Bài tập trắc nghiệm lớp 12 - Gv Đoàn Văn LượnCHUYEN_DE_HATNHANNGUYENTU_LTDH

Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ CHƯƠNG VẬT LÝ HẠT NHÂN A: TĨM TẮT LÝ THUYẾT § CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ- ĐỘ HỤT KHỐI I CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Cấu hạt nhân nguyên tử : Hạt nhân cấu tạo hai loại hạt sơ cấp gọi nuclôn gồm: Hạt sơ cấp Ki hiệu Khối lượng theo kg Khối lượng theo u Điện tích -27 (nuclon) 1u =1,66055.10 kg −27 Prôtôn: m +e mp = 1,67262.10 kg p =1,00728u p =1 H Nơtrôn: mn =1,00866u không mang điện tích mn = 1,67493.10 −27 kg n = 01n 1.1 Kí hiệu hạt nhân: - A Z X A = số nuctrôn : số khối Z = số prôtôn = điện tích hạt nhân (nguyên tử số) N = A − Z : số nơtrôn - Hạt nhân Hêli có nuclơn: prơtơn nơtrơn+ + + 1.2 Bán kính hạt nhân nguyên tử: R = 1, 10 −15 A (m) Nguyên tử Hidrô, Hạt nhân -15 có nuclơn prơtơn Ví dụ: + Bán kính hạt nhân H H: R = 1,2.10 m 27 + Bán kính hạt nhân 13 Al Al: R = 3,6.10-15m 2.Đồng vị nguyên tử có số prơtơn ( Z ), khác số nơtrôn (N) hay khác số nuclôn (A) 2 3 Ví dụ: Hidrơ có ba đồng vị: H ; H ( D) ; H ( 1T ) + Đồng vị bền : thiên nhiên có khoảng 300 đồng vị + Đồng vị phóng xạ ( khơng bền): có khoảng vài nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo 3.Đơn vị khối lượng nguyên tử 12 - u : có giá trị 1/ 12 khối lượng đồng vị cacbon C 12 12 g= g ≈ 1, 66055 10 −27 kg = 931,5 MeV / c ; 1MeV = 1, 10−13 J - 1u = 23 12 N A 12 6, 0221.10 E Khối lượng lượng: Hệ thức Anhxtanh lượng khối lượng: E = mc2 => m = c => khối lượng đo đơn vị lượng chia cho c2: eV/c2 hay MeV/c2 -Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v, khối lượng m0 tăng lên thành m với: m = 1− 5.Một số hạt thường gặp: v m0 gọi khối lượng nghỉ m gọi khối lượng động c2 Tên gọi Kí hiệu prơtơn p Cơng thức 1 H hay p D T α bêta trừ β- −1 e bêta cộng β+ +1 e n đơteri triti anpha nơtron nơtrinô ν hiđrô nhẹ hiđrô nặng hiđrô siêu nặng H hay D H hay T He Ghi Hạt Nhân Hêli electron Pôzitôn (phản electron) n không mang điện không mang điện, m0 = 0, v ≈ c Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ II ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN Lực hạt nhân - Lực hạt nhân lực tương tác nuclôn, bán kính tương tác khoảng 10−15 m - Lực hạt nhân không chất với lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện; lực tương tác mạnh A Độ hụt khối ∆m hạt nhân Z X Khối lượng hạt nhân mhn nhỏ tổng khối lượng nuclơn tạo thành hạt nhân lượng ∆m : Khối lượng hạt nhân Khối lượng Z Prôtôn Khối lượng N Nơtrôn Độ hụt khối ∆m mhn (mX) Zmp Năng lượng liên kết ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn (A – Z)mn Wlk A Z hạt nhân X - Năng liên kết lượng tỏa tạo thành hạt nhân (hay lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành nuclôn riêng biệt) Công thức : Wlk = ∆m.c Hay : Wlk =  Z m p + N mn − mhn  c 4.Năng lượng liên kết riêng hạt nhân - Năng lượng liên kết riêng lượng liên kết tính nuclơn ε = Wlk A - Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững - Ví dụ: 56 28 Fe có lượng liên kết riêng lớn ε = Wlk =8,8 (MeV/nuclơn) A § PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I PHẢN ỨNG HẠT NHÂN - Phản ứng hạt nhân trình dẫn tới biến đổi biến đổi hạt nhân A1 Z1 X1 + A2 Z2 X2 → A3 Z3 X3 + A4 Z4 X4 hay A1 Z1 A+ A2 Z2 B→ A3 Z3 C+ A4 Z4 D - Có hai loại phản ứng hạt nhân + Phản ứng tự phân rã hạt nhân khơng bền thành hạt nhân khác (phóng xạ) + Phản ứng tương tác hạt nhân với dẫn đến biến đổi thành hạt nhân khác 1 − + Chú ý: Các hạt thường gặp phản ứng hạt nhân: p = H ; n ; He = α ; β = − e ; β = +1 e II CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) A1 + A2 = A3 + A4 Định luật bảo tồn điện tích (ngun tử số Z) Định luật bảo toàn động lượng: Z1 + Z = Z + Z   ∑Pt = ∑Ps Wt = Ws Định luật bảo toàn lượng toàn phần Chú ý:-Năng lượng toàn phần hạt nhân: gồm lượng nghỉ lượng thông thường( động năng): W = mc + mv 2 - Định luật bảo toàn lượng tồn phần viết: Wđ1 + Wđ2 + m1.c2 + m2.c2 = Wđ3 + Wđ4 + m3.c2 + m4.c2 => (m1 + m2 - m3 - m4) c2 = Wđ3 + Wđ4 - Wđ1 - Wđ2 = Q tỏa /thu P2 - Liên hệ động lượng động P = 2mWd hay Wd = 2m III.NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: + Khối lượng trước sau phản ứng: m0 = m1+m2 m = m3 + m4 2 + Năng lượng W: -Trong trường hợp m ( kg ) ; W ( J ) : W = (m0 − m)c = (∆m − ∆m0 )c (J) -Trong trường hợp m (u ) ; W ( MeV ) : W = (m0 − m)931,5 = (∆m − ∆m0 )931,5 Nếu m0 > m: W > : phản ứng tỏa lượng; Nếu m0 < m : W < : phản ứng thu lượng Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ƠN THI ĐH-CĐ § PHĨNG XẠ I PHĨNG XẠ: Phóng xạ tượng hạt nhân khơng bền vững tự phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác II CÁC TIA PHĨNG XẠ 1.1 Các phương trình phóng xạ: A A− 4 - Phóng xạ α ( He) : hạt nhân lùi hai ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn: Z X → He + Z − 2Y → − 10 e + A Z +1 X → + 10 e + A Z −1 A − - Phóng xạ β ( − e) : hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn: Z X + - Phóng xạ β ( + e) : hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn: - Phóng xạ γ : Sóng điện từ có bước sóng ngắn: A Z A Z Y Y X * → 00γ + ZA X 1.2 Bản chất tính chất loại tia phóng xạ Loại Tia (α) (β-) + (β ) (γ ) Bản Chất -Là dòng hạt nhân nguyên tử Heli ( He ), chuyển động với vận tốc cỡ 2.107m/s -Là dòng hạt êlectron ( −1 e) , vận tốc ≈ c -Là dòng hạt êlectron dương (còn gọi pozitron) ( +10 e) , vận tốc ≈ c -Là xạ điện từ có bước sóng ngắn (dưới 10 -11 m), hạt phơtơn có lượng cao Tính Chất -Ion hoá mạnh -Đâm xuyên yếu -Ion hoá yếu đâm xuyên mạnh tia α -Ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh III CÁC ĐỊNH LUẬT PHĨNG XẠ Chu kì bán rã chất phóng xạ (T) Chu kì bán rã thời gian để nửa số hạt nhân có lượng chất phóng xạ bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác Hằng số phóng xạ: λ= Định luật phóng xạ: Theo số hạt (N) ln T (đặc trưng cho loại chất phóng xạ) Theo khối lượng (m) Độ phóng xạ (H) (1 Ci = 3, 7.1010 Bq ) Trong trình phân rã, số hạt Trong trình phân rã, khối - Đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ nhân phóng xạ giảm theo thời gian lượng hạt nhân phóng xạ giảm theo mạnh hay yếu chất phóng xạ : thời gian : ∆N - Số phân rã giây:H = - ∆t N (t ) = N t − T = N e − λ t m(t ) = m0 t − T = m0 e − λ t N : số hạt nhân phóng xạ thời m0 : khối lượng phóng xạ thời điểm ban đầu N (t ) : số hạt nhân phóng xạ cịn lại sau thời gian t điểm ban đầu m( t ) : khối lượng phóng xạ lại sau thời gian t H ( t ) = H t − T = H e − λt H = λN H : độ phóng xạ thời điểm ban đầu H (t ) :độ phóng xạ cịn lại sau thời gian t −t H = λN = λ N0 T = λN0e-λt Đơn vị đo độ phóng xạ becơren (Bq): Bq = phân rã/giây Thực tế dùng đơn vị curi (Ci): Ci = 3,7.1010 Bq, xấp xĩ độ phóng xạ gam rađi Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Hay: Đại lượng Còn lại sau thời gian t Bị phân rã sau thời gian t Theo số hạt N N(t)= N0 e-λt ; N(t) = N0 Theo khối lượng (m) m = m0 e-λt ; m(t) = m0 −t T −t T N/N0 hay m/m0 N0 – N = N0(1- e-λt ) m0 – m = m0(1- e -λt ) (N0 – N)/N0 ; (m0 – m)/m0 −t T (1- e-λt ) −t T (1- e-λt ) IV ỨNG DỤNG CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ - Theo dõi trình vận chuyển chất phương pháp nguyên tử đánh dấu - Dùng phóng xạ γ tìm khuyết tật sản phẩm đúc, bảo quản thực phẩm, chữa bệnh ung thư … - Xác định tuổi cổ vật § PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH - PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH I PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch: hạt nhân nặng Urani ( nhân trung bình, với vài nơtrôn sinh U + 01n → 235 92 U → 236 92 A1 Z1 X+ A2 Z2 235 92 U ) hấp thụ nơtrôn chậm vỡ thành hai hạt X + k 01n + 200MeV Phản ứng phân hạch dây chuyền: Nếu phân hạch tiếp diễn thành dây chuyền ta có phản ứng phân hạch dây chuyền, số phân hạch tăng lên nhanh thời gian ngắn