Thiên thạch là những tảng đá chuyển động quanh Mặt Trời, theo rất nhiều quỹ đạo khác nhau. 2. Các sao và thiên hà a) Các sao Sao là khối nóng sáng như Mặt Trời. Có hàng trăm tỉ ngôi sao. Nhiệt độ trong lòng các sao lên đến hàng chục triệu độ, trong đó xảy ra các phản ứng nhiệt hạch. Khối lượng các sao từ 0,1 đến vài chục lần khối lượng Mặt Trời. ngoài ra còn có hàng vạn những sao đôi và có những sao ở trong trạng thái biến đổi rất mạnh, những sao không phát sáng, như punxa và các lỗ đen. Ngoài sao ra còn có những đám tinh vân. b) Thiên hà Thiên hà là một hệ thống gồm nhiều loại sao và tinh vân. Thiên hà có hình dạng nhất định. Thiên hà gần ta nhất là thiên hà Tiên Nữ cách Trái Đất 2 triệu năm ánh sáng. Đa số thiên hà có dạng hình xoắc ốc. Đường kính thiên hà vào khoảng 100 ngàn năm ánh sáng. c) Thiên hà của chúng ta (Ngân Hà) Hệ Mặt Trời là thành viên của Ngân Hà. Ngân Hà có dạng hình đĩa, phần giữa phồng to. Hệ mặt Trời nằm trên mặt phẳng qua tâm và vuông góc với trục của Ngân Hà. d) Các đám thiên hà Các thiên hà tập hợp thành từng đám thiên hà. Ngân Hà là thành viên của một đám gồm 20 thiên hà. e) Các quaza (quasar) Quaza là một loại cấu trúc nằm ngoài các thiên hà, phát xạ mạnh và bất thường các sóng vô tuyến và tia X. Công suất phát xạ của các quaza rất lớn. Bài tập trắc nghiệm   1. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau. B. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số prôtôn bằng nhau, số nơtron khác nhau. C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôtôn khác nhau. D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau. 2. Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lượng nguyên tử u là đúng? A. u bằng khối lượng của một nguyên tử hiđrô 1 1 H . B. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử cacbon 12 6 C . C. u bằng khối lượng của một nguyên tử cacbon 12 6 C . D. u bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử cacbon 12 6 C . 3. Các nuclôn trong hạt nhân nguyên tử 23 11 Na gồm A. 11 prôtôn. B. 11 prôtôn và 12 nơtron. C. 12 nơtron. D. 12 prôtôn và 11 nơtron. 4. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân nguyên tử? A. Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chứa Z prôtôn. B. Số nuclôn bằng số khối A của hạt nhân. C. Số nơtron bằng hiệu số khối A và số prôtôn Z. D. Hạt nhân nguyên tử trung hòa về điện. 5. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng phóng xạ? A. Phóng xạ là quá trình hạt nhân tự phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. B. Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân. C. Phóng xạ tuân theo định luật phóng xạ. D. Phóng xạ là một quá trình tuần hoàn có chu kỳ T gọi là chu kỳ bán rã. 6. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng? A. Năng lượng liên kết bằng năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclôn riêng rẽ. B. Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững. C. Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn. D. Năng lượng liên kết có trị số bằng tích độ hụt khối của hạt nhân với bình phương vận tốc ánh sáng trong chân không. 7. Hạt nhân đơteri 2 1 D có khối lượng 2,0136 u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và khối lượng của nơtron là 1,0087 u và 2 1 u 931MeV / c= . Năng lượng liên kết của hạt nhân 2 1 D là A. 0,67 MeV. B. 1,86 MeV. C. 2,23 MeV. D. 2,02 MeV. 8. Hạt nhân 60 27 Co có khối lượng là 55,940 u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và khối lượng của nơtron là 1,0087 u và 2 1 u 931MeV / c= . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 60 27 Co là A. 70,5 MeV/nuclôn. B. 70,1 MeV/nuclôn. C. 4231 MeV/nuclôn. D. 54,4 MeV/nuclôn. 9. Kết luận nào về bản chất của các tia phóng xạ dưới đây là không đúng? A. Tia , ,α β γ đều có chung bản chất là sóng điện từ. B. Tia α là dòng các hạt nhân của nguyên tử heli 4 2 He . C. Tia β là dòng hạt mang điện. D. Tia γ là sóng điện từ. 10. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử heli 4 2 He . B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản của tụ điện tia α bị lệch về phía bản âm. C. Tia α ion hóa không khí rất mạnh. D. Tia α có khả năng đâm xuyên nên được sử dụng để chữa bệnh ung thư. 11. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Hạt − β và hạt + β có khối lượng bằng nhau. B. Hạt − β và hạt + β được phóng ra từ cùng một đồng vị phóng xạ. C. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ, hạt − β và hạt + β bị lệch về hai phía ngược nhau. D. Hạt − β và hạt + β khi phóng ra có vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. 12. Một lượng chất phóng xạ có khối lượng 0 m . Sau 5 chu kỳ bán rã khối lượng chất phóng xạ còn lại là A. 0 m . 5 B. 0 m . 25 C. 0 m . 32 D. 0 m . 50 13. Theo hệ thức Anh-xtanh giữa năng lượng và khối lượng, một vật có khối lượng 2 g thì có năng lượng nghỉ A. 12 18.10 J. B. 13 18.10 J. C. 8 6.10 J. D. 13 6.10 J. 14. Chất phóng xạ 131 53 I có chu kỳ bán rã 8 ngày đêm. Ban đầu có 1,00 g chất này thì sau 1 ngày đêm còn lại bao nhiêu? A. 0,92 g. B. 0,87 g. C. 0,78 g. D. 0,69 g. 15. Hạt nhân pôlôni 210 84 Po phân rã cho hạt nhân con là chì 206 82 Pb , đã có sự phóng xạ tia A. α . B. − β . C. + β . D. γ . 16. Cho phản ứng hạt nhân 19 16 9 8 F p O X+ → + . Hạt X là hạt nào sau đây? A. α . B. − β . C. + β . D. n. 17. Cho phản ứng hạt nhân 37 37 17 18 Cl X Ar n+ → + . Hạt X là hạt nào sau đây? A. 1 1 H . B. 2 1 D . C. 3 1 T . D. 4 2 He . 18. Đồng vị 234 92 U sau một chuỗi phóng xạ α và − β biến đổi thành 206 82 Pb . Số phóng xạ α và − β trong chuỗi là A. 16 phóng xạ α , 12 phóng xạ − β . B. 10 phóng xạ α , 8 phóng xạ − β . C. 5 phóng xạ α , 5 phóng xạ − β . D. 7 phóng xạ α , 4 phóng xạ − β . 19. Cho phản ứng hạt nhân 37 37 17 18 Cl p Ar n+ → + . Khối lượng của các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889 u, m(Cl) = 36,956563 u, m(n) = 1,008670 u, m(p) = 1,007276 u và 2 1 u 931MeV / c= . Năng lượng mà phản ứng này tỏa ra hay thu vào là bao nhiêu? A. Tỏa ra 1,60132 MeV. B. Thu vào 1,60132 MeV. C. Tỏa ra 19 2,56.10 J. − D. Thu vào 19 2,56.10 J. − 20. Cho phản ứng hạt nhân 27 30 13 15 Al P nα + → + . Khối lượng của các hạt nhân là 2 α Al P n m = 4,0015 u ; m = 26,97432 u ; m = 29,97005 u ;m = 1,008670 u ;1 u = 931MeV / c . Năng lượng mà phản ứng này tỏa ra hoặc thu vào là A. Tỏa ra 2,7 MeV. B. Thu vào 2,7 MeV. C. Tỏa ra 11 1,21.10 J. − D. Thu vào 11 1,21.10 J. − 21. Một chất phóng xạ sau 10 ngày đêm giảm đi 3 4 khối lượng ban đầu. Chu kỳ bán rã của chất này là A. 20 ngày. B. 5 ngày. C. 24 ngày. D. 15 ngày. 22. Đơn vị đo khối lượng trong vật lý hạt nhân là A. kilôgam. B. đơn vị khối lượng nguyên tử u. C. đơn vị 2 eV / c hoặc 2 MeV / c . D. Cả A, B, C đều đúng. 23. Khối lượng của hạt nhân 10 4 Be là 10,0113 u, khối lượng của nơtron là n m 1,0087 u= , khối lượng của prôtôn là p m 1,0073 u= và = 2 1u 931MeV / c . Năng lượng liên kết của hạt nhân 10 4 Be là A. 65,263 MeV. B. 6,5263 MeV. C. 0,6526 MeV. D. 652,63 MeV. 24. Từ hạt nhân 226 88 Ra phóng ra 3 hạt α và 1 hạt − β trong một chuỗi phóng xạ liên tiếp. Khi đó hạt nhân tạo thành là A. 214 83 Bi . B. 207 82 Pb . C. 210 84 Po . D. 222 86 Rn . 