37 câu hạt NHÂN NGUYÊN tử từ đề các TRƯỜNG THPT CHUYÊN image marked image marked

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Câu 1(THPT CHUYÊN KHTN HÀ NỘI LẦN 2018): Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T thời điểm ban đầu có 48N0 hạt nhân Hỏi sau khoảng thời gian 3T, số hạt nhân lại ? A 4N0 B 6N0 C 8N0 D 16N0 Đáp án B + Số hạt nhân lại sau khoảng thời gian t = 3T : N t = 48N − t T = 6N Câu 2(THPT CHUYÊN KHTN HÀ NỘI LẦN 2018): Cho lượng liên kết riêng α 7,10 MeV, urani U234 7,63 MeV, thôri Th230 7,70 MeV Năng lượng tỏa hạt nhân U234 phóng xạ α tạo thành Th230 A 12 MeV B 13 MeV C 14 MeV D 15 MeV Đáp án C + Năng lượng tỏa E = ATh Th + A  − A U  U = 14 MeV Câu 3(THPT CHUYÊN KHTN HÀ NỘI LẦN 2018): Đồng vị Na24 phóng xạ β- với chu kỳ bán rã T, tạo thành hạt nhân Mg24 Tại thời điểm ban đầu khảo sát tỷ số khối lượng Mg24 Na24 0,25 Sau thời gian 3T tỷ số A B C D Đáp án D − t0 t −  N Mg  1− T T = = 0, 25 → = 0,8 + Theo giả thuyết tốn, thời khảo sát t , ta có:   t − N  Na  t T → Tỉ số sau khoảng thời gian t = 3T : (Dethithpt.com) − t + 3T  N Mg  1− T =   t + 3T −  N Na  t =3T T − = t0 1− T − t0 T2 − − 3T T 3T T = − 0,8.2 −3 = 0,8.2−3 Câu 4(THPT CHUYÊN KHTN HÀ NỘI LẦN 2018): Tính chu kỳ bán rã chất phóng xạ, cho biết thời điểm t1, tỷ số hạt mẹ hạt : Tại thời điểm t2 sau 414 ngày, tỷ số : 63 A 69 ngày B 138 ngày C 207 ngày D 552 ngày Đáp án B t −  T N  = = t  − tT1  N − T  2 = 0,125 1− →  t + 414 → T = 138 ngày + Ta có:  t1 + 414 − −  N  T T = 0, 015627 2  = = t1 + 414 − 63  N  1− T Câu 5(THPT CHUYÊN KHTN HÀ NỘI LẦN 2018): Chu kỳ bán rã hai chất phóng xạ A B TA TB = 2TA Ban đầu hai khối chất A B có số hạt nhân Sau thời gian t = 4TA tỉ số số hạt nhân A B phóng xạ A 1/4 B C 4/5 D 5/4 Đáp án D − + Ta có 4TA TA N A − = = 4TA − N B − 2TA Câu 6(THPT CHUYÊN HÀ TĨNH LẦN 2018): Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn A heli B sắt C urani D cacbon Câu 7(THPT CHUYÊN HÀ TĨNH LẦN 2018): Hạt nhân mẹ X phóng xạ tạo thành hạt nhân Y N Sự phụ thuộc số hạt nhân X Y theo thời gian cho đồ thị Tỷ số hạt nhân Y thời NX điểm t0 gần giá trị sau ? A 9,3 B 7,5 C 8,4 D 6,8 Câu 8(THPT CHUYÊN HÀ TĨNH LẦN 2018): Cho phản ứng hạt nhân nhân 12 H +13 H →42 He +10 n Đây A phản ứng phân hạch B phản ứng thu lượng C phản ứng nhiệt hạch D tượng phóng xạ hạt nhân Đáp án C + Phản ứng 21 H + 31 H → 42 He + 01 n phản ứng nhiệt hạch Câu 9(THPT CHUYÊN HÀ TĨNH LẦN 2018): Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, khối lượng hạt chuyển động với tốc độ 0,6c (c tốc độ ánh sáng chân