có lượng lớn tỏa Điều kiện để xảy phản ứng dây chuyền: xét số nơtrôn trung bình k sinh sau phản ứng phân hạch ( k hệ số nhân nơtrôn) - Nếu k < : phản ứng dây chuyền khơng thể xảy - Nếu k = : phản ứng dây chuyền xảy điều khiển - Nếu k > : phản ứng dây chuyền xảy không điều khiển 235 - Ngoài khối lượng 92U phải đạt tới giá trị tối thiểu gọi khối lượng tới hạn mth Nhà máy điện hạt nhân (nguyên tử) Bộ phận nhà máy điện hạt nhân lị phản ứng hạt nhân PWR (Xem sách GK CƠ BẢN trang 199 nhà XB-GD 2007, SGK NC trang 285-287 Nhà XB-GD-2007) II PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Phản ứng nhiệt hạch Phản ứng nhiệt hạch phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng H + 12 H → 23 H + 01n + 3, 25 Mev Điều kiện xảy phản ứng nhiệt hạch - Nhiệt độ cao khoảng từ 50 triệu độ tới 100 triệu độ - Hỗn hợp nhiên liệu phải “giam hãm” khoảng không gian nhỏ Năng lượng nhiệt hạch - Tuy phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng phản ứng phân hạch tính theo khối lượng nhiên liệu phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng lớn - Nhiên liệu nhiệt hạch vô tận thiên nhiên: đơteri, triti nhiều nước sông biển - Về mặt sinh thái, phản ứng nhiệt hạch so với phản ứng phân hạch khơng có xạ hay cặn bã phóng xạ làm nhiễm mơi trường Chun đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ B CÁC HẰNG SỐ VẬT LÝ ĐỔI ĐƠN VỊ VẬT LÝ : 1.Các số vật lí : +Với máy tính cầm tay, ngồi tiện ích tính tốn thuận lợi, thực phép tính nhanh, đơn giản xác phải kể tới tiện ích tra cứu số số vật lí đổi số đơn vị vật lí Các số vật lí cài sẫn nhớ máy tính với đơn vị hệ đơn vị SI +Các số cài sẵn máy tinh cầm tay Fx570MS; Fx570ES; 570ES Plus lệnh: [CONST] Number [0 ∼ 40] ( xem mã lệnh nắp máy tính cầm tay ) 2.Lưu ý: Khi tính tốn dùng máy tính cầm tay, tùy theo u cầu đề nhập trực tiếp số từ đề cho , muốn kết xác nên nhập số thơng qua mã lệnh CONST [0∼ 40] cài đặt sẵn máy tinh! (Xem thêm bảng HẰNG SỐ VẬT LÍ đây) Các số thường dùng là: Hằng số vật lí Mã số Máy 570MS bấm: CONST 0∼ 40 = Giá trị hiển thị Máy 570ES bấm: SHIFT 0∼ 40 = Khối lượng prôton (mp) 01 Const [01] = 1,67262158.10-27 (kg) Khối lượng nơtron (mn) 02 Const [02] = 1,67492716.10-27 (kg) Khối lượng êlectron (me) 03 Const [03] = 9,10938188.10-31 (kg) Khối lượng 1u (u) 17 Const [17] = 1,66053873.10-27 (kg) Hằng số Farađây (F) 22 Const [22] = 96485,3415 (mol/C) Điện tích êlectron (e) 23 Const [23] = 1,602176462.10-19 (C) Số Avôgađrô (NA) 24 Const [24] = 6,02214199.1023 (mol-1) Tốc độ ánh sáng chân không (C0) hay c 28 Const [28] = 299792458 (m/s) + Đổi đơn vị ( không cần thiết lắm):Với mã lệnh ta tra bảng in nắp máy tính +Đổi đơn vị: 1eV =1,6.10-19J 1MeV=1,6.10-13J +Đổi đơn vị từ uc2 sang MeV: 1uc2 = 931,5MeV (Máy 570ES: SHIFT 17 x SHIFT 28 x2 : SHIFT 23 : X10X = hiển thị 931,494 ) - Máy 570ES bấm Shift Conv [mã số] = -Ví dụ : Từ 36 km/h sang ? m/s , bấm: 36 Shift [Conv] 19 = Màn hình hiển thị : 10m/s Máy 570MS bấm Shift Const Conv [mã số] = C: CÁC DẠNG BÀI TẬP Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ I.CẤU TẠO HẠT NHÂN- ĐỘ HỤT KHỐI VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT: Dạng : Xác định cấu tạo hạt nhân: A a.Phương Pháp: Từ kí hiệu hạt nhân Z X ⇒ A, Z , N = A-Z b.Bài tập Bài 1: Xác định cấu tạo hạt nhân + 238 92 U , 1123 Na , 24 He ( Tìm số Z prơtơn số N nơtron) 238 92 U có cấu tạo gồm: Z=92 , A = 238 ⇒ N = A – Z = 146 Đáp án: 23 + 11 Na gồm : Z= 11 , A = 23 ⇒ N = A – Z = 12 + 24 He gồm : Z= , A = ⇒ N = A – Z = Đáp án: Đáp án: 238 92 U : 92 prôtôn ; 146 nơtron 23 11 23 11 Na : 11 prôtôn ; 12 nơtron Na : prôtôn ; nơtron c.Trắc nghiệm: Câu Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử ZA X cấu tạo gồm Z nơtron A prôton B Hạt nhân nguyên tử C Hạt nhân nguyên tử D Hạt nhân nguyên tử A Z A Z A Z X cấu tạo gồm Z prôton A nơtron X cấu tạo gồm Z prôton (A – Z) nơtron X cấu tạo gồm Z nơtron (A + Z) prôton 60 27 Câu Hạt nhân Co có cấu tạo gồm: A 33 prôton 27 nơtron B 27 prôton 60 nơtron C 27 prôton 33 nơtron D 33 prôton 27 nơtron 14 Câu 3: Xác định số hạt proton notron hạt nhân N A 07 proton 14 notron B 07 proton 07 notron C 14 proton 07 notron D 21 proton 07 notron 235 Câu 4: Trong nguyên tử đồng vị phóng xạ 92 U có: A 92 electron tổng số proton electron 235 B 92 proton tổng số proton electron 235 C 92 proton tổng số proton nơtron 235 D 92 proton tổng số nơtron 235 Câu 5: Nhân Uranium có 92 proton 143 notron kí hiệu nhân 327 235 92 143 A 92 U B 92 U C 235 U D 92 U Câu 6: Tìm phát biểu sai hạt nhân nguyên tử Al A Số prơtơn 13 B Hạt nhân Al có 13 nuclơn.C Số nuclôn 27 D Số nơtrôn 14 Câu 7: Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức so sánh khối lượng prôtôn (m P), nơtrôn (mn) đơn vị khối lượng nguyên tử u A mP > u > mn B mn < mP < u C mn > mP > u D mn = mP > u 11 Câu Cho hạt nhân X Hãy tìm phát biểu sai A Hạt nhân có nơtrơn B Hạt nhân có 11 nuclơn C Điện tích hạt nhân 6e D Khối lượng hạt nhân xấp xỉ 11u Câu 9(ĐH–2007): 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 ngun tố có số nơtrơn khác nên tính chất hóa học khác D Các đồng vị ngun tố có vị trí bảng hệ thống tuần hoàn 29 40 Câu 10.(ĐH–CĐ-2010 ) So với hạt nhân 14 Si , hạt nhân 20 Ca có nhiều A 11 nơtrơn prơtơn B nơtrôn prôtôn C nơtrôn prôtôn D nơtrôn 12 prôtôn Câu 11: (CĐ-2011) Hạt nhân A 35 nơtron 35 17 Cl có: B 35 nuclôn C 17 nơtron D 18 proton Dạng : Xác định độ hụt khối, lượng liên kết hạt nhân, lượng liên kết riêng: Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ a.Phương Pháp: +Sử dụng công thức độ hụt khối: ∆m = m − m0 ; m = Zmp+ Nmn Wlk =  Z m p + N mn − mhn  c = ∆m c +Năng lượng liên kết: +Năng lượng liên kết riêng: ε= Wlk A MeV/nuclon Hay ε = ∆E ∆mc = A A +Chuyển đổi đơn vị từ uc2 sang MeV: 1uc2 = 931,5MeV Chú ý :+ So sánh : Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững + Hạt nhân có số khối từ 50 – 70 bảng HTTH thường bền nguyên tử hạt nhân lại b.Bài tập Bài : Khối lượng hạt 10 Be mBe = 10,01134u, khối lượng nơtron mN = 1,0087u, khối lượng proton mP = 1,0073u Tính độ hụt khối hạt nhân HD giải-Xác định cấu tạo hạt nhân 10 10 Be bao nhiêu? Be có Z = 4proton, N= A-Z = 10-4= notron - Độ hụt khối: ∆m =  Z m p + ( A − Z ).mN − mhn  = 4.1,0073u + 6.1,0087u – 10,01134u ∆m = 0,07u Đáp án: ∆m = 0,07u 1D ? Bài 2: Tính lượng liên kết hạt nhân Đơtêri Cho mp = 1,0073u, mn = 1,0087u, mD = 2,0136u; 1u = 931 MeV/c2 A 2,431 MeV B 1,122 MeV C 1,243 MeV D 2,234MeV HD Giải :Độ hụt khối hạt nhân D : Δm = ∑ mp + ∑ mn ─ mD = 1.mp +1.mn – mD = 0,0024 u Năng lượng liên kết hạt nhân D : W lk = Δm.c2 = 0,0024.uc2 = 2,234 MeV ⇒ Chọn D Bài Xác định số Nơtrôn N hạt nhân: 24 He Tính lượng liên kết riêng Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mHe = 4,0015u  N = A−Z HD giải : Từ   He ⇒ N = − = Ta có ∆m = 2(m p + m n ) − 4,0015 = 0,03038 u ⇒ ∆E = 0,03038uc = 0,03038.931,5MeV = 28,29 MeV ⇒ ε = 28,29 = 7,07 MeV 56 26 Fe Tính lượng liên kết riêng Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mFe = 55,9349u HD giải: + Ta có ∆m = 26m p + 30m n − 55,9349 = 0,50866u Bài Cho ⇒ ∆E = 0,50866uc = 0,50866.931,5MeV = 473,8MeV ⇒ ε = Bài 5: Hạt nhân 10 Be 473,8 = 8,46MeV 56 có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) m n = 1,0087u, khối lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be A 0,632 MeV B 63,215MeV C 6,325 MeV D 632,153 MeV HD Giải : -Năng lượng liên kết hạt nhân 104 Be : Wlk = Δm.c2 = (4.mP +6.mn – mBe).c2 = 0,0679.c2 = 63,249 MeV -Suy lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be : Wlk 63,125 = = 6,325 MeV/nuclôn.Chọn: C A 10 Bài Hạt nhân heli có khối lượng 4,0015 u Tính lượng liên kết riêng hạt nhân hêli Tính lượng tỏa tạo thành gam hêli Cho biết khối lượng prôton nơtron mp = 1,007276 u mn = 1,008665 u; u = 931,5 MeV/c2; số avôgađrô NA = 6,022.1023 mol-1 Wlk (2.