Tuyển tập lý thuyết vật lý 12 chương 7 hạt nhân nguyên tử, sự phóng xạ

VẬT LÍ 12 – TỒN TẬP LÝ THUYẾT ƠN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018- 2019 LỜI NÓI ĐẦU Kính thưa q thây đồng nghiệp tồn thể em học sinh thân yêu Qua đề thi THPT Quốc gia Bộ Giáo Dục Ta nhận thấy số lượng câu lý thuyết tăng đáng kể so với năm trước Tuy nhiên đâ y phần xem thường Đa số học sinh học luyện thi thường trọng vào phương pháp giải tập làm tập không quan tâm kĩ đến lý thuyết Các em cố gắng tìm phương pháp kể học thuộc lòng cơng thức nhanh dạng tốn khó để làm tốn khó đọc đến lý thuyết em lại lơ Đối với em học sinh trung bình khá việc lấy điểm câu lý thuyết rõ ràng dễ dàng so với việc lấy điểm câu tập khó Những em học sinh giỏi để nâng cao điểm đến mức tối đa khơng thể xem thường Để giúp em học sinh rèn luyện tốt kiến thức lý thuyết chất vật lý theo định hướng phát triển lực người học xin trân trọng gửi tới bậc phụ huynh, quý thầy cô, em học sinh “TUYỂN TẬP LÝ THUYẾT TRẮC NGHIỆM” soạn theo cấu trúc chương trình vật ký 12 hành, chương trình giảm tải khối trung học phổ thông “TUYỂN TẬP LÝ THUYẾT TRẮC NGHIỆM” soạn theo thứ tự chương , chia theo chủ đề nhằm mục đích giúp em học sinh hệ thống ơn tập lại kiến thức học cách có hệ thống từ nâng cao kỹ đạt kết cao kì thi Mặc dù cố gắng cẩn trọng biên soạn khơng thể tránh khỏi sai sót ngồi ý muốn, mong nhận góp ý xây dựng từ phía người đọc Nội dung sách có tham khảo tài liệu nhiều đồng nghiệp Do địa số điện thoại nên chưa thể liên hệ để xin phép Thơi đời mn chung Có thiếu sót mong q thầy lượng thứ Trong q trình thực việc sai sót ngồi ý muốn điều khó tránh khỏi Nếu phát vấn đề thiếu hợp lý, thiếu sót cần bổ sung sai sót xin q thầy đồng nghiệp em góp ý để chỉnh sửa hoàn thiện http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 CHƯƠNG VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - SỰ PHÓNG XẠ CHỦ ĐỀ 1: CẤU TẠO HẠT NHÂN- NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN A TÓM TẮT LÝ THUYẾT I CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Cấu tạo hạt nhân nguyên tử : • Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ hạt nuclơn Có loại nuclơn :  Prơtơn , kí hiệu p , mang điện tích dương +1,6.10-19C ; mp = 1,672.10-27kg  nơ tron, kí hiệu n , khơng mang điện tích ; mn = 1,674.10-27kg • Nếu ngun tố X có số thứ tự Z bảng tuần hồn Menđêlêép hạt nhân chứa Z proton N nơtron Kí hiệu : AZ X Với : Z gọi nguyên tử số A = Z + N gọi số khối hay số nuclon Kích thước hạt nhân: hạt nhân nguyên tử xem hình cầu có bán kính phụ thuộc vào số khối A 0−15m R = R0 A3 đó: R0 = 1,21 theo cơng thức: Đồng vị: nguyên tử mà hạt nhân chúng có số prơtơn Z, số khối A khác ; 12 H ( 12 D) ; 13 H ( 31T ) Ví dụ: Hidrơ có ba đồng vị 1H + đồng vị bền : thiên nhiên có khoảng 300 đồng vị loại + đồng vị phóng xạ ( khơng bền) : có khoảng vài nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo Đơn vị khối lượng nguyên tử: kí hiệu u ; 1u = 1,66055.10-27kg Khối lượng nuclơn xấp xỉ 1u 1( u) = khố i lượngnguyê ntử12 C = 1,66055.10 27 kg 12 ( ) Người ta dùng MeV c2 làm đơn vị đo khối lượng.Ta có  MeV  1( u) = 931,5  ÷ =1,66055.10 −27 ( kg)  c  • Một số hạt thường gặp Tên gọi Prơtơn Kí hiệu p Đơteri Tri ti D T Anpha Bêta trừ Bêta cộng α Nơtrôn Nơtrinô Công thức 1 p ( H) 1 H H Chi Hy-đrô nhẹ Hy-đrô nặng Hy-đrô siêu nặng − −1 β+ e n ν 0 n Hạt nhân Hê li Electron Poozitrôn(Phản hạt electron) Không mang điện ν Không mang điện; m0 = ; β He e v= c • - Lực hạt nhân : Lực hạt nhân lực hút mạnh nuclôn hạt nhân Đặc điểm lực hạt nhân : tác dụng khoảng cách nuclôn ≤ 10-15(m) khơng có chất với lực hấp dẫn lực tương tác tĩnh điện ; lực tương tác mạnh II NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN : Khối lượng lượng-Hệ thức lượng Anh-xtanh: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 a) Khối lượng nghỉ- Năng lượng nghỉ: Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ có lượng nghỉ tương ứng E0 = m0 c2 Trong đó: m0 khối lượng nghỉ, E0 