không) A 0,36m0 B 0,25m0 C 1,75m0 D 1,25m0 Đáp án D + Khối lượng hạt theo thuyết tương đối m = m0 v 1−   c = m0  0, 6c  1−    c  = 1, 25m Câu 10(THPT CHUYÊN HÀ TĨNH LẦN 2018): Cho hạt prơtơn có động 1,8 MeV bắn vào hạt nhân 3Li7 đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc không sinh tia γ Cho biết mP = 1,0073 u; mα = 4,0015 u; mLi = 7,0144 u Cho chùm hạt α bay vào từ trường có cảm ứng từ 0,4 T theo phương vng góc với từ trường Lấy uc2 = 931,5 MeV, c = 3.108 m/s, độ lớn điện tích nguyên tố e = 1,6.10-19 C Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt α từ trường A 1,39.10-12 N B 2,76.10-12 N C 5,51.10-12 N D 5,51.10-10 N Đáp án B + Phương trình phản ứng 11 p + 73 L → 224 → Năng lượng tồn phần q trình phản ứng hạt nhân xảy bảo toàn: Dp + mpc2 + mLi c2 = 2D + 2m c2 → D = Dp + ( mp + m Li − 2m ) c2 = 1,8 + (1, 0073 + 7, 0144 − 2.4, 0015 ) 931,5 = 9,61MeV  1,54.10−12 J → Tốc độ hạt  sau phản ứng v = 2D 2.1,54.10−12 =  2,15.107 m/s −27 m 4, 0015.1, 67.10 → Lực lorenxo tác dụng lên hạt  chuyển động từ trường f = qvB = 2.1,6.10−19 2,15.107.0, = 2,752.10−12 N (lưu ý hạt  có Z = ) Câu 11(THPT CHUYÊN HÀ TĨNH LẦN 2018): Hạt nhân mẹ X phóng xạ tạo thành hạt nhân N Y Sự phụ thuộc số hạt nhân X Y theo thời gian cho đồ thị Tỷ số hạt nhân Y NX thời điểm t0 gần giá trị sau ? A 9,3 B 7,5 C 8,4 D 6,8 Đáp án B + Phương trình phản ứng 11 p + 73 L → 224 → Năng lượng tồn phần q trình phản ứng hạt nhân xảy bảo toàn: Dp + mpc2 + mLi c2 = 2D + 2m c2 → D = Dp + ( mp + m Li − 2m ) c2 = 1,8 + (1, 0073 + 7, 0144 − 2.4, 0015 ) 931,5 = 9,61MeV  1,54.10−12 J → Tốc độ hạt  sau phản ứng v = 2D 2.1,54.10−12 =  2,15.107 m/s m 4, 0015.1, 67.10−27 → Lực lorenxo tác dụng lên hạt  chuyển động từ trường f = qvB = 2.1,6.10−19 2,15.107.0, = 2,752.10−12 N (lưu ý hạt  có Z = ) Câu 12(THPT CHUYÊN SƠN LA LẦN 2018): So với hạt nhân 40 18 Ar , hạt nhân A 30 nơtrôn 22 prôtôn B 16 nơtrôn 14 prôtôn C 16 nơtrôn 22 prôtôn D 30 nơtrôn 14 prơtơn Đáp án B 10 Be có Phương pháp: Tính số Proton , số notron Cách giải: Hạt nhân 40 18 Ar có 18 p 40 - 18 = 22 n Hạt nhân 10 Be có p 10 - = n Vậy hạt 10 Be có 14 p 16n Câu 13(THPT CHUYÊN SƠN LA LẦN 2018): Điện tích phơtơn bằng: A +2e B +e C D –e Đáp án B Câu 14(THPT CHUYÊN SƠN LA LẦN 2018): Tàu ngầm hạt nhân sử dụng lượng phân hạch U235 Biết phản ứng phân hạch tỏa lượng 200 MeV Hiệu suất lò phản ứng 25% Nếu cơng suất lò 400 MW khối lượng U235 cần dùng ngày xấp xỉ A 1,75 kg B 2,59 kg C 2,67 kg D 1,69 kg Đáp án D Phương pháp: sử dụng cơng thức tính cơng suất hiệu suất lò phản