(1,007276 + 1,008685) − 4,0015).931,5 ( Z m p + ( A − Z )mn − mHe ).c = = = 7,0752 MeV; A A m W= NA.Wlk = 6,022.1023.7,0752.4 = 46,38332.1023 MeV = 7,42133.1011 J 4,0015 M HD Giải: εHe = Bài Tính lượng liên kết riêng hai hạt nhân 23 11 Na 56 26 Fe Hạt nhân bền vững hơn? Cho: mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u; mn = 1,008665 u; mp = 1,007276 u; 1u = 931,5 MeV/c2 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Wlk ( Z m p + ( A − Z )mn − mHe ).c (11 1,007276 + 12.1,008685 − 22,983734).931,5 = = = 8,1114 MeV; 23 A A (26.1,007276 + 30.1,008685 − 55,9207).931,5 εFe = = 8,7898 MeV; 56 HD Giải εNa = εFe > εNa nên hạt nhân Fe bền vững hạt nhân Na Bài Tìm lượng toả hạt nhân urani 234U phóng xạ tia α tạo thành đồng vị thori 230Th Cho lượng liên kết riêng hạt α 7,10 MeV; 234U 7,63 MeV; 230Th 7,70 MeV HD Giải Ta có: W = 230.εTh + 4.εHe - 234.εU = 13,98 MeV Bài Khối lượng nguyên tử rađi Ra226 m = 226,0254 u a/ Hãy thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ? b/ Tính kg mol nguyên tử Rađi , khối lượng hạt nhân , mol hạt nhân Rađi? c/ Tìm khối lượng riêng hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân tính theo công thức : r = r 0.A1/3 với r0 = 1,4.10—15m , A số khối d/ Tính lượng liên kết hạt nhân , lượng liên kết riêng , biết m p = 1,007276u , mn = 1.008665u ; me = 0,00549u ; 1u = 931MeV/c2 HD Giải : a/ Rađi hạt nhân có 88 prơton , N = A- Z = 226 – 88 = 138 nơtron b/ Khối lượng nguyên tử: m = 226,0254u.1,66055.10—27 = 375,7.10—27 kg Khối lượng mol : mmol = mNA = 375,7.10—27.6,022.1023 = 226,17.10—3 kg = 226,17g Khối lượng hạt nhân : mhn = m – Zme = 259,977u = 3,7524.10—25kg Khối lượng 1mol hạt nhân : mmolhn = mnh.NA = 0,22589kg c/ Thể tích hạt nhân : V = 4πr3/3 = 4πr03A/ Khối lượng riêng hạt nhân : D = Am p 3m p m kg = = ≈ 1,45.1017 3 V 4πrr0 A / 4πrr0 m d/ Tính lượng liên kết hạt nhân : ∆E = ∆mc2 = {Zmp + (A – Z)mn – m}c2 = 1,8197u ∆E = 1,8107.931 = 1685 MeV Năng lượng liên kết riêng : ε = ∆E/A = 7,4557 MeV Bài 10: Biết khối lượng hạt nhân mC = 12,000u; mα = 4,0015u; m p = 1,0073u; m n 1,0087u 1u = 931 Mev / c Năng lượng cần thiết tối thiểu để chia hạt nhân 126 C thành ba hạt α theo đơn vị Jun A 6,7.10-13 J B 6,7.10-15 J C 6,7.10-17 J D 6,7.10-19 J HD Giải: C12  He Năng lượng phá hạt C12 thành hạt He: W = (Σ mrời - mhn )c2 = (3.4,0015 – 12) 931= 4.1895MeV Theo đơn vị Jun là: W = 4,1895 1,6.10 -13 = 6,7032.10 -13J; Chọn A Bài 11 : Cho biết mα = 4,0015u; mO = 15,999 u; m p = 1,007276u , mn = 1,008667u Hãy xếp hạt nhân 24 He , 12 6C , 168 O theo thứ tự tăng dần độ bền vững Câu trả lời là: A 126C , 24 He, 168 O B 126C , 168 O , 24 He, C 24 He, 126C , 168 O D 24 He, 168 O , 126C HD Giải: Đề không cho khối lượng 12C ý dùng đơn vị u, theo định nghĩa đon vị u 1/12 khối lượng đồng vị 12C ⇒ lấy khối lượng 12C 12 u -Suy lượng liên kết riêng hạt nhân : He : Wlk = (2.mp + 2.mn – m α )c2 = 28,289366 MeV ⇒ Wlk riêng = 7,0723 MeV / nuclon C : Wlk = (6.mp + 6.mn – mC )c2 = 89,057598 MeV ⇒ Wlkriêng = 7,4215 MeV/ nuclon O : Wlk = (8.mp + 8.mn – mO )c2 = 119,674464 meV ⇒ Wlk riêng = 7,4797 MeV/ nuclon -Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững Vậy chiều bền vững hạt nhân tăng dần : He < C < O ⇒ Chọn C c.Trắc nghiệm: Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Câu 1: Hạt nhân 60 27 Co có khối lượng 59,919u Biết khối lượng prơton 1,0073u khối lượng nơtron 60 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân 27 Co A 0,565u B 0,536u C 3,154u D 3,637u 60 Câu 2: Đồng vị phóng xạ cơban 27 Co phát tia β tia γ Biết mCo = 55,940u;mn = 1,008665u; mp = 1,007276u Năng lượng liên kết hạt nhân côban bao nhiêu? A ∆E = 6,766.10−10 J B ∆E = 3,766.10−10 J C ∆E = 5,766.10−10 J D ∆E = 7,766.10−10 J Câu 3: Biết khối lượng hạt nhân U238 238,00028u, khối lượng prôtôn nơtron m P=1.007276U; mn = 1,008665u; 1u = 931 MeV/ c2 Năng lượng liên kết Urani 238 92 U bao nhiêu? A 1400,47 MeV B 1740,04 MeV C.1800,74 MeV D 1874 MeV Câu 4: Biết khối lượng prôtôn m p=1,0073u, khối lượng nơtron mn=1,0087u, khối lượng hạt nhân đơteri mD=2,0136u 1u=931MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân nguyên tử đơteri 12 D A 1,12MeV B 2,24MeV C 3,36MeV D 1,24MeV 10 Câu 5: Khối lượng hạt nhân Belà 10,0113u; khối lượng prôtôn m p = 1,0072u, nơtron m n = 1,0086; 1u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân bao nhiêu? A 6,43 MeV B 6,43 MeV C 0,643 MeV D Một giá trị khác 20 Câu 6: Hạt nhân 10 Ne có khối lượng mNe = 19,986950u Cho biết mp = 1,00726u;mn = 1,008665u; 1u = 931,5MeV / c2 Năng lượng liên kết riêng 20 10 Ne có giá trị bao nhiêu? A 5,66625eV B 6,626245MeV C 7,66225eV D 8,02487MeV Cl Câu 7: Tính lượng liên kết riêng hạt nhân 37 Cho biết: m = 1,0087u; m = 1,00867u; mCl = 36,95655u; p n 17 1u = 931MeV/c A 8,16MeV B 5,82 MeV C 8,57MeV D 9,38MeV Câu Hạt nhân hêli ( He) có lượng liên kết 28,4MeV; hạt nhân liti ( Li) có lượng liên kết 39,2MeV; hạt nhân đơtêri ( D) có lượng liên kết 2,24MeV Hãy theo thứ tự tăng dần tính bền vững chúng: A liti, hêli, đơtêri B đơtêri, hêli, liti C hêli, liti, đơtêri D đơtêri, liti, hêli Câu Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô N A = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với tạo thành hạt α, lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli A 2,7.1012J B 3,5 1012J C 2,7.1010J D 3,5 1010J Câu 10(ĐH–2007): Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10-27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 126 thành nuclôn riêng biệt A 72,7 MeV B 89,4 MeV C 44,7 MeV D 8,94 MeV Câu 11(CĐ-2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) ur là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) 1,007276u u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân p A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV 10 Câu 12(ÐH– 2008): Hạt nhân Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrơn (nơtron) m n = 1,0087u, khối lượng 10 prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Be A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV 16 Câu 13(CĐ- 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u = 16 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV 40 Câu 14 (ĐH- 2010)Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 18 Ar ; Li là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145 u 1u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân Li lượng liên kết riêng hạt nhân A lớn lượng 5,20 MeV B lớn lượng 3,42 MeV C nhỏ lượng 3,42 MeV D nhỏ lượng 5,20 MeV 40 18 Ar Dạng 3: Tính số hạt nhân ngun tử số nơtron, prơtơn có m lượng chất hạt nhân Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ a.PHƯƠNG PHÁP: Cho khối lượng m số mol hạt nhân ZA X Tìm số hạt p , n có mẫu hạt nhân  Nếu có khối lượng m suy số hạt hạt nhân X :  Số mol : n = N= m N A (hạt) A m N V = = Hằng Số Avôgađrô: NA = 6,023.1023 nguyên tử/mol A N A 22,4  Nếu có số mol suy số hạt hạt nhân X : N = n.NA (hạt) +Khi đó: hạt hạt nhân X có Z hạt proton (A – Z ) hạt hạt notron =>Trong N hạt hạt nhân X có : N.Z hạt proton (A-Z) N hạt notron b.BÀI TẬP Bài 1: Biết số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol hạt nhân urani Số nơtron 119 gam urani A 2,2.10 25 hạt 238 92 U 238 92 U 238 gam / mol : B 1,2.10 25 hạt HD Giải: Số hạt nhân có 119 gam urani C 8,8.10 25 hạt 238 92 U : N = D 4,4.10 25 hạt 119 m N A = 6,02.10 23 = 3.01.10 23 hạt A 238 Suy số hạt nơtron có N hạt nhân urani 238 92 U : 23 25 (A-Z) N = ( 238 – 92 ).3,01.10 = 4,4.10 hạt ⇒ Đáp án : D Bài Cho số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1 Số hạt nhân nguyên tử có 100 g Iốt 131 52 I : A 3,952.1023 hạt B 4,595.1023 hạt C.4.952.1023 hạt D.5,925.1023 hạt m 100 6,02.10 23 hạt ⇒ Chọn B HD Giải : Số hạt nhân nguyên tử có 100 g hạt nhân I : N = N A = A 131 c.TRẮC NGHIỆM: 238 Câu (CĐ- 2009): Biết NA = 6,02.1023 mol-1 Trong 59,50g 92 U có số nơtron xấp xỉ A 2,38.1023 B 2,20.1025 C 1,19.1025 D 9,21.1024 23 Câu 2(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.10 hạt/mol khối lượng hạt nhân số khối Số prơtơn (prơton) có 0,27 gam Al1327 A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022 *Dạng: Cho tổng số hạt hiệu số hạt mang điện nguyên tử ( Hạt mang điện gồm Prôtôn Electrôn) Gọi tổng số hạt mang điện S, hiệu a, ta dễ dàng có cơng thức sau: Z = (S + a) : Căn vào Z ta xác định nguyên tử thuộc nguyên tố hóa học (cơng thức dễ chứng minh) VD1: Tổng số hạt nguyên tử X 82, tổng số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 22 Vậy X Lời giải: Ta có: Z = (82 + 22) : = 26 => Sắt (Fe) VD2: Tổng số hạt nguyên tử Y 52, tổng số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 16 Y Lời giải: Ta có: Z = (52 + 16) : = 17 => Y Clo (Cl) VD3: Tổng số hạt nguyên tử Y 18, tổng số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện Y Lời giải: Ta có: Z = (18 + 6) : = => Y Cacbon (C) II.ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ- ĐỘ PHÓNG XẠ 10 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ K = 2 mα Vα mα 1 K α = K ( mH + mo )V = ( mH + mo ) 2 ( mH + mo ) ( mH + mo ) α ⇒K= Kα = Kα + 17 Theo đinh luật bảo toàn lương: ∆E = K − Kα ⇒ −1.21 = x1.21 Kα − Kα ⇒ Kα = 1.21 ⇒ Kα = = 1.56 MeV 9 Vì vận tốc H O động tỉ lệ vớ khối lượng K K H Ko K H + Ko K K = = ⇒ H = o = mH mo mH + mo 17 18 c.TRẮC NGHIỆM: 210 206 Câu Chất phóng xạ 84 Po phát tia α biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng hạt mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên phân rã không phát tia α động hạt nhân A 0,1MeV; B 0,1MeV; C 0,1MeV; D 0,2MeV Câu Cho hạt prơtơn có động K P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc không sinh tia γ nhiệt Cho biết: m P = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Động hạt sinh bao nhiêu? A Kα = 8,70485MeV B Kα = 9,60485MeV C Kα = 0,90000MeV D Kα = 7,80485MeV Câu Cho hạt prơtơn có động K P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc không sinh tia γ nhiệt Cho biết: m P = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Độ lớn vận tốc hạt sinh là: A vα = 2,18734615m/s B vα = 15207118,6m/s C vα = 21506212,4m/s D vα = 30414377,3m/s Câu Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt có độ lớn vận tốc khơng sinh tia γ nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10— 27 kg Độ lớn vận tốc góc vận tốc hạt bao nhiêu? A 83045’; B 167030’; C 88015’ D 178030’ Câu Dùng hạt prôton có động làWp = 5,58MeV bắn vào hạt nhân 23 11 Na đứng yên ta thu hạt α hạt nhân Ne cho khồng có xạ γ kèm theo phản ứng động hạt α W α = 6,6 MeV hạt Ne 2,64MeV Tính lượng toả phản ứng góc vectơ vận tốc hạt α hạt nhân Ne ?(xem khối lượng hạt nhân số khối chúng) A 3,36 MeV; 1700 B 6,36 MeV; 1700 C 3,36 MeV; 300 D 6,36 MeV; 300 Câu Dùng hạt prơton có động làWp = 3,6MeV bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên ta thu được2 hạt X giống hệt có động tính động mổi hạt nhân X? Cho cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m X = 4,0015u ; 1u = 931 MeV/c2 A.8,5MeV B.9,5MeV C.10,5MeV D.7,5MeV 210 Câu Hạt nhân phóng xạ Pôlôni 84 Po đứng yên phát tia sinh hạt nhân X Biết phản ứng phân rã Pơlơni giải phóng lượng Q = 2,6MeV Lấy gần khối lượng hạt nhân theo số khối A đơn vị u Động hạt có giá trị A 2,15MeV B 2,55MeV C 2,75MeV D 2,89MeV 226 Câu Hạt nhân 88 Ra đứng yên phóng xạ biến đổi thành hạt nhân X, biết động hạt là: W = 4,8 MeV Lấy khối lượng hạt nhân tính u số khối chúng, lượng tỏa phản ứng A 1.231 MeV B 2,596 MeV C 4,886 MeV D 9,667 MeV Câu Dùng proton bắn phá hạt nhân Beri đứng yên: p + Be → He + X 58 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Biết proton có động Kp= 5,45MeV, Hêli có vận tốc vng góc với vận tốc proton có động KHe = 4MeV Cho độ lớn khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối A Động hạt X A 3,575MeV B 1,225MeV C 6,225MeV D 8,525 MeV Câu 10 Hạt α có khối lượng 4,0013u gia tốc xíchclotron có từ trường B=1T Đến vịng cuối, quỹ đạo hạt có bán kính R=1m Năng lượng là: A 25 MeV B 48 MeV C 16 MeV D 39 MeV 222 Câu 11 Hạt nhân 86 Rn phóng xạ α Phần trăm lượng tỏa biến đổi thành động hạt α: A 76% B 98% C 92% D 85% 14 14 17 Caâu 12 Bắn hạt α vào hạt nhân N ta có phản ứng: N + α → P + p Nếu hạt sinh có vận tốc v Tính tỉ số động hạt sinh hạt ban đầu A3/4 B2/9 C1/3 D5/2 234 Câu 13 Đồng vị 92 U phóng xạ α biến thành hạt nhân Th không kèm theo xạ γ tính lượng phản ứng tìm động , vận tốc Th? Cho m α = 4,0015u; mU =233,9904u ; mTh=229,9737u; 1u = 931MeV/c2 A thu 14,15MeV; 0,242MeV; 4,5.105 m/s B toả 14,15MeV; 0,242 MeV; 4,5.105 m/s C toả 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.10 m/s D thu 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.105 m/s Câu 14 Hạt α có động W α = 4MeV bắn vào hạt nhân Nitơ đứng yên gây phản ứng : α + 147 N ─> 11 H + X Tìm lượng phản ứng vận tốc hạt nhân X Biết hai hạt sinh có động Cho mα = 4,002603u ; mN = 14,003074u; mH = 1,0078252u; mX = 16,999133u;1u = 931,5 MeV/c2 A toả 11,93MeV; 0,399.107 m/s B thu 11,93MeV; 0,399.107 m/s C toả 1,193MeV; 0,339.107 m/s D thu 1,193MeV; 0,399.107 m/s Câu 15 226 88 Ra hạt nhân phóng xạ sau thời gian phân rã thành hạt nhân tia α Biết mRa = 225,977 u; mcon = 221,970 u ; m α = 4,0015 u; 1u = 931,5 MeV/c2 Tính động hạt α hạt nhân phóng xạ Radi A 5,00372MeV; 0,90062MeV B 0,90062MeV; 5,00372MeV C 5,02938MeV; 0,09062MeV D 0,09062MeV; 5,02938MeV D BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM RÈN LUYỆN THEO CHỦ ĐỀ 1.CÁU TẠO HẠT NHÂN – ĐỘ HỤT KHỐI-NĂNG LỰỢNG LIÊN KẾT Câu 1.Phát biểu sau sai nói hạt nhân nguyên tử? A Hạt nhân có nguyên tử số Z chứa Z prơtơn B Số nuclơn số khối A hạt nhân C Số nơtrôn N hiệu số khối A số prôtôn Z D Hạt nhân trung hòa điện Câu 2.Hạt nhân nguyên tử cấu tạo : A prôtôn, nơtron êlectron B nơtron êlectron C prôtôn, nơtron D prôtôn êlectron 210 Câu Hạt nhân pơlơni 84 Po có: A 84 prôton 210 nơtron B 84 prôton 126 nơtron C 84 nơtron 210 prôton D 84 nuclon 210 nơtron 23 Câu Nguyên tử 11 Na gồm A 11 prôtôn 23 nơ trôn B 12 prôtôn 11 nơ trôn C 12 nơ trôn 23 nuclôn D 11 nuclôn 12 nơ trôn Câu Đơn vị khối lượng nguyên tử ( u ) có giá trị sau đây? A u = 1,66 10-24 kg B u = 1,66 10-27 kg C u = 1,6 10-21 kg D u = 9,1.10-31 kg Câu Các đồng vị Hidro A Triti, đơtêri hidro thường B Heli, tri ti đơtêri 59 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ C Hidro thường, heli liti D heli, triti liti Câu Lực hạt nhân A lực tĩnh điện B lực liên kết nơtron C lực liên kết prôtôn D lực liên kết nuclôn Câu Bản chất lực tương tác nuclôn hạt nhân ? A lực tĩnh điện B Lực hấp dẫn C Lực điện từ D Lực lương tác mạnh Câu 10 Độ hụt khối hạt nhân ( đặt N = A - Z) : A = Nmn - Zmp B = m - Nmp - Zmp C = (Nmn + Zmp ) - m D = Zmp - Nmn Câu 11 Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân: A có khối lượng C số Z, số A B số Z, khác số A D số A Câu 12 Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ A prôtôn B nơtron C nuclôn D êlectrôn Câu 13 Các hạt nhân đồng vị có A số prơtơn khác số nơtron B số nơtron khác số prôtôn C số prôtôn số khối D số khối khác số nơtron 10 Câu 14 Khối lượng hạt nhân Be 10,031(u), khối lượng prôtôn 1,0072(u), khối lượng nơtron 1,0086(u) Độ hụt khối hạt nhân 104 Be A 0,0561 (u) B 0,0691 (u) C 0,0811 (u) D 0,0494 (u) 14 14 Câu 15 Hạt nhân C có khối lượng 13,9999u Năng lượng liên kết C bằng: A 105,7 MeV B 286,1 MeV C.156,8MeV D 322,8 MeV 17 Câu 16 O có khối lượng hạt nhân 16,9947u Năng lượng liên kết riêng nuclôn là: A 8,79 MeV B 7,78 MeV C.6,01MeV D 8,96 MeV 10 X Câu 17 Khối lượng hạt nhân 10,0113u; khối lượng proton mp = 1,0072u, nơtron mn = 1,0086u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân (cho u = 931MeV/c2) A.6,43 MeV B 64,3 MeV C.0,643 MeV D 6,30MeV 2 Câu 18 Hạt nhân D có khối lượng 2,0136u Năng luợng liên kết D bằng: A 4,2864 MeV B 3,1097 MeV C.1,2963MeV D Đáp án khác Câu 19 Tìm lượng toả hạt nhân urani U234 phóng xạ tia α tạo thành đồng vị thori Th230 Cho lượng liên kết riêng : Của hạt α 7,10MeV; 234U 7,63MeV; 230Th 7,70MeV A 12MeV B 13MeV C 14MeV D 15MeV 16 Câu 20 Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u = 16 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 21 Hạt nhân đơteri (D H) có khối lượng 2,0136u Năng lượng liên kết ? Biết mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV A 2,23 MeV B 4,86 MeV C 3,23 MeV D 1,69 MeV Câu 22 Hạt nhân Li có khối lượng 7,0144u Năng lượng liên kết hạt nhân ? Cho mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV A 39,4 MeV B 45,6 MeV C 30,7 MeV D 36,2 MeV Câu 23 Sắp xếp theo thứ tự tăng dần độ bền vững hạt nhân sau : F ; N ; U Cho biết : mF = 55,927u ; mN = 13,9992u ; mU = 238,0002u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u A N ; U ; F B F ; U ; N C F ; N ; U D N ; F ; U 60 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Câu 24 Cần lượng để tách hạt nhân 1g He thành prôtôn nơtrôn tự ? Cho mHe = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; 1u.c2 = 931MeV ; 1eV = 1,6.10-19(J) A 6,833.1011 (J) B 5,364.1011 (J) C 7,325.1011 (J) D 8,273.1011 (J) Câu 25 Năng lượng cần thiết để bứt nơtrôn khỏi hạt nhân Na ? Cho mNa = 22,9837u ; mn = 1,0087u ; 1u.c2 = 931MeV A 12,4 MeV B 6,2 MeV C 3,5 MeV D 17,4 MeV Câu 26 Năng lượng nhỏ để tách hạt nhân He thành hai phần giống ? Cho mHe = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV A 23,8 MeV B 12,4 MeV C 16,5 MeV D 3,2 MeV Câu 27 Năng lượng liên kết cho nuclon hạt nhân Ne ; He C tương ứng 8,03 MeV ; 7,07 MeV 7,68 MeV Năng lượng cần thiết để tách hạt nhân Ne thành hai hạt nhân He hạt nhân C : A 11,9 MeV B 10,8 MeV C 15,5 MeV D 7,2 MeV Câu 28 Tìm lượng tỏa hạt nhân U phóng xạ tia α tạo thành đồng vị Thôri Th Cho lượng liên kết riêng hạt α 7,1 MeV, 234U 7,63 MeV, 230Th 7,7 MeV A 13,98 MeV B 10,82 MeV C 11,51 MeV D 17,24 MeV Câu 29(ĐH – 2007): Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10 -27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 126 thành nuclôn riêng biệt A 72,7 MeV B 89,4 MeV C 44,7 MeV D 8,94 MeV Câu 30(CĐ 2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) 1,007276u u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Error! Not a valid link.bằng A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV 10 Câu 31(ĐH–2008): Hạt nhân Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) m n = 1,0087u, 10 khối lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Be A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV 16 Câu 32(CĐ 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 16 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV 40 Câu 33 (ĐH–CĐ 2010)Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 18 Ar ; Li là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145u u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân Li lượng liên 40 kết riêng hạt nhân 18 Ar A lớn lượng 5,20 MeV B lớn lượng 3,42 MeV C nhỏ lượng 3,42 MeV D nhỏ lượng 5,20 MeV Câu 34: Tính lượng toả phản ứng hạt nhân 21 D + 21 D → 23 He + n, biết lượng liên kết hạt nhân 21 D , 23 He tương ứng 2,18MeV 7,62MeV A 3,26MeV B 0,25MeV C 0,32MeV D 1,55MeV Câu 35: Khối lượng nguyên tử H, Al, nơtron 1,007825u ; 25,986982u ; 1,008665u ; 1u = 26 931,5MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 13 Al A 211,8 MeV B 2005,5 MeV C 8,15 MeV/nuclon D 7,9 MeV/nuclon Câu 36: Tính lượng liên kết hạt nhân đơtêri D = H Biết khối lượng m D = 2,0136u , mp = 1,0073u mn = 1,0087u A 3,2 MeV B 1,8 MeV C 2,2 MeV D 4,1 MeV 61 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Câu 37: Xét phản ứng hạt nhân xảy bắn phá nhôm hạt α : 27 30 13 Al + α →15 P + n Biết khối lượng mAL = 26,974u , mp = 29,970u , m α = 4,0015u, mn = 1,0087u.Tính lượng tối thiểu hạt α để phản ứng xảy Bỏ qua động hạt sinh A MeV B MeV C MeV D MeV Câu 38 Một nguyên tử U235 phân hạch toả 200 MeV Nếu 2g chất bị phân hạch lượng toả ra: A 8,2.1010J B 16,4.1010J C.9,6.1010J D 14,7.1010J Câu 39 Xét phản ứng hạt nhân sau : D + T -> He + n Biết độ hụt khối tạo thành hạt nhân : D ; T ; He ΔmD = 0,0024u ; ΔmT = 0,0087u ; ΔmHe = 0,305u Năng lượng tỏa phản ứng : A 18,1 MeV B 15,4 MeV C 12,7 MeV D 10,5 MeV Câu 40 Hạt nhân He có khối lượng 4,0015u Năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân là: A 26,49 MeV B 30,05 MeV C.28,41MeV D 66,38 MeV 1/3 Câu 41 Cơng thức gần cho bán kính hạt nhân R = R0A với R0 = 1,2 fecmi (1 fecmi = 10-15 m), A số khối Khối lượng riêng hạt nhân: A 0,25.1018 kg/m3 B 0,35.1018 kg/m3 C.0,48.1018kg/m3 D 0,23.1018 kg/m3 Câu 42(CĐ 2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) ur là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) 1,007276u u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân p A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV 10 Be Câu 43(ÐỀ ĐH – 2008): Hạt nhân có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrơn (nơtron) m n = 1,0087u, khối 10 lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Be A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV 16 Câu 44(Đề cđ 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u 16 = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 45(Đề ĐH – CĐ 2010)Cho ba hạt nhân X, Y Z có số nuclôn tương ứng A X, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng ΔE X, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tính bền vững giảm dần A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y Câu 46(ÐỀ ĐH – 2009): 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 40 Câu 47 (Đề thi ĐH – CĐ 2010 ): Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 18 Ar ; Li là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân Li lượng liên kết riêng hạt 40 nhân 18 Ar A lớn lượng 5,20 MeV C nhỏ lượng 3,42 MeV B lớn lượng 3,42 MeV D nhỏ lượng 5,20 MeV Câu 48 Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân ? A Năng lượng liên kết B Năng lượng liên kết riêng C Số hạt prôlôn D Số hạt nuclôn Câu 49(ÐỀ ĐH– 2009): Giả sử hai hạt nhân X Y có độ hụt khối số nuclôn hạt nhân X lớn số nuclơn 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 62 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân Y Câu 50(Đề thi CĐ 2011) 235 : Biết khối lượng hạt nhân 92U 234,99 u, proton 1,0073 u nơtron 1,0087 u Năng lượng 235 liên kết riêng hạt nhân 92U A 8,71 MeV/nuclôn B 7,63 MeV/nuclôn C 6,73 MeV/nuclôn D 7,95 MeV/nuclôn ( Z m p + N mn − m) HD: W= Chọn B = 7,63 MeV/nuclôn A 56 235 Câu 51(Đề CĐ- 2012) : Trong hạt nhân: He , Li , 26 Fe 92 U , hạt nhân bền vững 235 56 A 92 U B 26 Fe C Li D He Giải: Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững hạt nhân có số khối từ 50 đến 70 lớn lượng liên kết riêng hạt nhân có số khối < 50 > 70 Do đó, số hạt nhân 56 cho hạt nhân bền vững 26 Fe Chọn B Câu 52(Đề ĐH- 2012) : Các hạt nhân đơteri H ; triti H , heli He có lượng liên kết 2,22 MeV; 8,49 MeV 28,16 MeV Các hạt nhân xếp theo thứ tự giảm dần độ bền vững hạt nhân 3 4 3 A H ; He ; H B H ; H ; He C He ; H ; H D H ; He ; H Năng lượng liên kết riêng đơteri H ; triti H , heli He 1,11 MeV/nuclon; 2,83MeV/nuclon 7,04 MeV/nuclon Năng lượng liên kết riêng lớn bền vững Chọn C Câu 53 Cho lượng liên kết hạt nhân He 28,3MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A 14,15 MeV/nuclon B 14,15 eV/nuclon C 7,075 MeV/nuclon D 4,72 MeV/nuclon Câu 54 Khối lượng hạt nhân Li 7,0160 (u), khối lượng prôtôn 1,0073(u), khối lượng nơtron 1,0087(u), 1u = 931 MeV/e2 Năng lương liên kết hạt nhân Li A 37,9 (MeV) B 3,79 (MeV) C 0,379 (MeV) D 379 (MeV) 60 Câu 55 Hạt nhân 27 Co có khối lượng 55,940 u Biết khối lượng prôtôn 1,0073 u khối lượng 60 Co nơtron 1,0087 