lượng nghỉ tương ứng, c = 3.10 m s b) Khối lượng tương đối tính- Năng lượng tồn phần: • Khối lượng tương đối tính: Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v , khối lượng tăng lên thành m với m= m0 v2 1− c > m0 Trong : + m0 khối lượng nghỉ + m khối lượng tương đối tính + v tốc độ chuyển động vật • Năng lượng tồn phần: E = mc 2= m0 1− v c2 c2 > E0 Trong đó: + m khối lượng tương đối tính, + E lượng tồn phần  Chú ý:  Khi khối lượng thay đổi lượng ∆m lượng thay đổi lượng tương ứng ∆E = ∆mc  Khi v = ⇒ E = E0 = m0 c2 −  v2  v 1 v2 = 1 − ÷ ≈ + n  Khi v = c ⇔ c = → c2 ( Công thức gần 1+ ε ≈ 1+ n.ε ) v2  c  1− c  v2  m0 E = mc 2= c2 = m0 c2 1 + = m0 c2 + m0 v2 ÷ 2 Suy ra: v  2c  1− c Vậy : E = m0.c2 + m0.v2 = E0 + K mv2 động vật A Độ hụt khối hạt nhân ( Z X ) : Khối lượng hạt nhân mhn nhỏ tổng khối lượng nuclôn m0 tạo thành hạt nhân lượng ∆m Khối lượng Khối lượng Khối lượng N=(ATổng khối lượng nuclon hạt nhân X Z proton Z) notron Z.mp m0 = Z.mp + (A − Z).mn mX ( A − Z) mn  Độ hụt khối Trong đó: K = ∆m= m0 − mX =  Z.mp + (A − Z).mn − mX  (2) Năng lượng liên kết hạt nhân ( A Z ) X : http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA • Năm học: 2018 - 2019 Năng lượng liên kết hạt nhân lượng tỏa tổng hợp nuclôn riêng lẻ thành hạt nhân(hay lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành nuclon riêng rẽ) Wlk = ∆m.c2 =  Z.mp + (A − Z).mn − mX  c2 (3) • Năng lượng liên kết riêng: lượng liên kết tính bình qn cho nuclơn có hạt nhân (không 8,8MeV/nuclôn) Wlk  Z.mp + (A − Z).mn − mX  c  MeV  (4)  nuclon ÷ =   A A  Năng lượng liên kết riêng lớn hạt nhân bền vững  Các hạt có số khối trung bình từ 50 đến 95 III PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: Định nghĩa: Phản ứng hạt nhân trình biến đổi hạt nhân, thường chia làm loại: + Phản ứng hạt nhân tự phát (ví dụ: phóng xạ ) + Phản ứng hạt nhân kích thích (ví dụ: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch ) Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: + Bảo tồn điện tích + Bảo tồn số nuclon (bảotoàn số A ) + Bảo toàn lượng toàn phần + Bảo toàn động lượng  Lưu ý: phản ứng hạt nhân khơng có bảo tồn khối lượng, bảo toàn động năng, bảo toàn số nơtron Năng lượng phản ứng hạt nhân Gọi: + M0 = mA + mB tổng khối lượng nghỉ hạt nhân trước phản ứng + M = mC + mD tổng khối lượng nghỉ hạt nhân sau phản ứng + ∑ ( ∆M0 ) = ∆m A + ∆m B tổng độ hụt khối hạt trước phản ứng + ∑ ( ∆M0 ) = ∆m C + ∆m D độ hụt khối hạt sau phản ứng - Ta có lượng phản ứng xác định: Wpư = ΔE=(M0-M).c2 = [ ( m A + m B ) − ( m C + m D ) ]c = [ ( ∆m C + ∆m D ) − ( ∆m A + ∆m B ) ]c = ( WLK ( C ) + WLK ( D ) ) − ( WLK ( A ) + WLK ( B ) ) ∑ ( ∆M ) < ∑ ∆m ⇔ W =ΔE > 0: phản ứng toả nhiệt < M ⇔ ∑ ( ∆M ) > ∑ ∆m ⇔ W =ΔE < 0: phản ứng thu nhiệt + M0 > M + M0 0 PƯ P.Ư CHÚ Ý: ▪ Phóng xạ ; phản ứng phân hạch; phản ứng nhiệt hạch phản ứng tỏa lượng ▪ Nhiệt tỏa thu vào dạng động hạt A,B C, D ▪ Chỉ cần tính kết ngoặc nhân với 931MeV ▪ Phản ứng tỏa nhiệt ⇔ Tổng khối lượng hạt tương tác > Tổng khối lượng hạt tạo thành B TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Các hạt cấu thành hạt nhân nguyên tử liên kết với A lực hút tĩnh điện B lực hấp dẫn C lực khác chất lực tĩnh điện lực hấp dẫn D lực nguyên tử Câu 2: Chọn phát biểu sai nói lực hạt nhân A Lực hạt nhân có tác dụng liên kết nuclơn với B Lực hạt nhân phụ thuộc vào điện tích nuclơn C Lực hạt nhân có bán kính tác dụng khoảng 10-15 m D Lực hạt nhân có cường độ lớn so với lực điện từ lực hấp dẫn Câu 3: Chọn câu hạt nhân nguyên tử A Khối lượng hạt nhân xem khối lượng nguyên tử B Bán kính hạt nhân xem bán kính nguyên tử C Hạt nhân nguyên tử gồm hạt proton electron D Lực tĩnh điện liên kết nucleon hạt nhân Câu 4: Lực hạt nhân có tác dụng khoảng cách hai nuclôn http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 A kích thước nguyên tử B lớn kích thước nguyên tử C nhỏ (khoảng vài mm) D nhỏ kích thước hạt nhân Câu 5: Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân có số