ứng Cách giải: Cơng suất lò 400MW, ngày nhiệt lượng mà lò tỏa là: Q = P.t Gọi khối lượng Urani cần dùng m kg lượng m kg Urani tham gia phản ứng tỏa m là: Qt = N A 200MeV A Hiệu suất lò 25% Ta có: H= Qi P.t 100% = 100% = 25% m Qt −19 N A 200.10 1, 6.10 A m= Qt P.t A = A −19 H N A 200.10 1,6.10 H N A 200.106.1,6.10−19 400.106.24.60.60 m= 232 = 1693g  1,69kg 25%.6,023.1023.200.106.1,6.10−19 Câu 15(THPT CHUYÊN SƠN LA LẦN 2018): Hạt prôtôn có động 5,48 MeV bắn vào hạt nhân 94 Be đứng yên gây phản ứng hạt nhân, sau phản ứng thu hạt nhân 36 Li hạt X Biết hạt X bay với động MeV theo hướng vng góc với hướng chuyển động hạt prôtôn tới ( lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối) Vận tốc hạt nhân Li là: A 10,7.106 m/s B 8,24.106 m/s C 0,824.106 m/s D 1,07.106 m/s Đáp án A Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn động lượng Cách giải: Ta biểu diễn vecto động lượng hình vẽ: Động lượng xác định bằng: p = 2.m.Wd Phương trình phản ứng hạt nhân là: 11 p +94 Be →42 He +36 Li Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ hai hạt p Be Ta có: p + pLi = p Gọi góc vec to động lượng Li vecto tổng động lượng α Ta có tan  = p = p 2.4u.4 2.u.5.48  WLi = 3, 65MeV =   = 600  cos  = 1 mLi v = 6.u.v  v = 2 p = pLi 2.u.5, 48 2.6.u.WLi = cos 600 = 3, 65.2 c = 10, 08.106 m / s 6.931,5 Câu 16(THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ LẦN 2018): Năng lượng nghỉ gam nguyên tử Côban 60 27 Co bằng: A 9.1016 J B 9.1013 J C 3.105 J D 3.108 J Đáp án B Áp dụng công thức E = m.c = 1.10−3.(3.108 )2 = 9.1013 J Câu 17(THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ LẦN 2018): Hạt nhân nguyên tử cấu tạo A prôtôn, nơtron B nơtron êlectron C prôtôn, nơtron êlectron D prôtôn êlectron Đáp án A Câu 18(THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ LẦN 2018): Người ta dùng hạt prơtơn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân 37 Li đứng yên, sau phản ứng thu hai hạt giống có động Giả sử phản ứng khơng kèm theo xạ φ Biết lượng tỏa phản ứng 17,4 MeV Động hạt sinh A 9,5 MeV B 0,8 MeV C 7,9 MeV D 8,7 MeV Đáp án A Phương trình phản ứng là: 11 p +37 Li →24 He + 24 He Gọi ∆E lượng tỏa phản ứng, ta có: Δ E = (mt − ms ).c2 = Kt − Ks = ( K p + K Li ) − (2.KHe )  −17, = 1, − 2.K He  K He = (17, + 1,6) : = 9,5MeV Câu 19(THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ LẦN 2018): Chu kỳ bán rã chất phóng xạ A B T1 T2 Biết T1 = T2 Ban đầu, hai khối chất A B có số lượng hạt nhân Sau thời gian t = 2T1 tỉ số hạt nhân A B lại A 1/3 B C 1/2 D Đáp án C Gọi NA