u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 27 A 70,5 MeV B 70,4MeV C 48,9 MeV D 54,4 MeV Câu 56 Độ hụt khối hạt nhân terri (D) 0,0024u Biết mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u Khối lượng hạt dowterri A 2,1360u B 2,0136u C 2,1236u D 3,1036u 29 40 Câu 57 (Đề thi ĐH – CĐ 2010 )So với hạt nhân 14 Si , hạt nhân 20 Ca có nhiều A 11 nơtrơn prôtôn C nơtrôn prôtôn B nơtrôn prôtôn D nơtrôn 12 prôtôn 35 Câu 58(Đề thi CĐ- 2011): Hạt nhân 17 Cl có: A 35 nơtron B 35 nuclơn C 17 nơtron D 18 proton 238 Câu 59(Đề thi CĐ 2009): Biết NA = 6,02.10 mol Trong 59,50 g 92 U có số nơtron xấp xỉ 23 A 2,38.1023 B 2,20.1025 -1 C 1,19.1025 3 Câu 60(Đề CĐ- 2012) : Hai hạt nhân T He có A số nơtron B số nuclơn C điện tích 3 Giải: Hai hạt nhân T He có số nuclơn Chọn B D 9,21.1024 D số prôtôn Câu 61(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol khối lượng hạt nhân số khối Số prơtơn (prơton) có 0,27 gam Al1327 A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022 63 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ 2.PHĨNG XẠ: Câu Phóng xạ tượng hạt nhân A phát xạ điện từ B tự phát tia α, β, γ C tự phát tia phóng xạ biến thành hạt nhân khác D phóng tia phóng xạ, bị bắn phá hạt chuyển động nhanh Câu Phóng xạ khơng có thay đổi cấu tạo hạt nhân? A Phóng xạ α B Phóng xạ C Phóng xạ D Phóng xạ Câu Trong q trình phóng xạ chất, số hạt nhân phóng xạ A giảm theo thời gian B giảm theo đường hypebol C không giảm D giảm theo quy luật hàm số mũ Câu Hãy chọn câu tia phóng xạ A Tia α gồm hạt nhân nguyên tử 23 He B Tia γ thực chất sóng điện từ có λ dài C Tia β-gồm electron có kí hiệu −01e D Tia β+ gồm pơzitron có kí hiệu 01e Câu Trong phóng xạ γ hạt nhân A tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn B tiến hai ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn C lùi so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn D khơng thay đổi vị trí so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn Câu Phản ứng hạt nhân khơng tn theo định luật bảo tồn sau đây? A Định luật bảo tồn điện tích B Định luật bảo toàn lượng C Định luật bảo toàn số khối D Định luật bảo toàn khối lượng Câu Định luật phóng xạ cho biểu thức sau đây? A N(t) = No e-λT B N(t) = No eλt C N(t) = No.e-tln2/T D N(t) = No.2t/T Câu Hằng số phóng xạ λ chu kỳ bán rã T liên hệ hệ thức 0,963 A λ T = ln B λ = T.ln C λ = T / 0,693 D.λ=T Câu Chọn câu sai tia phóng xạ A Khi vào từ trường tia β+ tia β- lệch hai phía khác B Khi vào từ trường tia β+ tia α lệch hai phía khác C Tia phóng xạ qua từ trường khơng lệch tia γ D Khi vào từ trường tia β- tia α lệch hai phía khác Câu 10 Phóng xạ sau có hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ A Phóng xạ α B Phóng xạ β − C Phóng xạ β + D Phóng xạ γ Câu 11 Một lượng chất phóng xạ có số lượng hạt nhân ban đầu N0 sau chu kì bán rã ,số lượng hạt nhân phóng xạ cịn lại A N0/2 B N0/4 C N0/8 D m0/16 238 234 Câu 12 Hạt nhân Uran 92 U phân rã cho hạt nhân Thori 90Th Phân rã thuộc loại phóng xạ nào? A Phóng xạ α B Phóng xạ βC Phóng xạ β+ D Phóng xạ γ − A Câu 13 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β hạt nhân Z X biến đổi thành hạt nhân ZA''Y A Z' = (Z + 1); A' = A B Z' = (Z – 1); A' = A C Z' = (Z + 1); A' = (A – 1) D Z' = (Z – 1); A' = (A + 1) + A Câu 14 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β hạt nhân Z X biến đổi thành hạt nhân AZ''Y A Z' = (Z – 1); A' = A B Z' = (Z – 1); A' = (A + 1) C Z' = (Z + 1); A' = A D Z' = (Z + 1); A' = (A – 1) + Câu 15 Trong phóng xạ β hạt prơton biến đổi theo phương trình đây? A p → n + e + + ν B p → n + e + C n → p + e − + ν D n → p + e − 64 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Câu 16 Hạt nhân phóng xạ Hạt nhân sinh có A 5p 6n B 6p 7n C 7p 7n D 7p 6n 209 Câu 17 Chất 84 Po chất phóng xạ α tạo thành chì Pb Phương trình phóng xạ q trình : 209 209 82 209 213 Po→ 24 He+ 205 Po→ 42 He+ 207 82 Pb D 84 Po→ He + 205 Pb 80 Pb B 84 Po + He→ 86 Pb C 84 Câu 18 Phát biểu sau không đúng? A Hạt β + hạt β − có khối lượng B Hạt β + hạt β − phóng từ đồng vị phóng xạ C Khi qua điện trường hai tụ hạt β + hạt β − bị lệch hai phía khác D Hạt β + hạt β − phóng có vận tốc (gần vận tốc ánh sáng) Câu 19 Phốtpho có chu kỳ bán rã 14 ngày Ban đầu có 300g phốt Sau 70 ngày đêm, lượng phốt lại: A 7.968g B 7,933g C 8,654g D.9,735g Câu 20 Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T thời điểm ban đầu có No = 2.10 16 hạt nhân Sau khoảng thời gian 2T số hạt nhân lại là: A 5.1016 hạt nhân B 5.1015 hạt nhân C 2.1016 hạt nhân D 2.1015 hạt nhân 226 Câu 21 Chu kỳ bán rã 88 Ra 1600 năm Thời gian để khối lượng Radi lại 1/4 khối lượng ban đầu A 6400 năm B 3200 năm C 4200 năm D 4800 năm Câu 22 Giả sử sau phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu), Số hạt nhân đồng vị phóng xạ cịn lại 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vị A 0,5 B C D 1,5 Câu 23 Chu kỳ bán rã chất phóng xạ 2,5 năm Sau năm, tỉ số số hạt nhân lại số hạt nhân ban đầu bao nhiêu? A 40% B 24,2% C 75,8% D B, C sai Câu 24 Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T thời điểm ban đầu có No = 2.10 hạt nhân Sau khoảng thời gian 2T, 3T số hạt nhân lại là: N N N N N N N N A o , o B o , o C o , o D o , o 16 16 Câu 25 Một đồng vị phóng xạ A lúc đầu có No = 2,86 10 hạt nhân Trong đầu có 2,29 1015 hạt nhân bị phân rã Chu kỳ bán rã đồng vị A bao nhiêu? A B 30 phút C 15 phút D A, B, C sai 238 α β β A → Th  → Pa  → Z X ; Trong Z , A : Câu 26 Urain phân rã theo chuỗi phóng xạ 92 U  A Z = 90 ; A = 234 B Z = 92 ; A = 234 C Z = 90 ; A = 236 D Z = 90 ; A = 238 222 Câu 27 Tại thời điểm ban đầu người ta có 1,2g 86Rn Radon chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 3,6 ngày A 209 84 222 Sau khoảng thời gian t = 1,4T số nguyên tử 86Rn lại là? A N = 1,874.1018 B N = 2,165.1019 C N = 1,2336.1021 D N = 2,465.1020 Câu 28 (Đề thi ĐH – CĐ 2010) Ban đầu có N0 hạt nhân mẫu chất phóng xạ ngun chất có chu kì bán rã T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã mẫu chất phóng xạ A N0 B N0 C N0 D N0 14 Câu 29 (Đề thi ĐH – CĐ 2010)Biết đồng vị phóng xạ C có chu kì bán rã 5730 năm Giả sử mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút mẫu gỗ khác loại, khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút Tuổi mẫu gỗ cổ cho A 1910 năm B 2865 năm C 11460 năm D 17190 năm 65 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Câu 30 (Đề thi ĐH – CĐ 2010)Ban đầu (t = 0) có mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t mẫu chất phóng xạ X cịn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã chất phóng xạ A 50 s B 25 s C 400 s D 200 s Câu 31 (Đề thi ĐH – CĐ 2010)Khi nói tia α, phát biểu sau sai? A Tia α phóng từ hạt nhân với tốc độ 2000 m/s B Khi qua điện trường hai tụ điện, tia α bị lệch phía âm tụ điện C Khi khơng khí, tia α làm ion hóa khơng khí dần lượng D Tia α dòng hạt nhân heli ( 24 He ) Câu 32(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân Sau năm, lại phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau năm nữa, số hạt nhân cịn lại chưa phân rã chất phóng xạ A N0 16 B N0 C N0 D N0 Câu 33(ÐỀ ĐH – 2009): Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau khoảng thời gian số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian ba lần số hạt nhân cịn lại đồng vị ấy? A 0,5T B 3T C 2T D T Câu 34(Đề CĐ- 2012) : Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Ban đầu (t=0), mẫu chất phóng xạ X có số hạt N0 Sau khoảng thời gian t=3T (kể từ t=0), số hạt nhân X bị phân rã A 0,25N0 B 0,875N0 C 0,75N0 D 0,125N0 Giải: số hạt nhân X bị phân rã ∆N = N0(1 - ) = 0,875N0 Chọn B Câu 35(CĐ 2008): Trong trình phân rã hạt nhân U92238 thành hạt nhân U92234, phóng hạt α hai hạt A nơtrôn (nơtron) B êlectrôn (êlectron) C pôzitrôn (pơzitron) D prơtơn (prơton) Câu 36(CĐ 2008): Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Khối