A prơtơn số nơtron khác B nơtrôn khác số khối C nơtrôn số prôtôn khác D nuclôn khác khối lượng Câu 6: Chọn câu Đúng.Theo thuyết tương đối, khối lượng tương đối tính vật khối lượng nghỉ m0 liên hệ với theo hệ thức: −1 − − 2  v2   v2      v v   −   A mo = m  −  B m = m0  −  C mo = m  −  D m = m0       c c   c c       Câu 7: Một vật có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v có động   − m 0c 2   v  ÷ A K = m0c2   − ÷ − 1÷ B K = v2 c −   ÷ c2     − 2   v  ÷ C K= m0v D K = m0   − ÷ − 1÷  c  ÷   Câu 8: Chọn câu A Trong ion đơn nguyên tử số proton số electron B Trong hạt nhân nguyên tử số proton phải số nơtron C Lực hạt nhân có bán kính tác dụng bán kính nguyên tử D Trong hạt nhân nguyên tử số proton khác số nơtron Câu 9: Đơn vị khối lượng nguyên tử A khối lượng nguyên tử hydro B 1/12 Khối lượng nguyên tử cacbon 12 C C C khối lượng nguyên tử Cacbon 12 D khối lượng nucleon Câu 10: Chọn phát biểu sai độ hụt khối A Độ chênh lệch khối lượng m hạt nhân tổng khối lượng m nuclôn cấu tạo nên hạt nhân gọi độ hụt khối B Khối lượng hạt nhân nhỏ tổng khối lượng nuclon tạo thành hạt nhân C Độ hụt khối hạt nhân khác không D Khối lượng hạt nhân lớn tổng khối lượng nuclon tạo thành hạt nhân Câu 11: Phát biểu sau sai nói cấu tạo hạt nhân nguyên tử? A Prôtôn hạt nhân mang điện tích +e B Nơtron hạt nhân mang điện tích -e C Tổng số prôtôn nơtron gọi số khối D Số prôtôn hạt nhân số electron nguyên tử Câu 12: Phát biểu sau sai Lực hạt nhân A loại lực mạnh loại lực biết B phát huy tác dụng phạm vi kích thước hạt nhân C lực hút mạnh nên có chất với lực hấp dẫn khác chất với lực tĩnh điện D không phụ thuộc vào điện tích Câu 13: Chọn câu sai nói hạt nhân ngun tử? A Kích thước hạt nhân nhỏ so với kích thước nguyên tử, nhỏ từ 104 đến 105 lần B Khối lượng nguyên tử tập trung tồn nhân khối electron nhỏ so với khối lượng hạt nhân C Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số prơtơn D Khối lượng hạt nhân tổng khối lượng nuclơn tạo hành hạt nhân Câu 14: Phát biểu sau đúng? A Năng lượng liên kết toàn lượng nguyên tử gồm động lượng nghỉ B Năng lượng liên kết lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng biệt C Năng lượng liên kết lượng toàn phần nguyên tử tính trung bình số nuclon D Năng lượng liên kết lượng liên kết electron hạt nhân nguyên tử Câu 15: Năng lượng liên kết riêng http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 A giống với hạt nhân B lớn với hạt nhân nhẹ C lớn với hạt nhân trung bình D lớn với hạt nhân nặng Câu 16: Giả sử hai hạt nhân X Y có độ hụt khối số nuclơn hạt nhân X lớn số nuclôn hạt nhân Y A hạt nhân Y bền vững hạt nhân X B hạt nhân X bền vững hạt nhân Y C lượng liên kết riêng hai hạt nhân D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân Y Câu 17: Phản ứng hạt nhân A phân rã hạt nhân nặng để biến đổi thành hạt nhân nhẹ bền B tương tác hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành hạt khác C biến đổi hạt nhân có kèm theo tỏa nhiệt D kết hợp hạt nhân nhẹ thành hạt nhân Câu 18: Các phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật bảo tồn A điện tích B lượng toàn phần C động lượng D số proton Câu 19: Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn thì: A dễ phá vỡ B bền vững C lượng liên kết nhỏ D Khối lượng hạt nhân lớn Câu 20: Một đặc điểm phản ứng hạt nhân A toả lượng B tạo chất phóng xạ C thu lượng D lượng nghĩ bảo toàn 235 Câu 21: (TN2014) Cho phản ứng hạt nhân n+ 92 U → 94 38 Sr + X +2 n Hạt nhân X có cấu tạo gồm: A 54 prôtôn 86 nơtron B 54 prôtôn 140 nơtron C 86 prôtôn 140 nơtron D 86 prôton 54 nơtron Câu 22: (TN2014) Khi so sánh hạt nhân 126C hạt nhân 146C, phát biểu sau đúng? C số nuclôn hạt nhân 146 C A Số nuclôn hạt nhân 12 C nhỏ điện tích hạt nhân B Điện tích hạt nhân 12 14 C C Số prôtôn hạt nhân 12 C lớn số prôtôn hạt nhân 14 C D Số nơtron hạt nhân 12 C nhỏ số nơtron hạt nhân 14 C 22 Câu 23: (TN2014) Trong phản ứng hạt nhân: 11 H + X → 11 Na + α, hạt nhân X có: A 12 prôtôn 13 nơ trôn B 25 prôtôn 