Luyện tập về phản ứng hạt nhân - Tài liệu Vật lý 12

Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831 DNG 1. BO TOÀN NNG LNG TRONG S PHÓNG X Ví d 1: ng v phóng x pôlôni 210 84 Po là cht phóng x  to thành ht nhân X. Bit khi lng các ht m Po = 209,9828u; m  = 4,0015u; m X = 205,9744u; 1u = 931 MeV/c 2 . Gi s ban đu ht Poloni đng yên, đng nng ca ht  là bao nhiêu? ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : 6,3 MeV. Ví d 2: Ht nhân phóng x 234 92 U đng yên phát ra ht theo phng trình 4 234 A 2 92 Z U He X . Nng lng ta ra ca phn ng này là 14,15 MeV. Xem khi lng ht nhân gn đúng bng s khi tính theo đn v u. ng nng ca ht  là bao nhiêu? ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : 13,91 MeV. Ví d 3: 226 88 Ra là cht phóng x , vi chu kì bán rã T = 1570 nm. Phóng x trên ta ra nhit lng 5,96 MeV. Gi s ban đu ht nhân Radi đng yên. Tính đng nng ca ht và ht nhân con sau phn ng. Cho khi lng ht  và ht nhân con tính theo đn v u bng s khi ca chúng. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : K  = 5,855 MeV ; K X = 0,1055 MeV. Ví d 4: Cho phn ng ht nhân 230 90 Th 226 88 Ra + 4 2 He + 4,91 MeV. Tính đng nng ca ht nhân Ra. Bit ht nhân Th đng yên. Ly khi lng gn đúng ca các ht nhân tính bng đn v u có giá tr bng s khi ca chúng. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : K Ra = 0,0853 MeV. Ví d 5: Ht nhân 226 88 Ra đng yên phân rã thành ht  và ht nhân X (không kèm theo tia ). Bit nng lng mà phn ng ta ra là 3,6 MeV và khi lng ca các ht gn bng s khi ca chúng tính ra đn v u. Tính đng nng ca ht  và ht nhân X. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : K  = 3,536 MeV ; K X = 0,064 MeV. Ví d 6: Ht nhân 226 88 Ra đng yên phóng x  và bin đi thành ht nhân X, bit đng nngca ht  là K  = 4,8 MeV. Ly khi lng ht nhân tính bng u bng s khi ca chúng, nng lng ta ra trong phn ng trên bng ………………………………………………………………………………………………………………………………………… LUYN TP V PHN NG HT NHÂN (TÀI LIU BÀI ẢINẢ) Thy: ng Vit ảùng ây đ thi đi kèm vi Bài ging luyn tp v phn ng ht nhân thuc khóa hc Vt lí 12 ti website Hocmai.vn.  có th nm vng ni dung kin thc Bài ging luyn tp v phn ng ht nhân, Bn cn kt hp xem tài liu bài ging cùng vi bài ging này. Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : 4,886 MeV. Ví d 7: Ht nhân 238 U đng yên phân rã  và bin thành ht nhân Thori. ng nng ca ht  bay ra chim bao nhiêu % nng lng phân rã? (Ly khi lng các ht nhân theo đn v u bng s khi) ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : 98,3% Ví d 8: Ht nhân 210 Po đng yên phân rã  và bin thành ht nhân chì (Pb). Tính vn tc ca ht anpha bit rng mi ht nhân Po khi phân rã ta nng lng 2,6 MeV. Ly khi lng các ht bng s khi. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : v = 1,545.10 6 m/s. Ví d 9: (Trích đ thi Tuyn sinh i hc 2011) Mt ht nhân X đng yên, phóng x  và bin thành ht nhân Y. Gi m 1 và m 2 , v 1 và v 2 , K 1 và K 2 tng ng là khi lng, tc đ, đng nng ca ht  và ht nhân Y. H thc nào sau đây là đúng ? A. 1 1 1 2 2 2 v m K v m K B. 2 2 2 1 1 1 v m K v m K C. 1 2 1 2 1 2 v m K v m K D. 1 2 2 2 1 1 v m K v m K ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 10: Ht nhân phóng x Pôlôni 210 84 Po đng yên phát ra tia  và sinh ra ht nhân con X. Gi K là đng nng, v là vn tc, m là khi lng ca các ht. Biu thc nào là đúng? A. x XX Km v K v m B. xx X K vm K v m C. X X X K v m K v m D. x XX Kv m K v m ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… DNG 2. BÀI TOÁN NG NNG, VN TC TRONG PHN NG HT NHÂN Ví d 1: Cho phn ng ht nhân: 9 1 6 4 1 3 Be H X Li a) Bit m Be = 9,01219u; m P = 1,00783u; m Li = 6,01513u; m X = 4,00260u. ây là phn ng to nng lng hay thu nng lng? Ti sao? b) Tính nng lng to ra hay thu vào ca phn ng. Cho 1u = 931,5 MeV/c 2 . c) Cho bit proton có đng nng 5,45 MeV bn phá ht nhân Be đng yên, ht nhân Li bay ra vi đng nng 3,55 MeV. Tìm đng nng ca ht X bay ra. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 2: Bn ht nhân  có đng nng 18 MeV vào ht nhân 14 7 N đng yên ta có phn ng 17 14 8 7 N O p . Bit các ht nhân sinh ra cùng vn tc. Cho m  = 4,0015u; m P = 1,0072u; m N = 13,9992u; m O = 16,9947u; 1u = 931 MeV/c 2 . ng nng ca ht prôtôn sinh ra có giá tr là bao nhiêu? ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : K  = 3,26 MeV và K O = 13,66 MeV Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831 Ví d 3: Dùng 1 prôton có đng nng Kp = 5,58 MeV bn phá ht nhân 11 Na đng yên sinh ra ht và X. Coi phn ng không kèm theo bc x . Phn ng trên thu hay ta nng lng. Tính nng lng đó. Bit đng nng ca ht  là K = 6,6 MeV. Tính đng nng ca ht nhân X. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 4: Bn ht có đng nng 4 MeV vào ht nhân 14 N đng yên thì thu đc mt ht prôton và mt ht nhân X. a) Vit PTPU, nêu cu to ca ht nhân X và tính xem phn ng đó ta ra hay thu vào bao nhiêu nng lng. b) Gi s hai ht sinh ra có cùng tc đ, tính đng nng và tc đ ca prôton. Cho bit m = 4,0015u; m X = 16,9947u; m N = 13,9992u; m p = 1,0073u; 1u = 931 MeV/c 2 ; c = 3.10 8 m/s. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 5: Ht  có đng nng K  = 7,7 MeV đn đp vào ht nhân 14 7 N gay nên phn ng 14 1 71 N p X a) Xác đnh s proton và s ntron ca X. b) Phn ng này to ra hay thu bao nhiêu nng lng. c) Bit vn tc ca proton bn ra có phng vuông góc vi vn tc ht . Tính đng nng và vn tc ca ht nhân X. Cho m  = 4,0015u; m X = 16,9947u; m N = 13,9992u; m P = 1,0073u; 1u = 931 MeV/c 2 ; 1eV = 1,6.10 –19 J. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 6: Cho các ht  có đng nng K  = 4 MeV va chm vi các ht nhân 27 13 Al . Sau phn ng có 2 loi ht đc sinh ra là ht nhân X và ntron. Ht ntron sinh ra có phng vuông góc vi phng chuyn đng ca các ht nhân . a) Vit phng trình phn ng ht nhân nói trên. Phn ng này là to hay thu nng lng? Tính lng nng lng đó. b) Tính đng nng ca ht nhân X và đng nng ca ntron sinh ra sau phn ng. Cho bit khi lng các ht nhân m  = 4,0015u; m X = 29,970u; m Al = 26,794u; m n = 1,0087u; 1u = 931,5 MeV/c 2 . ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 7: (Trích  thi i hc 2010) Dùng mt prôtôn có đng nng 5,45 MeV bn vào ht nhân 9 4 Be đang đng yên. Phn ng to ra ht nhân X và ht . Ht  bay ra theo phng vuông góc vi phng ti ca prôtôn và có đng nng 4 MeV. Khi tính đng nng ca các ht, ly khi lng các ht tính theo đn v khi lng nguyên t bng s khi ca chúng. Nng lng ta ra trong phn ng này bng ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s: 2,125 MeV. Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831 Ví d 8: (Trích  thi i hc 2010) Bn mt prôtôn vào ht nhân 7 3 Li đng yên. Phn ng to ra hai ht nhân X ging nhau bay ra vi cùng tc đ và theo các phng hp vi phng ti ca prôtôn các góc bng nhau là 60 0 . Ly khi lng ca mi ht nhân tính theo đn v u bng s khi ca nó. T s gia tc đ ca prôtôn và tc đ ca ht nhân X là bao nhiêu? ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s: p X v 4. v Ví d 9: Ngi ta dùng proton bn phá ht nhân 9 4 Be đng yên. Phn ng cho ta ht  và ht nhân X. a) Bit đng nng ca proton là K p = 5,45 MeV, ca ht  là 4 MeV, vn tc ca proton và vn tc ca  vuông góc vi nhau. Tính vn tc và đng nng ca ht nhân X. b) Tính nng lng to ra ca phn ng. (coi khi lng ca mt ht nhân (đo bng đn v u) xp x bng s khi A ca nó và 1u = 1,66.10 –27 kg = 931,5 MeV/c 2 ) ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 10: Ngi ta dùng ht  bn phá ht nhân 9 4 Be đng yên. Phn ng cho ta ht n và ht nhân X. a) Phn ng trên là to nng lng hay thu nng lng? Tính nng lng đó? b) Tính đng nng ca các ht sinh ra theo đng nng ca ht . Bit rng các ht sinh ra có cùng vn tc. c) Tính đng nng ca ht  bit rng vn tc ht  và ht ntron vuông góc vi nhau. Ly khi lng các ht nhân bng s khi (tính theo đn v u), và 1u = 931,5 MeV/c 2 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 11: Dùng ht proton bn phá ht nhân 23 11 Na to ra ht nhân  và ht nhân X. a) Tính nng lng to ra hay thu vào ca phn ng? b) Nu ht proton có đng nng là K p = 3,5 MeV và ht nhân 23 11 Na đng yên thì vn tc ca ht  và ht nhân X có cùng đ ln. Hãy xác đnh đng nng ca ht X. Cho bit m Na = 22,98373u; m P = 1,007276u; m  = 4,00156u; m X = 19,98695u; 1u = 931,5 MeV/c 2 . ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 12: Mt proton có đng nng K p = 1,46 MeV bn vào ht nhân 7 3 Li đang đng yên. Hai ht X sinh ra ging nhau và có cùng đng nng. a) Phn ng thu hay to nng lng? Nng lng này bng bao nhiêu và có ph thuc vào K P hay không? b) Gi s phn ng ht nhân trên tip din mt thi gian và lng khí to ra là 10 cm 3  điu kin tiêu chun. Tính nng lng đã to ra hay thu vào theo đn v kJ. c) Tính đng nng ca mi ht X sinh ra. ng nng này có ph thuc vào K p hay không? Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831 d) Tính góc hp bi các vect vn tc ca 2 ht X sau phn ng. Cho bit: m Li = 7,0142u; m P = 1,0073u; m X = 4,0015u; 1u = 931,5MeV; N A = 6,023.10 23 ; e = 1,6.10 –16 C. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… /s : K X = 9,3464 MeV; góc 168,5 0 Ví d 13: Dùng ht proton có đng nng K p = 5,58 MeV bn phá ht nhân 23 11 Na to ra ht nhân  và ht nhân X không kèm bc x gamma . a) Tính nng lng to ra hay thu vào ca phn ng. b) Bit đng nng ca ht  là K  = 6,6 MeV. Xác đnh đng nng ca ht X. c) Tính góc hp bi phng chuyn đng ca ht  và ht proton. Cho bit m Na = 22,9850u; m P = 1,0073u; m  = 4,0015u; m X = 19,9869u; 1u = 931,5 MeV/c 2 . ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ví d 14: Mt proton có đng nng K p = 1 MeV bn phá ht nhân 7 3 Li đang đng yên thì sinh ra phn ng to thành hai ht X có bn cht ging nhau và không kèm theo bc x . a) Vit phng trình phn ng và cho bit phn ng này to hay thu bao nhiêu nng lng? b) Tính đng nng ca mi ht X to ra. c) Tính góc gia phng chuyn đng ca hai ht X, bit rng chúng bay ra đi xng vi nhau qua phng ti ca proton. Cho bit m Li = 7,0144u; m P = 1,0073u; m X = 4,0015u; 1u = 931 MeV/c 2 , cos85,27 0 = 0,0824. ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên : ng Vit Hùng Ngun : Hocmai.vn . d 4: Cho phn ng ht nhân 230 90 Th 226 88 Ra + 4 2 He + 4,91 MeV. Tính đng nng ca ht nhân Ra. Bit ht nhân Th đng yên. Ly khi lng gn đúng ca các ht nhân tính bng đn v u. LUYN TP V PHN NG HT NHÂN (TÀI LIU BÀI ẢINẢ) Thy: ng Vit ảùng ây đ thi đi kèm vi Bài ging luyn tp v phn ng ht nhân thuc khóa hc Vt lí 12 ti website Hocmai.vn. . proton bn phá ht nhân 23 11 Na to ra ht nhân  và ht nhân X. a) Tính nng lng to ra hay thu vào ca phn ng? b) Nu ht proton có đng nng là K p = 3,5 MeV và ht nhân 23 11 Na đng