lượng chất X lại sau khoảng thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu A 3,2 gam B 2,5 gam C 4,5 gam D 1,5 gam Câu 37(CĐ 2008): Khi nói phóng xạ, phát biểu đúng? A Sự phóng xạ phụ thuộc vào áp suất tác dụng lên bề mặt khối chất phóng xạ B Chu kì phóng xạ chất phụ thuộc vào khối lượng chất C Phóng xạ phản ứng hạt nhân toả lượng D Sự phóng xạ phụ thuộc vào nhiệt độ chất phóng xạ Câu 38(CĐ 2008): Phản ứng nhiệt hạch A nguồn gốc lượng Mặt Trời B tách hạt nhân nặng thành hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao C phản ứng hạt nhân thu lượng D phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành hạt nhân nặng 226 222 Câu 39(ÐỀ ĐH– 2008): Hạt nhân 88 Ra biến đổi thành hạt nhân 86 Rn phóng xạ A α β- B β- C α D β+ Câu 40(ÐỀ ĐH – 2008): Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) lượng chất phóng xạ lại phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu? A 25% B 75% C 12,5% D 87,5% Câu 41(ÐỀ ĐH – 2008): Phát biểu sai nói độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)? A Độ phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ B Đơn vị đo độ phóng xạ becơren C Với lượng chất phóng xạ xác định độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử lượng chất D Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ lượng chất Câu 42(Đề thi CĐ- 2011): Trong khoảng thời gian 4h có 75% số hạt nhân ban đầu đồng vị phóng xạ bị phân rã Chu kì bán rã đồng vị là: A 1h B 3h C 4h D 2h ∆N 1 t t = − k = 0.75 ⇒ k = ⇒ k = = ⇒ T = = 2h Chọn D HD: N0 T 2 66 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Câu 43(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008) : Hạt nhân A1 Z1 X phóng xạ biến thành hạt nhân nhân X, Y số khối chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ lượng chất A1 Z1 A2 Z2 Y bền Coi khối lượng hạt X có chu kì bán rã T Ban đầu có khối A1 X, sau chu kì bán rã tỉ số khối lượng chất Y khối lượng chất X Z1 A1 A2 A2 A1 A B C D A2 A1 A1 A2 Câu 44(Đề thi CĐ 2009): Phát biểu sau sai nói tượng phóng xạ? A Trong phóng xạ α, hạt nhân có số nơtron nhỏ số nơtron hạt nhân mẹ B Trong phóng xạ β-, hạt nhân mẹ hạt nhân có số khối nhau, số prơtơn khác C Trong phóng xạ β, có bảo tồn điện tích nên số prơtơn bảo tồn D Trong phóng xạ β+, hạt nhân mẹ hạt nhân có số khối nhau, số nơtron khác Câu 45(Đề thi CĐ 2009): Gọi τ khoảng thời gian để số hạt nhân đồng vị phóng xạ giảm bốn lần Sau thời gian 2τ số hạt nhân cịn lại đồng vị phần trăm số hạt nhân ban đầu? A 25,25% B 93,75% C 6,25% D 13,5% Câu 46(Đề thi CĐ- 2011): Một mẫu chất phóng xạ có chu kì bán rã T Ở thời điểm t1 t2 (với t2 > t1 ) kể từ thời điểm ban đầu độ phóng xạ mẫu chất tương ứng H1 H Số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 H1 + H ( H1 − H )T ( H1 + H )T ( H1 − H ) ln A B C D 2(t2 − t1 ) ln ln T ( H − H ) ( H1 − H )T HD: H = λN1 ; H = λN ⇒ ∆N = N1 − N = = Chọn A λ ln Câu 47(Đề CĐ- 2012) : Giả thiết chất phóng xạ có số phóng xạ λ = 5.10-8s-1 Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ giảm e lần (với lne = 1) A 5.108s B 5.107s C 2.108s D 2.107s N Giải 1: N=N0 e − λt = = N0e-1 -> λt = => t = = 2.107 (s) Chọn D e λ N0 N0 N Giải 2: N = t = eλt = e => λt = Hay t = λ =2.107s Chọn D 2T 210 206 Câu 48(Đề thi ĐH – 2011): Chất phóng xạ poolooni 84 Po phát tia α biến đổi thành chì 82 Pb Cho chu kì 210 84 Po 138 ngày Ban đầu (t = 0) có mẫu pôlôni chuyên chất Tại thời điểm t 1, tỉ số số hạt nhân pôlôni số hạt nhân chì mẫu Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số số hạt nhân pơlơni số hạt nhân chì mẫu A B 16 HD: Phương trình phóng xạ hạt nhân C 210 84 15 Po → α + 206 82 Pb D 25 Số hạt nhân chì sinh số hạt Poloni bị phân rã: N pb = ∆N Po N1Po N1 N1 N 2− k1 = = = = ⇔ k1 = ⇒ t1 = 2T = 276 ngày Ở thời điểm t1: − k1 N1Pb ∆N1 N − N1 N (1 − ) Ở thời điểm t2 = t1 + 276 = 552 ngày ⇒ k2 = ⇒ N Po N N2 N 2− k 2 −4 = = = = = Chọn C −k −4 N Pb ∆N N − N N (1 − ) − 15 67 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Câu 49(Đề ĐH- 2012) : Hạt nhân urani q trình đó, chu kì bán rã chứa 1,188.1020 hạt nhân 238 92 U sau chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì 238 92 206 82 Pb Trong U biến đổi thành hạt nhân chì 4,47.10 năm Một khối đá phát có 238 92 U 6,239.1018 hạt nhân 206 82 Pb Giả sử khối đá lúc hình thành khơng chứa chì 238 tất lượng chì có mặt sản phẩm phân rã 92U Tuổi khối đá phát A 3,3.108 năm B 6,3.109 năm C 3,5.107 năm D 2,5.106 năm Giải: Số hạt nhân chì tạo thành số hạt nhân uran bị phân rã N Pb NU = (NU + NPb) e − λt => e λt = (1 + ) = 1,0525 => NU ln1,0525 t = T = 0,32998 109 năm = 3,3 ,108 năm Chọn đáp án A ln 3.PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 37 A 37 Câu 50 Phương trình phóng xạ: 17 Cl + Z X → n + 18 Ar Trong Z, A là: A Z = 1, A = B Z = 2, A = C.Z = 1, A = D Z = 2, A = 235 A 93 − Câu 51 Phương trình phản ứng : 92 U + n→ Z X + 41 Nb + 3n + β Trong Z , A : A Z = 58 ; A = 143 B Z = 44 ; A = 140 C Z = 58 ; A = 140 D Z = 58 ; A = 139 Câu 52 Cho phản ứng hạt nhân sau: 24 He + 17 19 10 14 N → X+ 1 H Hạt nhân X hạt sau đây: C Li D He A O B Ne 23 20 Câu 53 Trong phản ứng hạt nhân: 12 D + 12D → X + p 11 Na + p → Y + 10 Ne X Y là: A Triti α B Prôton α C Triti đơtêri D α triti 25 22 Câu 54 Xác định hạt x phản ứng sau : 12 Mg + x → 11 Na + α A proton B nơtron C electron D pozitron 2 Câu 55 Cho phản ứng hạt nhân sau : H + H → He + n + 3,25 MeV Biết độ hụt khối 12 H ∆mD = 0,0024 u 1u = 931 MeV/e2 Năng lượng liên kết hạt nhân 23 He A 7,72 MeV B 77,2 MeV C 772 MeV D 0,772 MeV 19 16 F He + O Câu 56(Đề CĐ- 2012) : Cho phản ứng hạt nhân: X + →2 Hạt X A anpha B nơtron C đơteri D prôtôn 19 16 Giải: X + F → He +8 O Hạt X có số khối A = 16 + - 19 = có nguyên tử số Z = + – = Vậy X prôtôn Chọn D Câu 57 Phản ứng tổng hợp hạt nhân nhẹ xảy ở: A Nhiệt độ bình thường B Nhiệt độ thấp C Nhiệt độ cao D Áp suất cao Câu 58 Trong lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử hệ số nhân nơtrôn k phải thỏa mãn điều kiện nào? A.k 1 C.k ≤ D.k=1 Câu 59 Trong phản ứng hạt nhân tỏa lượng, đại lượng sau hạt sau phản ứng lớn so với lúc trước phản ứng A Tổng khối lượng hạt B Tổng độ hụt khối hạt C Tổng số nuclon hạt D Tổng vectơ động lượng hạt Câu 60 Sự phân hạch vỡ hạt nhân nặng A Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, hấp thụ nowtron B Một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ C Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, cách tự phát 68 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ D Thành hai hạt nhân nhẹ vài nowtron, sau hấp thụ nơtron chậm Câu 61 Phản ứng nhiệt hạch A Kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng điều kiện nhiệt độ cao B Kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành hạt nhân nặng nhiệt độ cao C Phân chia hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ kèm theo tỏa nhiệt D Phân chia hạt nhân nặng thành hạt nhân nhẹ Câu 62 Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân A Tỏa nhiệt lượng lớn B Cần nhiệt độ cao thực C Hấp thụ nhiệt lượng lớn D Trong đó, hạt nhân nguyên tử nung chảy thành nuclon Câu 63 (Đề ĐH – CĐ 2010 )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 235 Câu 64(ÐỀ ĐH-2009): Trong phân hạch hạt nhân 92 U , gọi k hệ số nhân nơtron Phát biểu sau đúng? A Nếu k < phản ứng phân hạch dây chuyền xảy lượng tỏa tăng nhanh B Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì gây nên bùng nổ C Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền khơng xảy D Nếu k = phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy 4.NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 27 30 Câu 65 Cho phản ứng hạt nhân 13 Al + α →15 P + n Biết khối lượng mAl = 26,97u ; m α = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; mP = 29,97u 1uc2 = 931,5 MeV Bỏ qua động hạt tạo thành Năng lượng