12 nơ trôn C 12 prôtôn 25 nơ trôn D 13 prôtôn 12 nơ trôn 19 16 → Câu 24: Cho phản ứng hạt nhân: X+ F He+ O Hạt X A anpha B nơtron C đơteri D protôn Câu 25: (CĐ2013) Hạt nhân có độ hụt khối lớn lượng A liên kết riêng nhỏ B liên kết lớn C liên kết nhỏ D liên kết riêng lớn Câu 26: (ĐH2007) Phát biểu sai? A Các đồng vị phóng xạ khơng bền B Các ngun tử mà hạt nhân có số prơtơn có số nơtrơn (nơtron) khác gọi đồng vị C Các đồng vị nguyên tố có số nơtrơn khác nên tính chất hóa học khác D Các đồng vị nguyên tố có vị trí bảng hệ thống tuần hồn Câu 27: (ĐH2010) Cho ba hạt nhân X, Y Z có số nuclơn tương ứng A X, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ A B A1 > A2 C D Δm1 > Δm2 A1 A2 A2 A1 Câu 32: Chọn câu sai nói phản ứng hạt nhân tỏa lượng? A Tổng khối lượng hạt trước phản ứng lớn tổng khối lượng hạt sau phản ứng B Năng lượng tỏa dạng động hạt tạo thành C Tổng độ hụt khối hạt trước phản ứng lớn tổng độ hụt khối hạt sau phản ứng D Các hạt tạo thành bền vững hạt tương tác 238 230 Câu 33: (ĐH2014) Trong hạt nhân nguyên tử: 42 He; 56 26 Fe; 92 U 90 Th, hạt nhân bền vững A 42 He B 230 C 56 D 238 90 Th 26 Fe 92 U Câu 34: Chọn phát biểu sai nói lượng liên kết riêng A Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân B Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững C Các hạt nhân có số khối từ 50 đến 70 lượng liên kết riêng lớn D Năng lượng riêng lớn độ hụt khối lớn Câu 35: Chọn câu sai câu sau đây? A Hạt nhân có độ hụt khối lớn lượng liên kết lớn B Phản ứng hạt nhân phản ứng có biến đổi vể mặt nguyên tố C Định luật bảo toàn số nuclon định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân D Trong phản ứng hạt nhân toả lượng, hạt nhân sinh bền vững Câu 36: Hạt nhân nguyên tử A có khối lượng tổng khối lượng tất nuclôn êlectrôn nguyên tử B gồm prôtôn nơtrôn; số prôtôn luôn số nơtrôn số êlectrôn C có đường kính nhỏ đường kính ngun tử cỡ 100 lần D có điện tích tổng điện tích prơtơn ngun tử Câu 37: Giả sử phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng hạt trước phản ứng nhỏ tổng khối lượng hạt sau phản ứng 0,02 u Biết 1uc2 = 931,5MeV Phản ứng hạt nhân A toả lượng 1,863 MeV B thu lượng 1,863 MeV C toả lượng 18,63 MeV D thu lượng 18,63 MeV Câu 38: Phát biểu sau sai nói cấu tạo hạt nhân nguyên tử? A Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ hạt nhỏ hơn, gọi nuclôn B Số prôtôn hạt nhân số thứ tự Z nguyên tử bảng hệ thống tuần hoàn Men– đê–lê– ép C Tổng số nuclôn hạt nhân gọi số khối D Số nơtron hạt nhân số êlectron quay xung quanh hạt nhân C có Câu 39: Trong nguyên tử trung hòa điện đồng vị 13 A êlectron B prôtôn C 13 nơtron D 19 nuclôn 17 O x ấ p x ỉ Câu 40: Hạt nhân O có lượng liên kết 132 MeV Năng lượng liên kết riêng 17 A 14,67 MeV/nuclôn B 7,76 MeV/nuclôn C 5,28 MeV/nuclôn D 16,50 MeV/nuclôn BẢNG ÐÁP ÁN 1:C 2:B 3:A 4:D 5:A 6:C 7:A 8:D 9:B 10:D 11:B 12:C 13:D 14:B 15:C 16:A 17:B 18:D 19:B 20:D 21:B 22:D 23:A 24:D 25:B 26:C 27:A 28:D 29:C 30:B 31:A 32:C 33:C 34:D 35:D 36:D 37:D 38:D 39:A 40:B http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA 41:C 42:A Năm học: 2018 - 2019 43:C 44:A 45:C 46:B 47:A 48:A 49:C 50:D …………………………… CHỦ ĐỀ 2: SỰ PHÓNG XẠ + PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH + PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH A LÝ THUYẾT: I SỰ PHÓNG XẠ: Khái niệm: loại phản ứng hạt nhân tự phát tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phóng xạ gọi tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác Q trình phân rã phóng xạ q trình dẫn đến biến đổi hạt nhân CHÚ Ý: + Tia phóng xạ khơng nhìn thấy có tác dụng lý hố ion hố mơi trường, làm đen kính ảnh, gây phản ứng hố học + Phóng xạ phản ứng hạt nhân tỏa lượng + Quy ước gọi hạt nhân tự phân hủy gọi hạt nhân mẹ, hạt nhân tạo thành sau phân hủy gọi hạt nhân + Hiện tượng phóng xạ hồn tồn ngun nhân bên hạt nhân gây ra.không phụ thuộc vào yếu tố lý hố bên ngồi (ngun tử phóng xạ nằm hợp chất khác có nhiệt độ, áp suất khác xảy phóng xạ loại) Phương trình phóng xạ: A3 A1 A2 Z1 X → Z2 Y + Z3 Z Trong đó: A A A + Z11 X hạt nhân mẹ; Z22 Y hạt nhân con; Z33 Z tia phóng xạ Các loại phóng xạ: Phóng Bêta: có loại βvà β+ Tên gọi Phóng xạ Alpha (α) Bản chất Là dòng hạt nhân Hêli ( 42 He) β- : dòng electron( −01 e) β+: dòng pơzitron( −01 e) x → AZ−−42Y + 42 He β-: AZ x → Z+A1Y + −01 e Ví dụ: 146 C→147 N+ −01 e β+: AZ x → Z−A1Y + −01 e Ví dụ: 147 N→126 C+ 01 e Sau phóng xạ α β xảy q trình chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái phát phô tôn v ≈ 2.107 m/s v ≈ 3.108 m/s v= c = 3.108 m/s Mạnh Mạnh yếu tia α + Đi vài cm khơng khí (Smax = 8cm); vài μm vật rắn (Smax = 1mm) + Smax = vài m khơng khí + Xun qua kim loại dày vài mm Yếu tia α β + Đâm xuyên mạnh tia α β Có thể xun qua vài m bêtơng vài cm chì Lệch Lệch nhiều tia alpha A Z α Phương trình Tốc độ Khả Ion hóa Khả đâm xuyên Trong điện trường Rút gọn: AZ x → AZ−−42Y 222 Vd: 226 88 Ra → 86 Rn + He Rút gọn 226 222 88 Ra → 86 Rn + He Phóng Gamma (γ) Là sóng điện từ có λ ngắn (λ≤10-11m), dòng phơtơn có lượng cao Khơng bị lệch http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Chú ý Trong chuổi phóng xạ αthường kèm theo phóng xạ β khơng tồn đồng thời hai loại β Năm học: 2018 - 2019 Còn có tồn hai loại hạt A A 0 Z x → Z −1Y + −1 e+ v nơtrinô A A 0 Z x → Z+1Y + −1 e+ v phản nơtrinô Không làm thay đổi hạt nhân Định luật phóng xạ: a) Đặc tính q trình phóng xạ: - Có chất q trình biến đổi hạt nhân - Có tính tự phát không điều khiển được, không chịu tác động bên ngồi - Là q trình ngẫu nhiên, thời điểm phân hủy không xác định b) Định luật phóng xạ: ⇒ Chu kì bán rã: khoảng thờ i gian đẻ 1/2 số hạt nhân nguyên tử ln 0,693 = biến đổi thành hạt nhân khác T = λ: Hằng số phóng xạ (s-1) λ λ ⇒ Định luật phóng xạ: Số hạt nha n (khói lượ ng) phóng xạ giảm theo qui luật hàm số mũ  Từ định luật phóng xạ,ta suy hệ thức tương ứng sau: Gọi No, mo số nguyên tử khối lượng ban đầu chất phóng xạ; N, m số nguyên tử khối lượng chất thời điểm t, ta có: Số hạt (N) Khối lượng (m) Trong trình phân rã, số hạt Trong trình phân rã, khối nhân phóng xạ giảm theo thời lượng hạt nhân phóng xạ giảm gian tuân theo định luật hàm số theo thời gian tuân theo định mũ luật hàm số mũ m= N0 − λt N = t = N e m0 = m e −λt 2T t 2T  N0: số hạt nhân phóng xạ  m0: khối lượng phóng xạ thời thời điểm ban đầu điểm ban đầu  N(t): số hạt nhân phóng xạ  m(t): khối lượng phóng xạ lại sau thời gian t lại sau thời gian t  Trong đó: gọi số phóng xạ đặc trưng cho loại chất phóng xạ Phóng xạ nhân tạo (ỨNG DỤNG):người ta thường dùng hạt nhỏ (thường nơtron) bắn vào hạt nhân để tạo hạt nhân phóng xạ ngun tố bình thường Sơ đồ phản ứng thông thường A A +1 Z X + n→ Z X A +1 A A +1 A A +1 Z X đồng vị phóng xạ Z X Z X trộn vào Z X với tỉ lệ định Z X phát tia phóng xạ, dùng làm nguyên tử đánh dấu,giúp người khảo sát vận chuyển, phân bố, tồn nguyên tử X Phương pháp nguyên tử đánh dấu dùng nhiều y học, sinh học, 14 C dùng để định tuổi thực vật chết , nên người ta thường nói 146 C đồng hồ trái đất II PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 a) Phản ứng phân hạch phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nha n có só khói trung bình (kèm theo vài nơtron phát ra) b) Phản ứng phân hạch kích thích: Muốn xảy phản ứng phân hạch với hạt nhân X, ta phải truyền cho lượng tối thiểu (gọi lượng kích hoạt); Phương pháp dễ cho X hấp thụ nơtron, chuyển sang trạng thái kích thích X* khơng bền vững xảy phân hạch 139 95 Ví dụ : 10 n + 235 92 U→ 54 Xe + 38 Sr +20 n + 200eV Năng lượng phân hạch Phản ứng phân hạch phản ứng tỏa lượng, lượng gọi lượng phân hạch (phần lớn lượng giải phóng phân hạch động mảnh) Phản ứng phân hạch dây chuyền: Giả sử lần phân hạch có k nơtron giải phóng đến kích thích hạt nhân 235 92 U tạo nên phân hạch Sau n pha n hạch liên tiếp, số nơtron giải phóng kn kích thích kn phân hạch ▪ Khi k ≥ phản ứng dây chuyền tự trì ▪ Khi k < phản ứng dây chuyền tắt nhanh Vậy, để phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì (k ≥ 1) khối lượng chất phân hạch phải đạt giá trị tối thiểu gọi khối lượng tới hạn (Ví dụ với 235U, khối lượng tới hạn khoảng 15 kg ) Phản ứng phân hạch có điều khiển Phản ứng phân hạch dây chuyền có điều khiển (k = ) thực lò phản ứng hạt nhân Năng lượng tỏa từ lò phản ứng không đổi theo thời gian III PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Cơ chế phản ứng nhiệt hạch : a) Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng b) Điều kiện thực hiện: để có phản ứng nhiệt hạch xảy ra: ▪ Nhiệt độ cao khoảng 50 triệu độ đến100 triệu độ ▪ Mật độ hạt nhân (n) plasma phải đủ lớn s   14 15 ▪ Thời gian τ trì trạng thái plasma nhiệt độ cao 100 triệu độ  n.τ = (10 ÷ 10 )  cm   Năng lượng nhiệt hạch: + Phản ứng nhiệt hạch phản ứng toả lượng + Người ta quan tâm đến phản ứng : 12 H+ 12 H→ 42 He ; 11 H+ 13 H→ 42 He H+ H→ He + n + 17,6 MeV + Tính theo phản ứng phản ứng nhiệt hạch toả lượng phản ứ ng pha n hạch, tính theo khối lượng nhiên liệu phản ứng nhiệt hạch toả lượng nhiều phản ứng phân hạch + Năng lượng nhiệt hạch nguồn gốc lượng hầu hết Năng lượng nhiệt hạch Trái Đất : + Người ta tạo phản ứng nhiệt hạch Trái Đất thử bom H nghiên cứu tạo phản ứng nhiệt hạch có điều khiển khơng gây nhiễm (sạch ) + Năng lượng nhiệt hạch Trái Đất có ưu điểm: không gây ô nhiễm (sạch) nguyên liệu dồi nguồn lượng kỷ 21 B TRẮC NGHIỆM: Câu 32: (ĐH2010) Phóng xạ phân hạch hạt nhân A có hấp thụ nơtron chậm B phản ứng hạt nhân thu lượng http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 10 CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 C phản ứng hạt nhân D phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 33: Tìm phát biểu sai phản ứng nhiệt hạch: A Sự kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân toả lượng B Mỗi phản ứng kết hợp toả lượng bé phản ứng phân hạch, tính theo khối lượng nhiên liệu phản ứng kết hợp toả lượng nhiều C Phản ứng kết hợp toả lượng nhiều, làm nóng mơi trường xung quanh nên gọi phản ứng nhiệt hạch D Bom H ứng dụng phản ứng nhiệt hạch dạng phản ứng nhiệt hạch khơng kiểm sốt Câu 34: Chọn câu sai Lý việc tìm cách thay lượng phân hạch lượng nhiệt hạch là: A Tính đơn vị khối lượng phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng nhiều phản ứng phân hạch B Nguyên liệu phản ứng nhiệt hạch có nhiều thiên nhiên Phản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát C Phản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát phản ứng phân hạch D Năng lượng nhiệt hạch lượng phân hạch Câu 35: Phản ứng nhiệt hạch phản ứng phân hạch hai phản ứng hạt nhân trái ngược A phản ứng tỏa lượng, phản ứng thu lượng B phản ứng xẩy nhiệt độ thấp, phản ứng xẩy nhiệt độ cao C phản ứng tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn, phản ứng phá vỡ hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ D phản ứng diễn biến chậm, phản ứng diễn biến nhanh Câu 36: (CĐ2014) Một chất phóng xạ X có số phóng xạ λ Ở thời điểm t = 0, có N0 hạt nhân X Tính từ t0 đến t, số hạt nhân chất phóng xạ X bị phân rã A N0e -λt B N0 (1 - λt) C N0(1 - eλt) D N0 (1 - e-λt) Câu 37: Sự phóng xạ phản ứng nhiệt hạch giống điểm sau đây? A Đều phản ứng hạt nhân xảy cách tự phát không chịu tác động bên ngồi B Để phản ứng xảy phải cần nhiệt độ cao C Tổng khối lượng hạt sau phản ứng lớn tổng khối lượng hạt trước phản ứng D Tổng độ hụt khối hạt sau phản ứng lớn tổng độ hụt khối hạt trước phản ứng 95 139 − Câu 38: Trong phản ứng sau đây: 10 n + 235 92 U→ 42 Mo + 57 La + 2x + 7β ; hạt X A Electron B Proton C Hêli D Nơtron Câu 39: Sau lần phóng xạ α lần phóng xạ β – hạt nhân 23290 Th biến đổi thành hạt nhân 20882 Pb A lần phóng xạ α; lần phóng xạ β– B lần phóng xạ α; lần phóng xạ β– – C lần phóng xạ; lần phóng xạ β D lần phóng xạ α; lần phóng xạ β– Câu 40: Chọn phát biểu sai nói tia gamma A Có khả đâm xuyên mạnh B Đi vài mét bê tông C Đi vài mét chì D Khơng bị lệch điện trường từ trường Câu 41: Khi hạt nhân nguyên tử phóng xạ tia α tia β- hạt nhân