NBlà số hạt nhân lại sau thời gian phân rã t ta có: −t T1 −2T1 T1 −t T2 −2T1 2T1 N A = N0 = N0 N B = N0 = N0 = = N0 = N0 NA = NB Câu 20(THPT CHUYÊN VÕ NGUYÊN GIÁP LẦN 2018): Số nơtron hạt nhân A 14 B 20 C Đáp án C D 14 C Công thức hạt nhân 14 C tức có proton 14-6 = nơ tron Câu 21(THPT CHUYÊN VÕ NGUYÊN GIÁP LẦN 2018): Hạt nhân 42 He có khối lượng nghỉ 4,0015u Biết khối lượng nghỉ nơtron 1,008665ucủa protôn 1,00276u Năng lượng liên kết riêng 42 He A 7,075 MeV/ nuclon B 28,30 MeV/nuclon C 4,717MeV/nuclon D 14,150MeV/nuclon Đáp án A 0 = hc 6, 625.10−34.3.108 = = 0, 2 m A 6, 21.1, 6.10−19 Câu 22(THPT CHUYÊN VÕ NGUYÊN GIÁP LẦN 2018): Chu kì bán rã chất phóng xạ A Khoảng thời gian để lượng chất phóng xạ ban đầu biến thành chất khác B Khoảng thời gian để kg chất phóng xạ biến thành chất khác C Khoảng thời gian để 1mol chất phóng xạ biến thành chất khác D Khoảng thời gian để nửa lượng chất phóng xạ ban đầu biên s thành chất khác Đáp án D Câu 23(THPT CHUYÊN VÕ NGUYÊN GIÁP LẦN 2018): Hạt nhân 30 15 P phóng xạ β+ Hạt nhân sinh từ hạt nhân có : A 16 protôn 14 nơtrôn B 14protôn 16 nơtron C 17 protôn 13 nơtron D 15 protơn 15 nơtron Đáp án B Phương trình phản ứng là: 30 15 30 P →10 e +14 Si + v Vậy hạt X tạo thành có 14 p 16 n Câu 24(THPT CHUYÊN VÕ NGUYÊN GIÁP LẦN 2018): Bắn hạt protôn với vận tốc 3.105 m/s đến va chạm với hạt nhân Li đứng yên, gây phản ứng hạt nhân Sau phản ứng tạo thành hai hạt nhân giống bay theo hai hướng tạo với góc 1600 Coi khối lượng hạt gần số khối Năng lượng tỏa A 20,0 MeV Đáp án B B 14,6MeV C 10,2MeV D 17,4 MeV Ta có phương trình phản ứng là: 11 p +37 Li → 224 He Sau phản ứng tạo thành hạt He, bay theo hai hướng tạo với hướng p ban đầu góc 800 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có hình biểu diễn vecto động lượng Áp dụng định lý sin tam giác ta có: pp p2 p pHe p He 2.mHe K He 2m p K p =  =  = 0 2 sin 80 sin 20 sin 80 sin 20 sin 800 sin 200 1 K p = m p v 2p = 1, 0072u.0,1c 931,5MeV / c = 4, 69MeV 2 = K He 2m p K p sin 800 = = 9, 72MeV sin 200 2.mHe Năng lượng phản ứng là: Δ E = K He − K p = 2.9, 72 − 4, 69 = 14, 75MeV Câu 25(THPT CHUYÊN CHU VĂN AN 2018): Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân A Năng lượng liên kết B lượng liên kết riêng C điện tích hạt nhân D khối lượng hạt nhân Đáp án B Câu 26(THPT CHUYÊN CHU VĂN AN 2018): Biết số Avôgađrô NA= 6,02.1023 hạt/mol khối lượng hạt nhân số khối Số protơn có 0,27 gam Al1327 A 8,828.1022 B 6,826.1022 Đáp án D Số hạt nhân 0,27 g Al là: C 9,826.1022 D 7,826.1022 n= m 0, 27 N A = 6, 02.1023 = 6, 02.1021 M 27 Mỗi hạt nhân 27 13 Al có 13 proton, nên n hạt nhân có số hạt proton là: np = 6,02.1021.13 = 7,826.1022 Câu 27(THPT CHUYÊN CHU VĂN AN 2018): Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, động hạt chuyển động với tốc độ 0,6c ( c tốc độ ánh sáng chân không) A 0,36m0c2 B 1,25m0c2 C 0,25m0c2 D 0,225m0c2 Đáp án B ta có E = m.c = m0 c 1− v c2 = m0 c − 0, = 1, 25m0 c Câu 28(THPT CHUYÊN CHU VĂN AN 2018): Gọi τ khoảng thời gian để số hạt nhân ccủa đồng vị phóng xạ giảm bốn lần Sau thời gian 2τ, số hạt nhân lại đồng vị phần trăm số hạt nhân ban đầu? A 13,5% B 25,25% C 93,75% D 6,25% Đáp án D N= N0 N = = = 6, 25% t /T N0 Câu 29(THPT CHUYÊN ĐHSP HÀ NỘI LẦN 2018): Hạt 17 O nhân có A hạt prơtơn; hạt nơtron B hạt prôtôn; 17 hạt nơtron C hạt prôtôn; 17 hạt nơtron D hạt prôtôn; hạt nơtron Đáp án D Câu 30(THPT CHUYÊN ĐHSP HÀ NỘI LẦN 2018): Theo thuyết tương đối, vật có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v = 0,6c ( c tốc độ ánh sáng chân khơng) khối lượng A m0 B 1,25m0 C 1,56m0 D 0,8m0 Đáp án B Khối lượng tương đối tính vật: m = m0 v2 1− c m0 = 1− ( 0, 6c ) c2 = 1, 25m0 Câu 31(THPT CHUYÊN ĐHSP HÀ NỘI LẦN 2018): Bắn hạt α có động 5,21 MeV vào hạt 14 17 nhân 14 N đứng yên gây phản ứng  + N →8 O + p Biết phản ứng thu lượng 1,21 MeV Động hạt nhân O gấp lần động hạt p Động hạt nhân O A 0,8 MeV B 1,6 MeV C 6,4 MeV D 3,2 MeV Đáp án D 17 Phương trình phản ứng:  +14 N →8 O + p Năng lượng thu vào phản ứng: Δ E = ( K + K N ) − ( KO + K p )  5, 21 + − KO − KO = 1, 21  KO = 3, 2MeV Câu 32(THPT CHUYÊN ĐHSP HÀ NỘI LẦN 2018): Hạt nhân X phóng xạ α để tạo thành hạt nhân Y bền theo phương trình Người ta nghiên cứu mẫu chất, phụ thuộc số hạt nhân X(NX) số hạt nhân Y( NY) mẫu chất theo thời gian đo đồ thị.Hạt nhân X có chu kỳ bán rã A 16 ngày B 12 ngày C 10 ngày D ngày Đáp án C  N X = N0 Tại thời điểm t = ta có :   NY = 0, 25 N0 6,78 −  T  N X = N Tại thời điểm t = 6,78s ta có :  6,78 −    NY = 0, 25 N + N 1 − T     Mà t = 6,78s có : N X = NY  N0 − 6,78 T 6,78 6,78 6,78 − − −   5 = 0, 25 N0 + N0 1 − T   2.2 T =  T =   − 6, 78 = log  T = 10 ( ) T Câu 33(THPT CHUYÊN ĐH VINH LẦN 2018): Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân A lượng liên kết B lượng liên kết riêng C điện tích hạt nhân D khối lượng hạt nhân Đáp án B Câu 34(THPT CHUYÊN ĐH VINH LẦN 2018): Phản ứng hạt nhân khơng tn theo định luật bảo tồn A khối lượng B lượng C động lượng D số nuclon Đáp án A Phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật bảo toàn khối lượng Câu 35(THPT CHUYÊN ĐH VINH LẦN 2018) Trong nguồn phóng xạ ngày đêm có 108nguyên tử Hai tuần lễ trước đó, số nguyên tử A 2.108 nguyên tử B 2,5.107 nguyên tử C 5.107 nguyên tử 32 15 P với chu kỳ bán rã T =14 32 15 P nguồn D 4.108 nguyên tử Đáp án A −t áp dụng cong thức N = N T  N = N −t T = 108 −14 14 = 2.108 Câu 36(THPT CHUYÊN ĐH VINH LẦN 2018): Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITERtại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch 12 D +13 T →42 He +10 n để phát điện với công suất điện tạo 500 MW hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện 25% Cho độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D hạt nhân He 0,009106 u; 0,002491 u 0,030382 u Khối lượng Heli nhà máy thải năm (365 ngày) A 9,35 kg B 74,8 kg C 37,4 kg D 149,6 kg Đáp án D Năng lượng phản ứng sinh là: E = (ms − mtr ).c 931,5 = 17,5MeV Vậy phản ứng tỏa 17,5 MeV nhiệt lượng tạo hạt He Năng lượng mà nhà máy tạo năm là: Q = P.365.24.60.60 = 1,5768.1016 J Năng lượng mà nhà máy tiêu tốn ( lượng tỏa từ phản ứng) Qtp = Q / 25% = 4Q = 4.1,5768.1016 = 6,3072.1016 J Khối lượng He tạo là: m= Qtp E.N A A = 6,3072.1016.4 = 0,1496.106 g = 149, 6kg 17,5.106.1, 6.10−19.6, 023.1023 Câu 37(THPT CHUYÊN ĐH VINH LẦN 2018): Trong vụ thử hạt nhân, bom hạt nhân sử 235 235 U với hệ số nhân nơtron k ( k >1 ) Giả sử 92 U phân hạch dụng phân hạch đồng vị 92 phản ứng tạo 200 MeV Coi lần đầu có phân hạch lần phân hạch xảy đồng loạt Sau 85 phân hạch bom giải phóng tổng cộng 343,87 triệu kWh Giá trị k A 2,0 B 2,2 C 2,4 D 1,8 Đáp án A 235 U → X + Y + k01 n Phươgn trình phản ứng: 10 n + 92 Vậy sau phản ứng lại tạo k hạt n để gây k phản ứng tiếp theo, hình thành chuỗi phản ứng theo cấp số nhân Tổng số phản ứng tổng cấp số nhân ban đầu 1, công bội k với 85 phản ứng Từ đó, tổng lượng tỏa là:  pu = + k + k + + k 84   E = 1.(k 85 − 1) 200.106.1, 6.10−19 = 343,87.106.103.60.60 k −1  k = 1,99999  Sử dụng tính Solve máy tính Casio fx 570 để tính k  ... Câu 29 (THPT CHUYÊN ĐHSP HÀ NỘI LẦN 2018): Hạt 17 O nhân có A hạt prơtơn; hạt nơtron B hạt prôtôn; 17 hạt nơtron C hạt prôtôn; 17 hạt nơtron D hạt prôtôn; hạt nơtron Đáp án D Câu 30 (THPT CHUYÊN... Câu 20 (THPT CHUYÊN VÕ NGUYÊN GIÁP LẦN 2018): Số nơtron hạt nhân A 14 B 20 C Đáp án C D 14 C Công thức hạt nhân 14 C tức có proton 14-6 = nơ tron Câu 21 (THPT CHUYÊN VÕ NGUYÊN GIÁP LẦN 2018): Hạt. .. khối lượng Câu 35 (THPT CHUYÊN ĐH VINH LẦN 2018) Trong nguồn phóng xạ ngày đêm có 10 8nguyên tử Hai tuần lễ trước đó, số nguyên tử A 2.108 nguyên tử B 2,5.107 nguyên tử C 5.107 nguyên tử 32 15 P