tối thiểu để phản ứng xảy A 5,804 MeV B 4,485 Mev C 6,707 MeV D 4,686 MeV 27 30 Câu 66 Cho phản ứng hạt nhân α + 13Al → 15P + n , khối lượng hạt nhân mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lượng mà phản ứng toả thu vào bao nhiêu? A Toả 4,275152MeV B Thu vào 2,67197MeV -13 C Toả 4,275152.10 J D Thu vào 2,67197.10-13J Câu 67 Hạt α có khối lượng 4,0015u Năng lượng tỏa tạo thành 1mol hêli ? Cho mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV ; NA = 6,02.1023hạt/mol A 2,73.1012 (J) B 3,65.1012 (J) C 2,17.1012 (J) D 1,58.1012 (J) Câu 68(ÐỀ ĐH – 2009): Cho phản ứng hạt nhân: 1T + D → He + X Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u 1u = 931,5 MeV/c Năng lượng tỏa phản ứng xấp xỉ A 15,017 MeV B 200,025 MeV C 17,498 MeV D 21,076 MeV 23 20 23 20 Câu 69(Đề ĐH -2009): Cho phản ứng hạt nhân: 11 Na + H → He + 10 Ne Lấy khối lượng hạt nhân 11 Na ; 10 Ne ; He ; 11 H 22,9837 u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073 u 1u = 931,5 MeV/c Trong phản ứng này, lượng A thu vào 3,4524 MeV B thu vào 2,4219 MeV C tỏa 2,4219 MeV D tỏa 3,4524 MeV Câu 70 (Đề ĐH – CĐ 2010)Phóng xạ phân hạch hạt nhân A có hấp thụ nơtron chậm B phản ứng hạt nhân thu lượng C phản ứng hạt nhân D phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 71 (Đề ĐH – CĐ 2010)Dùng prơtơn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 94 Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X hạt α Hạt α bay theo phương vng góc với phương tới prơtơn có động MeV Khi tính động hạt, lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng 69 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ A 3,125 MeV B 4,225 MeV C 1,145 MeV D 2,125 MeV 210 Câu 72 (Đề ĐH – CĐ 2010)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 Câu 73 (Đề thi ĐH – CĐ 2010)Cho phản ứng hạt nhân H + H → He + n + 17, MeV Năng lượng tỏa tổng hợp g khí heli xấp xỉ A 4,24.108J B 4,24.105J C 5,03.1011J D 4,24.1011J Câu 74 (Đề ĐH – CĐ 2010)Dùng hạt prơtơn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti ( Li ) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu hai hạt giống có động khơng kèm theo tia γ Biết lượng tỏa phản ứng 17,4 MeV Động hạt sinh A 19,0 MeV.B 15,8 MeV C 9,5 MeV D 7,9 MeV 210 Po Câu 75 (Đề ĐH – CĐ 2010)Pôlôni 84 phóng xạ α biến đổi thành chì Pb Biết khối lượng hạt nhân Po; α; Pb là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u u = 931,5 phân rã xấp xỉ A 5,92 MeV.B 2,96 MeV C 29,60 MeV MeV Năng lượng tỏa hạt nhân pôlôni c2 D 59,20 MeV Câu 76(Đề CĐ 2011): Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đứng yên thu hạt proton hạt 14 17 nhân ôxi theo phản ứng: α + N → O + p Biết khối lượng hạt phản ứng là: mα = 4, 0015 u; mN = 13,9992 u; mO = 16, 9947 u; mp= 1,0073 u Nếu bỏ qua động hạt sinh động tối thiểu hạt α A 1,503 MeV B 29,069 MeV C 1,211 MeV D 3,007 Mev 2 W + m c = mc ⇒ W = mc − m0 c = 1,211MeV Chọn C HD: áp dụng định luật bảo toàn lượng : đα đα 4 Câu 77(Đề CĐ- 2011): Cho phản ứng hạt nhân H + Li → He + He Biết khối lượng hạt đơteri, liti, heli phản ứng 2,0136 u; 6,01702 u; 4,0015 u Coi khối lượng nguyên tử khối lượng hạt nhân Năng lượng tỏa có 1g heli tạo thành theo phản ứng A 3,1.1011 J B 4, 2.1010 J C 2,1.1010 J D 6, 2.1011 J 1 23 −13 HD: Wtỏa= N α (m0 − m)c = 6,02.10 (2,0136 + 6,01702 − 2.4,0015).931,5.1,6.10 = 3,1.1011 J Chọn A 2 2 3 Câu 78(Đề CĐ- 2012) : Cho phản ứng hạt nhân : D +1 D →2 He + n Biết khối lượng D,2 He,0 n mD=2,0135u; mHe = 3,0149 u; mn = 1,0087u Năng lượng tỏa phản ứng A 1,8821 MeV B 2,7391 MeV C 7,4991 MeV D 3,1671 MeV Giải: Năng lượng tỏa phản ứng: ∆E = (2mD - mHe - mn)c2 = 0,0034uc2 = 3,1671 MeV Chọn D Câu 79(Đề ĐH – 2011): Bắn prôtôn vào hạt nhân Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống bay với tốc độ theo phương hợp với phương tới prơtơn góc 60 Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối Tỉ số tốc độ prơtơn tốc độ độ hạt nhân X A B HD Phương trình phản ứng hạt nhân C p + 37Li →24 He+ 24He    Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, Pp = Pα + Pα từ hình vẽ 1 vp D PHe 600 Pp m He = Chọn A v He mp PHe Câu 80(Đề ĐH 2011: Giả sử phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng hạt trước phản ứng nhỏ tổng khối lượng hạt sau phản ứng 0,02 u Phản ứng hạt nhân A tỏa lượng 1,863 MeV B tỏa lượng 18,63 MeV C thu lượng 1,863 MeV D thu lượng 18,63 MeV Pp = PHe ⇔ m p v p = mα vα ⇒ = 70 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ HD :m0 < m nên phản ứng thu lượng Năng lượng phản ứng thu vào : W = ( m – m0 ).c2|= 0,02.931,5 = 18,63MeV Câu 81(Đề ĐH- 2012) : Tổng hợp hạt nhân heli He từ phản ứng hạt nhân H + Li → He + X Mỗi phản ứng tỏa lượng 17,3 MeV Năng lượng tỏa tổng hợp 0,5 mol heli A 1,3.1024 MeV B 2,6.1024 MeV C 5,2.1024 MeV D 2,4.1024 MeV 4 Giải: Hạt nhân X He Khi hạt He tạo thành lượng tỏa ∆E = 17,3MeV Trong 0,5mol 24 He có Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 24 He Do Năng lượng tỏa tổng hợp 0,5 mol heli E = 6,02.1023.17,3 = 2,6.1024 MeV Chọn B Câu 82(Đề thi ĐH – 2011): Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân Y Gọi m1 m2, v1 v2, K1 K2 tương ứng khối lượng, tốc độ, động hạt α hạt nhân Y Hệ thức sau đúng? v m K1 v1 m K1 v1 m1 K1 v1 m K = = = = = = = = A B C D v1 m1 K v m1 K v2 m2 K v m1 K1 HD Phương trình phóng xạ : X → α + Y   ĐLBT toàn động lượng : P1 + P2 = ⇒ P1 = P2 ⇒ m1.v1 = m2.v2 ⇒ v1 m2 = v m1 (1) K1 m2 K m v = (2) từ (1); (2) : = = Chọn B m1 K m1 v K Câu 83(Đề CĐ- 2011): Một hạt nhân chất phóng xạ A đứng n phân rã tạo hai hạt B C Gọi mA, mB, mC khối lượng nghỉ hạt A, B, C c tốc độ ánh sáng chân khơng Q trình phóng xạ tỏa lượng Q Biểu thức sau đúng? Q A mA = mB + mC + B mA = mB + mC c Q Q C mA = mB + mC - D mA = − mB - mC c c Q HD: Q = (mA -mB - mC )c2 ⇒ mA = mB + mC + Chọn A c Câu 84(Đề ĐH- 2012) : Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân Y Biết hạt nhân X có số khối A, hạt α phát tốc độ v Lấy khối lượng hạt nhân số khối tính theo đơn vị u Tốc độ hạt nhân Y 4v 2v 4v 2v A B C D A+ A−4 A−4 A+ 4v Giải: theo ĐL bảo toàn động lượng mYvY = mαvα => vY = Chọn C A−4 P1 = P2 ⇒P12 = P22 ⇒ 2m1.K1 = 2m2.K2 ⇒ Câu 85(ÐỀ ĐH – 2008) : 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 mα A mB m  B  B ÷  mα  mB C mα m  D  α ÷  mB  Câu 86 (Đề ĐH – CĐ 2010 )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 1,25m0c2 B 0,36m0c2 C 0,25m0c2 D 0,225m0c2 Câu 87(Đề CĐ- 2012) : Biết động tương đối tính hạt lượng nghỉ Tốc độ hạt (tính theo tốc độ ánh sáng chân không c) 71 Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ A c B c Giải: Ta có : E = E0 +Wđ = 2E0 => mc2 = 2m0c2 => c m0 c C D = 2m0c2 => - c v2 = => v = c Chọn C c v c2 Câu 88(Đề CĐ- 2011): Một hạt chuyển động với tốc độ 0,8 lần tốc độ ánh sáng chân không Theo thuyết tương đối hẹp, động Wd hạt lượng nghỉ E0 liên hệ với hệ thức 8E 15E 3E 2E A Wd = B Wd = C Wd = D Wd = 15 E0 E0 E0 − E0 = − E0 = − E0 ⇒ 2E 0,6 Wd = HD: Wd =E- E0 = v2 0,8 2.c 1− 1− c c2 Câu 89: Khi nói hạt sơ cấp, phát biểu sau đúng? A Nơtrinơ hạt sơ cấp có khối lượng nghỉ khối lượng nghỉ electron B Tập hợp mêzơn barion có tên chung hađrôn C Prôtôn hạt sơ cấp có phản hạt nơtron D Phân tử, nguyên tử hạt sơ cấp Câu 90(Đề ĐH – 2011): Xét hạt : nơtrinô, nơtron, prôtôn, êlectron Các hạt xếp theo thứ tự giảm dần khối lượng nghỉ : A prôtôn, nơtron, êlectron, nơtrinô C nơtrinô, nơtron, prôtôn, êlectron 1− B nơtron, prôtôn, nơtrinô, êlectron D nơtron, prôtôn, êlectron, nơtrinô Nguyên tắc thành công: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hành động kiên trì ! Bí ẩn thành cơng kiên định mục đích! Chúc em học sinh THÀNH CÔNG học tập! Sưu tầm chỉnh lý: GV: Đoàn Văn Lượng  Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com  ĐT: 0915718188 – 0906848238 72 ... X2 + X – = Phương btrình có nghiệm X1 = 0 ,125 n2 64 64 X2 = - 1 ,125