nguyên tử biến đổi nào? A Số khối giảm 4, số prôtôn giảm B Số khối giảm 4, số prôtôn giảm C Số khối giảm 4, số prôtôn tăng D Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 210 Câu 42: Hạt nhân 84 Po đứng n phóng xạ α, sau phóng xạ đó, động hạt α A lớn động hạt nhân B nhỏ động hạt nhân C động hạt nhân D nhỏ động hạt nhân 11 Câu 43: Hạt nhân C phóng xạ bêta cộng tạo thành hạt nhân B N B N A 11 B 11 C 12 D 12 7 Câu 44: Phản ứng phân hạch phản ứng nhiệt hạch khác chỗ A phản ứng phân hạch giải phóng nơtrơn phản ứng nhiệt hạch khơng B phản ứng phân hạch tỏa lượng phản ứng nhiệt hạch thu lượng C phản ứng phân hạch xảy phụ thuộc điều kiện bên ngồi phản ứng nhiệt hạch không http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 D phản ứng phân hạch hạt nhân vỡ phản ứng nhiệt hạch hạt nhân kết hợp lại Câu 45: Phương trình sau phân hạch? A A 235 A n + 92 U → Z2 X + Z2 X + k n + 200MeV B 12 D + 13T → 24He+ 10n + 17,3MeV ( ) 27 30 Al + 24α → 15 P + 10n C 12 D + 12D → 32He+ 10n + 3,25MeV D 13 Câu 46: Q trình biến đổi phóng xạ chất phóng xạ A phụ thuộc vào chất dạng đơn chất hay hợp chất B phụ thuộc vào chất thể rắn, lỏng hay khí C phụ thuộc vào nhiệt độ cao hay thấp D xảy điều kiện Câu 47: Tìm phát biểu đúng? A Phản ứng hạt nhân tn theo định luật bảo tồn điện tích nên bảo tồn số proton B Trong phản ứng hạt nhân thu lượng hạt sinh có độ hụt khối tăng, nên bền vững hạt ban đầu C Phóng xạ phản ứng hạt nhân tỏa hay thu lượng tùy thuộc vào loại phóng xạ ( α ; β ; γ ) D Phóng xạ ln phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 48: Sự tổng hợp hạt nhân hiđrô thành hạt nhân hêli dễ xảy A nhiệt độ cao áp suất cao B nhiệt độ cao áp suất thấp C nhiệt độ thấp áp suất thấp D nhiệt độ thấp áp suất cao Câu 49: Phát biểu sau sai tượng phóng xạ? A Điều kiện để phóng xạ xảy hạt nhân phải hấp thu nơtrơn chậm B Phóng xạ β– phản ứng hạt nhân có số prơtơn khơng bảo tồn C Phân rã α phản ứng hạt nhân có số protơn bảo tồn D Phóng xạ phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 50: Điều sau sai nói tia anpha? A Tia anpha thực chất chùm hạt nhân nguyên tử Hêli( 24 He) B Tia anpha phóng từ hạt nhân với tốc độ ánh sáng C Tia anpha bị lệch âm tụ điện qua điện trường tụ điện phẳng D Khi khơng khí, tia anpha làm ion hố khơng khí, dần lượng Câu 51: Phát biểu sau sai nói tia γ? A Khơng bị lệch khỏi phương truyền ban đầu vào điện trường B Không làm biến đổi hạt nhân C Chỉ xuất kèm theo phóng xạ β α D Có tần số nhỏ thang sóng điện từ Câu 52: Phát biểu sau sai? A Hệ số nhân nguồn s > hệ thống vượt hạn, phản ứng dây chuyền khơng kiểm sốt được, trường hợp xảy vụ nổ bom nguyên tử B Hệ số nhân nơtrôn s số nơtrôn trung bình lại sau phân hạch, gây phân hạch C Hệ số nhân nguồn s < hệ thống hạn, phản ứng dây chuyền xảy chậm, sử dụng D Hệ số nhân nguồn s = hệ thống tới hạn, phản ứng dây chuyền kiểm sốt được, trường hợp xảy nhà máy điện nguyên tử Câu 53: Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân Y Gọi m m2, v1 v2, K1 K2 tương ứng khối lượng, tốc độ, động hạt α hạt nhân Y Hệ thức sau đúng? v1 m2 K v1 m1 K1 v1 m2 K1 v m K1 = = = = = = = = A B C D v m1 K1 v1 m1 K v m2 K v m1 K Câu 54: Hạt nhân A đứng yên phân rã thành hạt nhân B có khối lượng m B hạt α có khối lượng mα Tỉ số động hạt nhân B động hạt α sau phân rã bằng: 2 mα mB  mB   mα    A B  C D  mB mα  mB   mα  Câu 55: Tìm phát biểu sai: A Hai hạt nhân nhẹ hiđrô, hêli kết hợp lại với nhau, thu lượng phản ứng nhiệt hạch B Phản ứng hạt nhân sinh hạt có tổng khối lượng bé khối lượng hạt ban đầu phản ứng tỏa lượng C Urani thường dùng phản ứng phân hạch http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 12 CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 D Phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng lớn phản ứng phân hạch dùng khối lượng nhiên liệu Câu 56: Nhận xét phản ứng phân hạch phản ứng nhiệt hạch sai? A Sự phân hạch tượng hạt nhân nặng hấp thụ nơtron chậm vỡ thành hai hạt nhân trung bình với nơtron B Phản