25. Trường hợp nào sau đây là quá trình thu năng lượng? A. Phóng xạ. B. Bắn hạt α vào hạt nitơ thu được ôxi và prôtôn. C. Phản ứng phân hạch. D. Phản ứng nhiệt hạch. 26. Tia nào sau đây không phải là tia phóng xạ? A. Tia − β . B. Tia + β . C. Tia X. D. Tia α . 27. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Hệ số nhân nơtron k là số nơtron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch, gây được phân hạch tiếp theo. B. Hệ số nhân nơtron k > 1 thì hệ thống vượt hạn, phản ứng dây chuyền không kiểm soát được, đó là trường hợp xảy ra trong các vụ nổ bom nguyên tử. C. Hệ số nhân nơtron k = 1 thì hệ thống tới hạn, phản ứng dây chuyền kiểm soát được, đó là trường hợp xảy ra trong các nhà máy điện nguyên tử. D. Hệ số nhân nơtron k < 1 thì hệ thống dưới hạn, phản ứng dây chuyền xảy ra chậm, ít được sử dụng. 28. Hạt nhân 238 92 U sau một số phân rã α và − β biến thành hạt nhân bền 206 82 Pb . Quá trình này trải qua A. 6 lần phân rã α và 8 lần phân rã − β . B. 8 lần phân rã α và 6 lần phân rã − β . C. 32 lần phân rã α và 10 lần phân rã − β . D. 10 lần phân rã α và 32 lần phân rã − β . 29. Cho khối lượng prôtôn là p m 1,0073 u= ; khối lượng nơtron là n m 1,0087 u= ; khối lượng hạt α là m 4,0015 u α = ; 2 1 u 931,5 MeV / c= . Năng lượng liên kết riêng của 4 2 He là A. 28,4 MeV. B. 7,1 MeV. C. 1,3 MeV. D. 0,326 MeV. 30. Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 8 ngày đêm, khối lượng ban đầu là 100 gam. Sau 32 ngày đêm khối lượng chất phóng xạ còn lại là A. 12,5 g. B. 3,125 g. C. 25 g. D. 6,25 g. 31. Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 138 ngày đêm, khối lượng ban đầu là 200 g. Sau 276 ngày đêm, khối lượng chất phóng xạ đã bị phân rã là A. 150 g. B. 50 g. C. 1,45 g. D. 0,725 g. 32. Hạt nhân 226 88 Ra phóng xạ hạt α cho hạt nhân con A. 4 2 He . B. 226 87 Fr . C. 222 86 Rn . D. 226 89 Ac . 33. Biết khối lượng các hạt nhân Al m 26,974 u= ; P m 29,970 u= ; n m 4,0015 u ; m 1,0087 u α = = và 2 1 u 931,5 MeV / c= . Phản ứng 27 30 13 15 Al P n+ α → + , sẽ tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? A. Phản ứng tỏa 2,98 MeV. B. Phản ứng thu 2,98 MeV. C. Phản ứng tỏa 2,98 J. B. Phản ứng thu 2,98 J. 34. Một hạt nhân X sau khi hấp thụ một nơtron lại phát ra một êlectron và tự tách thành hai hạt α . Hạt X là hạt nhân của nguyên tố nào? A. Liti. B. Beri. C. Bo. D. Nitơ. 35. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng? A. Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng tổng khối lượng nghỉ của các hạt sinh ra bé hơn so với tổng khối lượng nghỉ của các hạt ban đầu. B. Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng các hạt sinh ra kém bền vững hơn so với các hạt ban đầu. C. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch là các phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. D. Phóng xạ là một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. 36. Một hạt nhân có năng lực liên kết càng lớn thì A. càng dễ bị phá vỡ. B. độ hụt khối càng lớn. C. năng lượng liên kết riêng càng lớn. D. năng lượng liên kết riêng càng nhỏ. 37. Ban đầu có 128 g Plutôni, sau 432 năm chỉ còn 4 g. Chu kỳ bán rã của Plutôni là A. 68,4 năm. B. 86,4 năm. C. 108 năm. D. một giá trị khác. 38. Xét một tập hợp xác định gồm các nuclôn đứng yên và chưa liên kết. Khi lực hạt nhân liên kết chúng lại để tạo thành một hạt nhân thì ta có kết quả như sau: A. Khối lượng hạt nhân bằng tổng khối lượng của các nuclôn ban đầu. B. Khối lượng hạt nhân lớn hơn tổng khối lượng của các nuclôn ban đầu. C. Năng lượng nghỉ của hạt nhân tạo thành nhỏ hơn năng lượng nghỉ của hệ các nuclôn ban đầu. D. Năng lượng nghỉ của hạt nhân tạo thành bằng năng lượng nghỉ của hệ các nuclôn ban đầu. 39. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng phân hạch? A. Tạo ra hai hạt nhân có số khối trung bình. B. Xảy ra do sự hấp thụ nơtron chậm. C. Chỉ xảy ra với hạt nhân nguyên tử urani 235. D. Là phản ứng tỏa năng lượng. 40. Tia phóng xạ γ có cùng bản chất với A. tia Rơnghen. B. tia hồng ngoại, tia tử ngoại. C. các tia đơn sắc có màu từ đỏ đến tím. D. tất cả các tia nêu trong A, B, C. 41. Phản ứng hạt nhân tuân theo các định luật A. bảo toàn điện tích và bảo toàn khối lượng. B. bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích. C. bảo toàn năng lượng và bảo toàn khối lượng. D. bảo toàn động năng và bảo toàn điện tích. 42. Chất phóng xạ Pôlôni 210 84 Po có chu kỳ bán rã 138 ngày đêm. Thời gian để số hạt nhân Pôlôni còn lại bằng 1/32 số hạt nhân ban đầu là A. 276 ngày đêm. B. 414 ngày đêm. C. 552 ngày đêm. D. 690 ngày đêm. 43. Cho phản ứng hạt nhân sau: 1 23 20 1 11 10 H Na X Ne+ → + . Biết m p = 1,007276 u ; m Na = 22,983734 u ; m Ne = 19,986959 u ; m 4,001506 u α = ; 2 1 u 931MeV /c= . Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng A. 2,378 MeV. B. 3,021 MeV. C. 1,980 MeV. D. 2,982 MeV. 44. Một lượng chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là T, ban đầu có khối lượng là m o . Sau thời gian t = 2 T A. đã có 25 % khối lượng ban đầu bị phân rã. B. đã có 75 % khối lượng ban chầu bị phân rã. C. còn lại 12,5 % khối lượng ban đầu. D. đã có 50 % khối lượng ban đầu bị phân rã. 45. Chất phóng xạ 210 84 Po phát ra tia α và biến đổi thành 206 82 Pb . Biết khối lượng các hạt là Pb Po m 205,9744 u ; m 209,9828 u ; m 4,0026 u α = = = . Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân Po phân rã là A. 4,8 MeV. B. 5,4 MeV. C. 5,9 MeV. D. 6,2 MeV. 46. Một vật đứng yên có khối lượng o m . Theo lý thuyết Anh-xtanh, khi vật chuyển động với tốc độ v thì khối lượng của nó có giá trị A. vẫn bằng o m . B. nhỏ hơn o m . C. lớn hơn o m . D. nhỏ hơn hoặc lớn hơn, tùy thuộc vào vận tốc của vật. 47. Người ta dùng prôtôn bắn vào hạt nhân đứng yên 7 3 Li và thu được hai hạt giống nhau, đó là hạt A. hêli. B. triti. C. đơteri. D. prôtôn. 48. Một chất phóng xạ X lúc đầu nguyên chất, có chu kỳ bán rã T và biến đổi thành chất Y. Sau một thời gian bao nhiêu thì số nguyên tử chất Y bằng ba lần số nguyên tử chất X? A. 0,59T. B. 0,5T. C. 1T. D. 2T. 49. Cho phản ứng hạt nhân 3 2 1 1 H H n 17,6 MeV+ → α + + . Biết 23 A N 6,02.10 / mol= . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí heli từ phản ứng trên là A. 3 423,808.10 J . B. 3 503,272.10 J . C. 9 423,808.10 J . D. 9 503,272.10 J . 50. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về hệ Mặt Trời? A. Trái Đất ở xa Mặt Trời hơn Hỏa tinh (sao Hỏa). B. Hằng số Mặt Trời không thay đổi theo thời gian. C. Các hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời theo các quỹ đạo gần như nằm trong cùng một mặt phẳng. D. Khối lượng của Hệ Mặt Trời hầu như tập trung ở Mặt Trời. 51. Trong hệ Mặt Trời, thiên thể nào sau đây không phải là hành tinh? A. Mặt Trăng. B. Trái Đất. C. Sao Hỏa. D. Sao Thủy. 52. Trong 8 hành tinh của hệ Mặt Trời, hành tinh xa Mặt Trời nhất là A. Mộc tinh. B. Thổ tinh. C. Hải Vương tinh. D. Thiên vương tinh. 53. Hạt nhân 14 6 C phóng xạ − β . Hạt nhân con sinh ra có A. 5 prôtôn và 6 nơtron. B. 7 prôtôn và 7 nơtron. C. 7 prôtôn và 6 nơtron. D. 6 prôtôn và 7 nơtron. 54. Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi hạt nhân của chúng có A. cùng số nuclôn. B. cùng số nơtron. C. cùng khối lượng. D. cùng số prôtôn. 55. Chất phóng xạ iốt 131 53 I có chu kỳ bán rã 8 ngày. Lúc đầu có 200g chất này. Sau 24 ngày, số gam iốt phóng xạ đã bị biến thành chất khác là A. 175g. B. 150g. C. 50g. D. 25g. 56. Cho phản ứng hạt nhân: 27 13 Al X nα + → + . Hạt nhân X là A. 20 10 Ne . B. 23 11 Na . C. 30 15 P . D. 24 12 Mg . 57. Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là T. Ban đầu có 80 mg chất phóng xạ này. Sau khoảng thời gian t 2T= , lượng chất này còn lại là A. 60 mg. B. 10 mg. C. 40 mg. D. 20 mg. 58. Cho các tia phóng xạ , , , + − α β β γ đi vào một điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức. Tia không bị lệch hướng trong điện trường là A. tia − β B. tia γ . C. tia α . D. tia + β . 59. Cho phản ứng hạt nhân 27 30 13 15 Al P Xα + → + thì hạt X là A. prôtôn. B. pôzitron. C. êlectron. D. nơtron. 60. Khi nói về phản ứng hạt nhân, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn. B. Tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn. C. Tất cả các phản ứng hạt nhân đều thu năng lượng. D. Năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn. 61. Hạt pôzitron ( 0 1 e + ) là A. hạt 1 1 H . B. hạt 1 0 n . C. hạt + β . D. hạt − β . 62. Ban đầu có một lượng chất phóng xạ X nguyên chất, có chu kì bán rã là T. Sau thời gian t 2T = kể từ thời điểm ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác và số hạt nhân chất phóng xạ X còn lại là A. 4. B. 1 3 . C. 4 3 . D. 3. 63. Khi nói về tia α , phát biểu nào dưới đây là đúng? A. Tia α là dòng các hạt trung hòa về điện. B. Tia α có khả năng ion hóa không khí. C. Tia α là dòng các hạt prôtôn. D. Trong chân không, tia α có vận tốc bằng 8 3.10 m / s . 64. Hạt nhân chì 206 82 Pb có A. 124 prôtôn. B. 206 prôtôn. C. 82 nơtron. D. 206 nuclôn. 65. Cho phản ứng hạt nhân 2 3 4 1 1 2 H H He X+ → + . Hạt X là A. êlectron. B. nơtron. C. pôzitron. D. prôtôn. 66. Gọi 0 N là số hạt nhân của một chất phóng xạ ở thời điểm t = 0 và λ là hằng số phóng xạ của nó. Theo định luật phóng xạ, công thức tính số hạt nhân chưa phân rã của chất phóng xạ ở thời điểm t là A. t 0 N N e −λ = . B. ( ) t 0 N N ln 2e −λ = . C. t 0 1 N N e 2 −λ = . D. t 0 N N e λ = . 67. Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 8 ngày đêm. Lúc đầu có 200 g chất phóng xạ này, sau 8 ngày đêm còn lại bao nhiêu gam chất phóng xạ đó chưa phân rã? A. 50 g. B. 75 g. C. 100 g. D. 25 g. [...]... không xảy ra C Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra D Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ 130 Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì A năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau B hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X C năng lượng liên kết của hạt nhân. .. liên kết riêng càng lớn B năng lượng liên kết càng lớn C số nuclôn càng lớn D số nuclôn càng nhỏ 3 97 Hạt nhân triti ( 1T ) có A 3 nơtron và 1 prôtôn B 3 nuclôn, trong đó có 1 nơtron C 3 nuclôn, trong đó có 1 prôtôn D 3 prôtôn và 1 nơtron 98 Pôzitron là phản hạt của A prôtôn B nơtron C nơtrinô D êlectron 99 Biết tốc độ ánh sáng trong chân không là c và khối lượng nghỉ của một hạt là m Theo thuyết tương... thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự tỏa nhiệt C phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn D kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn trong điều kiện nhiệt độ rất cao 119 Phát biểu nào là sai? A Các đồng vị phóng xạ đều không bền B Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn C Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng có số... phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng D Phản ứng phân hạch là loại phản ứng hạt nhân thu năng lượng, còn phản ứng nhiệt hạch là loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng 4 14 1 A 86 Cho phản ứng hạt nhân 2 He + 7 N → 1 H + Z X Nguyên tử số Z và số khối A của hạt nhân X lần lượt là A 8 và 15 B 8 và 17 C 6 và 17 D 6 và 15 210 87 Trong hạt nhân nguyên tử 84 Po có A 84 prôtôn và 126 nơtron B 126 prôtôn và 84 nơtron... tích dương 24 78 Hạt nhân 11 Na có A 11 prôtôn và 24 nơtron B 13 prôtôn và 11 nơtron C 24 prôtôn và 11 nơtron D 11 prôtôn và 13 nơtron 79 Giả sử ban đầu có Z prôtôn và N nơtron đứng yên, chưa liên kết với nhau, khối lượng tổng cộng là m 0 , khi chúng kết hợp lại với nhau thì tạo thành một hạt nhân có khối lượng m Gọi c là vận tốc ánh sáng trong chân không Năng lượng liên kết của hạt nhân này được xác... A Trong phóng xạ α, hạt nhân con có số nơtron nhỏ hơn số nơtron của hạt nhân mẹ B Trong phóng xạ β− , hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số prôtôn khác nhau C Trong phóng xạ β, có sự bảo toàn điện tích nên số prôtôn được bảo toàn D Trong phóng xạ β+ , hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số nơtron khác nhau 112 Gọi τ là khoảng thời gian để số hạt nhân của một đồng vị phóng... lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tố X, có chu kỳ bán rã là T sau thời gian t = 3 T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác và số hạt nhân còn lại của chất phóng xạ X bằng 1 1 A 8 B 7 C D 7 8 10 −19 76 Độ lớn điện tích nguyên tố là e = 1, 6.10 C , điện tích của hạt nhân 5 B là A 5e B 10e C – 10e D – 5e 77 Nơtron là hạt sơ cấp A không mang điện B mang... xạ Giả sử sau 4 giờ, tính từ lúc ban đầu, có 75% số hạt nhân N 0 bị phân rã Chu kỳ bán rã của chất đó là A 3 giờ B 8 giờ C 2 giờ D 4 giờ 91 Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có A cùng số prôtôn nhưng khác số nơtron B cùng số nuclôn nhưng khác số nơtron C cùng số nuclôn nhưng khác số prôtôn D cùng số nơtron nhưng khác số prôtôn 92 Thiên thể không phải là hành tinh trong hệ Mặt Trời là A Mộc tinh... nhân X C năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y D hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y 131 Hạt nào sau đây không phải là hạt sơ cấp? A prôtôn (p) B anpha ( α ) C pôzitron ( e + ) D êlectron 3 2 4 132 Cho phản ứng hạt nhân: 1T + 1 D → 2 He + X Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV / c... prôtôn C tính cho một nuclôn D của một cặp prôtôn – nơtron 117 Giả sử sau 3 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ còn lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu Chu kỳ bán rã của đồng vị đó bằng A 0,5 giờ B 1 giờ C 1,5 giờ D 2 giờ 118 Phản ứng nhiệt hạch là sự A kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ rất cao B phân chia một hạt nhân . cương ôn tập Vật lý lớp 12 năm học 2010-2011 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ  I/. Tính chất và cấu tạo hạt nhân nguyên tử 1. Cấu tạo hạt nhân a) Cấu tạo hạt nhân * Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ. nuclôn trong hạt nhân nguyên tử 23 11 Na gồm A. 11 prôtôn. B. 11 prôtôn và 12 nơtron. C. 12 nơtron. D. 12 prôtôn và 11 nơtron. 4. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân nguyên tử? A. Hạt. tinh. 53. Hạt nhân 14 6 C phóng xạ − β . Hạt nhân con sinh ra có A. 5 prôtôn và 6 nơtron. B. 7 prôtôn và 7 nơtron. C. 7 prôtôn và 6 nơtron. D. 6 prôtôn và 7 nơtron. 54. Các nguyên tử được gọi