ứng nhiệt hạch xảy nhiệt độ cao C Bom khinh khí thực phản ứng phân hạch D Con người thực phản ứng nhiệt hạch dạng khơng kiểm sốt Câu 57: Câu sau sai nói phóng xạ A Tổng khối lượng hạt nhân tạo thành có khối lượng lớn khối lượng hạt nhân mẹ B không phụ thuộc vào tác động bên C hạt nhân bền hạt nhân mẹ D phản ứng hạt nhân tự xảy Câu 58: U238 sau loạt phóng xạ biến đổi thành chì, hạt sơ cấp hạt anpha Phương trình biểu diẽn biến đổi: 238 206 238 206 A 92 U→ 82 Pb + 6α + −1 e B 92 U→ 82 Pb + 8α +6 −1 e 238 206 238 206 C 92 U→ 82 Pb + 4α + −1 e D 92 U→ 82 Pb + α + −1 e 226 x Câu 59: Tìm giá trị x y phản ứng hạt nhân: 88 Ra → α + y Rn A x=222; y=84 B x=222; y=86 C x=224; y=84 D x=224; y=86 Câu 60: Đại lượng sau đặc trưng cho loại chất phóng xạ? A Khối lượng B Số khối C Nguyển tử số D Hằng số phóng xạ Câu 61: Trong phóng xạ α, bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep so với hạt nhân mẹ hạt nhân A tiến B lùi ô C tiến ô D lùi ô Câu 62: Nếu tổng số hạt nhân lượng chất phóng xạ giảm xuống lần sau khoảng thời gian ∆t chu kì bán rã chất phóng xạ A ∆t.ln2/ln3 B ∆t.ln(2/3) C ∆t.ln3/ln2 D ∆t.ln(3/2) Câu 63: Phản ứng nhiệt hạch A kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng B phản ứng hạt nhân thu lượng C phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ D phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 64: Các hạt nhân sau dùng làm nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch? 235 239 235 239 H H U Pu U H U Pu A B 92 94 C 92 D 94 Câu 65: Trong tượng phóng xạ, cho ba tia phóng xạ α, β, γ bay vào vùng khơng gian có điện trường Tia phóng xạ bị lệch nhiều điện trường A tia β B tia α tia γ C tia α D tia γ Câu 66: Loại phóng xạ có khả xuyên sâu nhất? A Hạt beta B Tia X C Tia gamma D Hạt alpha Câu 67: So sánh hai phản ứng hạt nhân toả lượng phân hạch nhiệt hạch Chọn kết luận đúng? A Phản ứng nhiệt hạch điều khiển phản ứng phân hạch khơng B Một phản ứng nhiệt hạch toả lượng nhiều phản ứng phân hạch C Cùng khối lượng, phản ứng nhiệt hạch toả lượng nhiều phản ứng phân hạch D Phản ứng phân hạch “sạch” phản ứng nhiệt hạch ví khơng phát tia phóng xạ Câu 68: Chọn phát biểu sai nói tia gamma A Có khả đâm xuyên mạnh B Đi vài mét bê tơng C Đi vài mét chì D Không bị lệch điện trường từ trường Câu 69: Uranium làm giàu nhiên liệu tốt lò phản ứng so với Uranium tự nhiên có tỷ lệ lớn A 12 H B 238 C Nơtrôn chậm D 235 U U 92 92 Câu 70: Phương trình sau phương trình phóng xạ anpha? 30 206 A 42 He + 27 B 116 C → X + 115 B C 146 C → X + 147 N D 210 13 Al → 15 P +X 84 Po → X+ 82 Pb http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 13 CHINH PHỤC LÝ THUYẾT ÔN THI THPT QUỐC GIA Năm học: 2018 - 2019 Câu 71: Hạt nhân sau phân hạch? 239 239 12 237 A 92 U B 94 Pu C C D 93 Np Câu 72: Khi nói tia γ , phát biểu sau sai? A Tia γ khơng mang điện tích B Tia γ có chất sóng điện từ γ C Tia có khả đâm xuyên mạnh D Tia γ có vận tốc nhỏ vận tốc ánh sáng BẢNG ÐÁP ÁN 1:A 2:D 3:A 4:D 5:B 6:B 7:A 8: 9:A 10:BD 11:B 12:D 13:D 14:A 15:A 16:A 17:D 18:D 19:C 20:B 21:C 22:A 23: 24:A 25:C 26:C 27:C 28:C 29:D 30:B 31:C 32:D 33:C 34:C 35:C 36:D 37:D 38:D 39:D 40:C 41:C 42:A 43:D 44:D 45:A 46:D 47:D 48:A 49:A 50:B 51:D 52:C 53:D 54:A 55:A 56:C 57:A 58:B 59:B 60:D 61:D 62:A 63:D 64:A 65:A 66:D 67:C 68:C 69:D 70:D 71:C 72:D http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 14 ... 42: Hạt nhân 84 Po đứng n phóng xạ α, sau phóng xạ đó, động hạt α A lớn động hạt nhân B nhỏ động hạt nhân C động hạt nhân D nhỏ động hạt nhân 11 Câu 43: Hạt nhân C phóng xạ bêta cộng tạo thành hạt. .. nuclôn hạt nhân 146 C A Số nuclôn hạt nhân 12 C nhỏ điện tích hạt nhân B Điện tích hạt nhân 12 14 C C Số prôtôn hạt nhân 12 C lớn số prôtôn hạt nhân 14 C D Số nơtron hạt nhân 12 C nhỏ số nơtron hạt. .. nuclơn hạt nhân X lớn số nuclôn hạt nhân Y A hạt nhân Y bền vững hạt nhân X B hạt nhân X bền vững hạt nhân Y C lượng liên kết riêng hai hạt nhân D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân