Phương pháp giải các dạng toán cơ bản vật lý 12 gv nguyễn xuân trị HAT NHAN NGUYEN TU

Hạt Nhân Nguyên Tử VII HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ A TĨM TẮT LÝ THUYẾT Tính chất cấu tạo hạt nhân A + Hạt nhân gồm có Z prơtơn A – Z (A: số nuclơn); kí hiệu: Z X Các hạt nhân có số prơtơn Z khác số nơtron N (khác số khối A) gọi đồng vị + Khối lượng hạt nhân tính đơn vị u: u = 1,66055.10-27 kg ≈ 931,5 MeV/c2 + Hệ thức Anhxtanh lượng khối lượng: E = mc2 Năng lượng liên kết hạt nhân Phản ứng hạt nhân + Lực tương tác nuclôn gọi lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh) Lực hạt nhân phát huy tác dụng hai nuclôn cách khoảng nhỏ kích thước hạt nhân (khoảng 10-15 m) + Năng lượng liên kết hạt nhân lượng lượng tối thiểu cần thiết để tách nuclơn; đo tích độ hụt khối với thừa số c2: Wlk = (Zmp + (A – Z)mn – mX)c2 = ∆mc2 + Mức độ bền vững hạt nhân tùy thuộc vào lượng liên kết riêng: ε = Wlk A Các hạt nhân có số khối A khoảng từ 50 đến 70 lượng liên kết riêng chúng có giá trị lớn nhất, vào cở 8,8 MeV/nuclơn + Phản ứng hạt nhân q trình biến đổi hạt nhân, chia thành hai loại: - Phản ứng hạt nhân tự phát - Phản ứng hạt nhân kích thích + Các định luật bảo tồn phản ứng hạt nhân: - Bảo toàn điện tích; - Bảo tồn số nuclơn (bảo tồn số khối A); - Bảo toàn lượng toàn phần; - Bảo tồn động lượng Trong phản ứng hạt nhân khơng có bảo toàn khối lượng + Năng lượng phản ứng hạt nhân: W = (mtrước - msau)c2 ≠ 0; W > tỏa lượng, W < thu lượng Phóng xạ + Phóng xạ trình phân rã tự phát hạt nhân không bền vững + Số hạt nhân phân rã nguồn giảm theo quy luật hàm số mũ: ln t N = N 2− T = N0e-λt; chu kì bán rã cho bởi: T = = λ + Các dạng phóng xạ: - Phóng xạ α: Tia α dòng hạt nhân li 42 He - Phóng xạ β-: Tia β- dịng electron −1 0, 693 λ e - Phóng xạ β+: Tia β+ dịng pơzitron 10 e - Phóng xạ γ : Tia γ sóng điện từ có bước sóng ngắn (tần số lớn), khơng mang điện Phóng xạ γ thường xảy phản ứng hạt nhân, phóng xạ α hay β-, β+ Các hạt α chuyển động với tốc độ cỡ 2.10 m/s; hạt β- β+ chuyển động với tốc độ xấp xĩ tốc độ ánh sáng cịn hạt γ (là phơtơn) chuyển động với tốc độ ánh sáng + Có phóng xạ tự nhiên phóng xạ nhân tạo Phản ứng phân hạch + Phân hạch vỡ hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung bình (kèm theo vài nơtron phát ra) + Phân hạch 235U tác dụng nơtron tỏa lượng vào cở 200 MeV trì theo trình dây chuyền (trong điều kiện khối lượng 235U đủ lớn) Các sản phẩm phân hạch hạt nhân chứa nhiều nơtron phóng xạ β- Số nơtron phát phân hạch gọi hệ số nhân nơtron k: Nếu k < phản ứng dây chuyền khơng xảy ra; k = phản ứng dây chuyền xảy không tăng vọt điều khiển được; k > phản ứng dây chuyền tăng vọt không điều khiển dẫn đến vụ nổ nguyên tử + Phản ứng dây chuyền có điều khiển tạo lị phản ứng Trang Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 Phản ứng nhiệt hạch + Phản ứng nhiệt hạch q trình hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp thành hạt nhân nặng + Thực tế quan tâm đến phản ứng nhiệt hạch tạo nên hêli: 2 3 1 H + H → He ; H + H → He ; H + H → He + n + Điều kiện thực phản ứng nhiệt hạch: Nhiệt độ cao (50 ÷ 100 triệu độ) + Năng lượng nhiệt hạch nguồn gốc lượng Mặt Trời + Năng lượng nhiệt hạch Trái Đất, với ưu việt không gây ô nhiễm (sạch) nguyên liệu dồi nguồn lượng kỉ XXI B MỘT SỐ BÀI TỐN ĐIỂN HÌNH 10 Câu 1: Khối lượng hạt Be mBe = 10,01134u, khối lượng nơtron m N = 1,0087u, khối lượng proton mP = 1,0073u Tính độ hụt khối hạt nhân 10 Be bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Xác định cấu tạo hạt nhân 10 Be có Z = 4proton, N= A – Z = 10 – = notron Độ hụt khối: ∆m =  Z m p + ( A − Z ).mN − mhn  = 4.1,0073u + 6.1,0087u – 10,01134u = 0,07u Câu 2: Xác định số Nơtrôn hạt nhân: mp = 1,00728u; mHe = 4,0015u He Tính lượng liên kết riêng Biết mn = 1,00866u; Hướng dẫn giải:  N = A−Z Từ  ⇒ N = 4−2 =  He Ta có: ∆m = 2(m p + m n ) − 4,0015 = 0,03038 u 28,29 = 7,07 MeV Câu 3: 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 m p = 1,007276 u mn = 1,008665 u; u = 931,5 MeV/c2; số avôgađrô NA = 6,022.1023 mol-1 Hướng dẫn giải: Suy ra: ∆E = 0, 03038uc = 0, 03038.931,5MeV = 28, 29MeV ⇒ ε = Wlk ( Z m p + ( A − Z )mn − mHe ).c = A A (2.(1,007276 + 1,008685) − 4,0015).931,5 = = 7,0752 MeV Ta có: εHe = Suy ra: W = m NA.Wlk = 6,022.1023.7,0752.4 = 46,38332.1023 MeV = 7,42133.1011 J 4,0015 M Câu 4: Biết số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol hạt nhân urani Số nơtron 119 gam urani 25 A 2,2.10 hạt 238 92 U 238 92 U 238 gam/mol : B 1,2.10 25 hạt C 8,8.10 25 hạt D 4,4.10 25 hạt Hướng dẫn giải: Số hạt nhân có 119 gam urani N= 238 92 U : 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 : (A-Z) N = ( 238 – 92 ).3,01.1023 = 4,4.1025 hạt Chọn đáp án D Trang Hạt Nhân Nguyên Tử Câu 5: Tổng số hạt nguyên tử Y 52, tổng số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 16 Xác định Y? Hướng dẫn giải: Ta có: Z = (52 + 16) : = 17 => Y Clo (Cl) Câu 6: 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 cịn lại phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu? A 25% B 75% C 12,5% D 87,5% Hướng dẫn giải: Với T = 3,8 ngày ; t = 11,4 = 3T ngày ta đưa hàm mũ để giải nhanh sau : m = m0 t − T t − m −3 m ⇔ = T ⇔ m = = = 12,5% m0 Chọn đáp án C Câu 7: Pơlơni ngun tố phóng xạ α , phóng hạt α biến đổi thành hạt nhân X Chu kì bán rã Pơlơni T = 138 ngày a Xác định cấu tạo, tên gọi hạt nhân X b Ban đầu có 0,01g Tính độ phóng xạ mẫu phóng xạ sau 3chu kì bán rã Hướng dẫn giải: a Xác định hạt nhân X Ta có phương trình phân rã: 210 84 A Po→ He +Z X 210 = + A  A = 206 → → X : 206 Theo ĐLBT ta có:  82 Pb 84 = + Z Z = 82   t  − m = m T m = m −k 0,693.m N A −k   ⇒ = 2,08.10 11 Bq b.Từ H = λN mN A ⇒ H = T A H = λ   m  A N = N A A  Câu 8: Phốt ( P) 32 15 phóng xạ β- với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày biến đổi thành lưu huỳnh (S) Viết phương trình phóng xạ nêu cấu tạo hạt nhân lưu huỳnh Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng khối chất phóng xạ 32 P 15 cịn lại 2,5g Tính khối lượng ban đầu Hướng dẫn giải: Phương trình phát xạ: Từ định luật phóng xạ ta có: Suy khối lượng ban đầu: 32 P 15 → e + 32 S Hạt nhân lưu huỳnh −1 m = moe mo 16 −λt t T = m.2 = mo ln t eT = mo = 2,5.23 = 20g − 32 S 16 gồm 16 prôtôn 16 nơtrôn t T Câu 9: Gọi ∆t khoảng thời gian để số hạt nhân lượng chất phóng xạ giảm e lần (e số loga tự nhiên với lne = 1) T chu kỳ bán rã chất phóng xạ Chứng minh ∆t = T ln Hỏi sau khoảng thời gian 0,15∆t chất phóng xạ cịn lại phần trăm lượng ban đầu? Cho biết e-0,51 = 0,6 Hướng dẫn giải: Số hạt nhân chất phóng xạ N giảm với thời gian t theo công thức N = N o e −λt , với λ số phản xạ, N0 số hạt nhân ban đầu t = Trang Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 No T = eλ.∆t Suy λ∆t = , ∆t = = λ ln N Lượng chất lại sau thời gian 0,15∆t tỉ lệ thuận với số hạt: N = e−λ 0,15∆t = e−0,15 = 0, = 60% No Theo điều kiện đầu bài: e = 210 206 Câu 10: Chất phóng xạ 84 Po phóng tia α thành chì 82 Pb a Trong 0,168g Pơlơni có ngun tử bị phân dã 414 ngày đêm, xác định lượng chì tạo thành thời gian ? b Bao nhiêu lâu lượng Pơlơni cịn 10,5mg ? Cho chu kỳ bán dã Pôlôni 138 ngày đêm Hướng dẫn giải: a Số nguyên tử Pôlôni lúc đầu : N0 = m0NA/A , với m0 = 0,168g , A = 210 , NA = 6,022.1023 Ta thấy t/T = 414/138 = nên áp dụng công thức : N = N02—t/T = N02—3 = N0/8 Số nguyên tử bị phân dã : ∆N = N0 – N = N0(1 – 2—t/T) = 7N0/8 = 4,214.1020 nguyên tử Số ngun tử chì tạo thành số ngun tử Pơlơni phân rã thời gian Vì thời gian khối lượng chì : m2 = ∆N.A2/NA , với A2 = 206 Thay số m2 = 0,144g b Ta có : m0/m = 0,168/0,0105 = 16 = 24 Từ công thức m = m02—t/T => m0/m = 2t/T = 24 Suy t = 4T = 4.138 = 552 ngày đêm Câu 11: Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1s 1g Rađi 226 Ra Cho biết chu kỳ bán rã 226 Ra 1580 năm Số Avôgađrô NA = 6,02.1023 mol-1 A 3,55.1010 hạt B 3,40.1010 hạt C 3,75.1010 hạt D 3,70.1010 hạt Hướng dẫn giải: Số hạt nhân nguyên tử có gam 226Ra : m 6,022.10 23 = 2,6646.10 21 hạt N0 = N A = A 226 Suy số hạt nhân nguyên tử Ra phân rã sau s : ∆N = N (1 − − t T   −  10 1580 365 86400 ) = 2,6646.10 1 −  = 3,70.10 hạt     21  Chọn đáp án D Câu 12: Xét phản ứng: 232 90 Th → 208 82 Pb + x 42 He T Sau thời gian t = 2T tỷ số số hạt α số A 18 B + y −01 β– Chất phóng xạ 232 90 Th nguyên tử 232 90 Th cịn lại là: C 12 D có chu kỳ bán rã 12 Hướng dẫn giải: Theo định luật bảo toàn số khối: 232 = 4x + 208 => x = Định luật bảo toàn số điện tích Z: 90 = 2x – y + 82 => y = Sau 2T số hạt 232 90 Th lại : N ( t ) = N0 t T N0 = 2T T = N0 N0 = 22 N0 18.N 9.N )= = 4 9.N ∆ N = = 18 Sau 2T tỉ số hạt α số nguyên tử 232 90 Th cịn lại: N0 N Sau 2T số hạt α tạo thành : 6.∆N = 6( N − Chọn đáp án A Câu 13: Chất phóng xạ Poloni 210 84 Po có chu kì bán rã T = 138 ngày phóng tia α biến thành đồng 206 82 vị chì Pb ,ban đầu có 0,168g poloni Hỏi sau 414 ngày đêm có : a Bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã? Trang Hạt Nhân Nguyên Tử b Tim khối lượng chì hình thành thời gian Hướng dẫn giải: Ta có : t = 414 ngày = 3T −3 a Số nguyên tử bị phân rã sau chu kì: ∆N = N − N = N − N = phân rã ∆m = N hay khối lượng chất bị m0 = 0,147g ∆N = m0 7.0,168 NA = 6,023.10 23 = 4,214.10 20 nguyên tử 8A 8.210 ∆m me 0,147 Acon = 206 = 0,144 g Ame 210 Câu 14: Một lượng chất phóng xạ sau 12 năm cịn lại 1/16 khối lượng ban đầu Chu kì bán rã chất A năm B 4,5 năm C năm D 48 năm Hướng dẫn giải: b Khối lượng chì hình thành 414 ngày đêm: mcon = Ta có: m 1 t t 12 = ⇒ = n ⇒ T = = = năm = n = m0 T n 16 Chọn đáp án A Câu 15: Sau thời gian t, độ phóng xạ chất phóng xạ β- giảm 128 lần Chu kì bán rã chất phóng xạ A 128t B t 128 C t D 128 t Hướng dẫn giải: Ta có: H 1 t t = n = = ⇔ = 7⇒T = H 128 T Chọn đáp án C 14 Câu 16: Đồng vị Cacbon C phóng xạ β biến thành nito (N) Viết phương trình phóng xạ 14 Nếu cấu tạo hạt nhân nito Mẫu chất ban đầu có 2.10 -3 g Cacban C Sau khoảng thời gian 14 11200 năm Khối lượng Cacbon C mẫu cịn lại 0,5.10-3 g Tính chu kì bán rã 14 cacbon C Hướng dẫn giải: 14 o 14 Phương trình phóng xá : C → −1e + N Hạt nhân nitơ 14 N gồm Z = prôtôn N = A – Z = 14 – = nơtrơn −t t Ta có: m = m T ⇒ m o = T o m × 10−3 (1) mo (2) = = = 22 − m 0.5 × 10 t t 11200 = 5600 năm Từ (1) (2) ⇒ = ⇒ T = = T 2 131 Câu 17: Iốt ( 131 53 I) phóng xạ β với chu kỳ bán rã T Ban đầu có 1,83g iốt ( 53 I) Sau 48,24 ngày, Theo đề bài: khối lượng giảm 64 lần Xác định T Tính số hạt β- sinh khối lượng iốt cịn lại 0,52g Cho số Avogađrơ NA = 6,022.1023mol-1 Hướng dẫn giải: Trang Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 −t t Theo định luật phóng xạ, ta có: m = m T ⇒ m = T m m0 = 64 = 26 Theo đề bài: m t t 48, 24 = 8, 04 ngày Suy ra: = ⇒ T = = T 6 Khối lượng iốt bị phân rã là: ∆ m = m − m = 1,83 − 0,52 = 1,31g m 1,31 = x6, 022x10 23 = 6, 022x10 21 hạt Số hạt nhân iốt bị phân rã là: N = N A = N 131 Một hạt nhân phân rã, phóng xạ hạt β- nên số hạt β- phóng xạ N = 6,022 x 1021 hạt Câu 18: Silic Si chất phóng xạ, phát hạt β − biến thành hạt nhân X Một mẫu phóng xạ 31 14 31 14 Si ban đầu thời gian phút có 190 nguyên tử bị phân rã, sau thời gian phút có 85 nguyên tử bị phân rã Hãy xác định chu kỳ bán rã chất phóng xạ Hướng dẫn giải: Ban đầu: Trong thời gian phút có 190 nguyên tử bị phân rã : H0 = 190 phân rã/5phút Sau t = giờ: Trong thời gian phút có 85 nguyên tử bị phân rã: H = 85 phân rã/5phút t ln ln H = 190 = 2,585 Suy ra: H = H0 e => T = ln ln 85 H Câu 19: Giả sử ban đầu có mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T biến thành hạt nhân bền Y Tại thời điểm t1 tỉ lệ hạt nhân Y hạt nhân X k Tại thời điểm t2 = t1 + 2T tỉ lệ A k + B 4k/3 C 4k+3 D 4k Hướng dẫn giải: −λ t Áp dụng cơng thức ĐL phóng xạ ta có: ∆N1 N (1 − e−λt1 ) = = = k ⇒ e −λt1 = −λt1 N1 N 0e k +1 NY1 N1 X1 k2 = NY2 N1 X Ta có: (1) ∆N N (1 − e − λ t2 ) (1 − e − λ (t1 + 2T ) ) = = = = − λt1 −2 λT − − λ t2 − λ ( t1 + 2T ) N2 N 0e e e e e −2 λT =e −2 ln T T = e −2ln = Thay (1), (3) vào (2) ta tỉ lệ cần tìm: k2 = (2) (3) − = 4k + 1 1+ k 210 84 Po nguyên Chọn đáp án C chất, có khối lượng 2g, chất phóng xạ phát hạt Câu 20: Lúc đầu mẫu Pôlôni α biến thành hạt nhân X a Viết phương trình phản ứng Nêu cấu tạo hạt nhân X b Tại thới điểm khảo sát, người ta biết tỉ số khối lượng X khối lượng Pơlơni cịn lại mẫu vật 0,6 Tính tuổi mẫu vật Cho biết chu kì bán rã Pôlôni T = 138 ngày, N A = 6,023.1023 hạt/mol Hướng dẫn giải: a Viết phương trình: 84 Po →2 He + Z X Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 210 = + A ⇒A = 206 Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 84 = + Z ⇒ Z = 82 210 Vậy 210 84 206 Po →12 He +82 Pb Hạt nhân A 210 84 Po cấu tạo từ 82 prôtôn 124 nơtrôn Trang Hạt Nhân Nguyên Tử b Số hạt Pôlôni ban đầu : N o = mo N A A −λt Số Pơlơni cịn lại : N = N o e −λt Số hạt Pôlôni bị phân rã : ∆N = N o − N = N o (1 − e ) −λt Số hạt chì sinh : N Pb = ∆N = N o (1 − e ) Khối lượng chì tạo thành : m Pb = −λt Khối Pơlơni cịn lại : m = m o e ( 1) ( 2) N Pb A Pb NA (1) ( 2) −λt A Pb ( − e −λt ) m Pb N Pb A Pb 206 ( − e ) ⇔ = = ⇒ = 0, m N A m o e −λt A e −λt 210 e −λt ⇒ e −λt = 0, 62 ⇒ t ≈ 95,19 ( ngà y) Câu 21: Độ phóng xạ tượng gỗ 0,8 lần độ phóng xạ mẫu gỗ loại khối lượng vừa chặt Biết chu kì 14C 5600 năm Tuổi tượng gỗ : A 1900 năm B 2016 năm C 1802 năm D 1890 năm Hướng dẫn giải: Đề cho: H = 0,8H0 m Theo đề ta có : t − H t T = = 0,8 ⇒ − = log 0,8 = −0,32 ⇒ t = 0,32T = 0,32.5600 = 1802 năm H0 T Chọn đáp án C 210 α Câu 22: Pơlơni 84Po chất phóng xạ tạo thành hạt nhân AZ X bền theo phản ứng: 210 84 Po → 24 He + AZ X Ban đầu có 1g 210 84Po , hỏi sau khối lượng 210 210 84Po lại 0,125g? Cho chu kỳ bán rã 84Po T = 138 ngày b Sau thời gian t tỉ lệ khối lượng AZ X 210 84Po 0,406? Lấy = 1,4138 a Xác định tên gọi cấu tạo hạt nhân A ZX Hướng dẫn giải: 210 a Viết phương trình phản ứng: 84 Po → 42 He + A ZX  210 = + A A = 206 ⇒ Áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối ta có:  ⇒ 84 = + Z  Z = 82 A 206 Z X = 82 Pb 206 Vậy X Pb 82 Pb có 82 hạt prơtơn 206 – 82 = 124 hạt nơtrôn Theo định luật phóng xạ ta có: m= mo t 2T ⇒ t − mo Tm = t = hay t = 3T = x 138 = 414 ngày 0,125 T = 23 ⇒ b Gọi No số hạt ban đầu, N số hạt Pôlôni thời điểm t, ta có ∆N = N o - N số hạt Pôlôni bị phân rã số hạt chì tạo Theo đề bài: No − N 206 m Pb N − N 206 NA N − N No 85,56 = = o = 0, 406 ⇒ o = − 1= N m Po N 210 N N 206 210 NA ⇒ No =1 + 0, 4138 =1, 4138 = N Trang Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 1 Vậy T = N o = 2 ⇒ t = T = 138 = 69 ngày N 2 Câu 23: Chất phóng xạ Urani 238 sau loạt phóng xạ α v β biến thành chì 206 Chu kì bán rã biến đổi tổng hợp 4,6.10 năm Giả sử ban đầu loại đá chứa Urani khơng chứa chì Nếu tỉ lệ khối lượng urani chì đá mu = 37 tuổi đá bao m(Pb) nhiêu? Hướng dẫn giải: Số hạt U 238 bị phân rã số hạt chì pb 206 tạo thành: ∆N = No − N = No(1− e−λt ) Khối lượng Pb 206: m(Pb) = Khối lượng U 238: m(U) = A (Pb) NA A (U) NA No(1− e−λt ) N = A (U) Noe−λt NA m(U) −λt 37× 206 = 37 ⇒ e = = 32,025 ⇒ (1− e−λt )32,025.eλt = −λ t mpb 238 1− e 33,025 0.03 ⇒ eλt = = 1,031 ⇒ λt = ln1,031≈ 0.03 ⇒ t = × 4,6× 109 ≈ 2× 108nă m 32,025 0.693 A Câu 24: Tìm hạt nhân X phản ứng hạt nhân sau : 105 Bo + Z X → α + 48 Be Giả thiết: A 31 T B 21 D C 01 n D 11 p Hướng dẫn giải: Xác định hạt α có Z = ? A= ? α ≡ 42 He Áp dụng định luật bảo toàn số khối điện tích Khi suy : X có điện tích Z = 2+ – =1 số khối A = + – 10 = Vậy X hạt nhân 21 D đồng vị phóng xạ H Chọn đáp án B Câu 24: Cho + → + + 7e phản ứng phân hạch Urani 235 Biết khối lượng hạt nhân: mU = 234,99 u; mMo = 94,88 u; mLa = 138,87 u; mn = 1,0087 u Cho suất toả nhiệt xăng 46.106 J/kg Khối lượng xăng cần dùng để toả lượng tương đương với gam U phân hạch ? A 1616 kg B 1717 kg C.1818 kg D.1919 kg Hướng dẫn giải: 235 92 U 0n 95 42 Mo 139 57 La +2 01 n - Số hạt nhân nguyên tử 235U gam vật chất U : m N A = 6,02.10 23 = 2,5617.10 21 hạt N = A 235 Năng lượng toả giải phóng hồn tồn hạt nhân 235U mn = 1,0087 u phân hạch là: ∆E = ( M0 – M ).c2 = ( mU + mn – mMo– mLa – 2mn ).c2 = 215,3403 MeV Năng lượng gam U phản ứng phân hạch : E = ∆E.N = 5,5164.1023 MeV = 5,5164.1023 1,6.10 –3 J = 8,8262 J Q ≈ 1919 kg Khối lượng xăng cần dùng để có lượng tương đương Q = E => m = 46.106 Chọn đáp án D 37 37 Câu 25: Cho phản ứng hạt nhân: 17Cl + X → n + 18Ar a Viết phương trình phản ứng đầy đủ Xác định tên hạt nhân X b Phản ứng tỏa hay thu lượng Tính lượng tỏa (hay thu) đơn vị MeV Trang Hạt Nhân Nguyên Tử Cho mCl = 36,9566u;mAr = 36,9569u;mn = 1,0087u; mX = 1,0073u;1u = 931 MeV c2 Hướng dẫn giải: a Phản ứng hạt nhân: 17Cl + Z X → n + 18Ar Định luật bảo toàn số khối: 37 + A = + 37 => A = Định luật bảo tồn điện tích: 17 + Z = + 18 => Z = 1 37 1 37 Vậy X = 1H (Hiđrô) 17Cl + 1H → n + 18Ar 37 A 37 b Năng lượng phản ứng: Tổng khối lượng M M hạt trước sau phản ứng M1 = mCl + mH = 37,9639u M = mn + mAr = 37,9656u Ta thấy M < M => phản ứng thu lượng Năng lượng thu vào ∆E = (M − M 1)c2 Thay số ∆E = 0,0017uc2 = 0,0017× 931MeV ≈ 1,58MeV α tạo thành chì (Pb) Câu 26: Đồng vị Pơlơni 210 84Po chất phóng xạ a Viết phương trình phân rã nêu thành phần cấu tạo hạt nhân chì tạo thành b Năng lượng tỏa phản ứng dạng động hạt α hạt nhân chì Tính động hạt Giả thiết ban đầu hạt nhân Pôlôni đứng yên Cho m Po = 209,9828u; mHe =4,0015u; mPb = MeV 205,9744u; 1u = 931 c Hướng dẫn giải: 206 A a Phương trình: 210 84Po → 2He + Z X Z = 84 - = 82; A = 210 -4 =206 ⇒ X : 82Pb 206 Phương trình phản ứng: 210 84Po → 2He + 82Pb Hạt nhân 206 82Pb có 82 prơtơn 206 - 82 = 124 nơtrôn b Năng lượng tỏa phản ứng: ∆E = (M o0 − M)C2 = 209,9828− 4,0015− 205,9744)x931MeV Mà ∆E = K α + K Pb ⇒ K α + K Pb = 6,24MeV ur uuu r uuuu r mPb ×VPb (1) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: O = mα Vα + mPbVPb ⇒ Vα = mα m  m 1 Hay K α = mα Vα2 = m Pb ìVPb ữ = Pb ìK Pb = 51,5KPb 2 mα  mα  Từ (1) (2) => KPb = 0,12MeV, (2) K α = 6,12MeV 30 Câu 27: Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây phản ứng : α + 27 13 Al → 15 P + n phản ứng thu lượng Q= 2,7 MeV Biết hai hạt sinh có vận tốc, tính động hạt α (coi khối lượng hạt nhân số khối chúng) A 1,3 MeV B 13 MeV C 3,1 MeV D 31 MeV Hướng dẫn giải: Ta có Kp Kn = mP =30 ⇒ Kp = 30 Kn Mà Q = Kα ─ ( Kp + Kn ) (1) mn Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: mα vα = ( mp + mn)v ⇒ v = mα vα mP + mn Mà tổng động hệ hai hạt : m + mn K n + K p = (m P + m n )v = P 2  mα vα  1(mα vα ) mα K α =  ÷ = 2(m P + m n ) m P + m n  mP + mn  (2) Thế (2) vào (1) ta Kα = 3,1MeV Chọn đáp án C Trang Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 A Câu 28: Hạt nhân Pơlơni 210 84Po đứng n, phóng xạ chuyển thành hạt nhân Z X Chu kì bán rã Pôlôni T = 138 ngày Một mẫu Pôlôni nguyên chất có khối lượng ban đầu mo = 2g a Viết phương trình phóng xạ Tính thể tích khí Heli sinh điều kiện tiêu chuẩn sau thời gian 276 ngày b Tính lượng tỏa lượng chất phóng xạ tan rã hết c Tính động hạt Cho biết mPo = 209,9828u , mα = 4,0015u , mX = 205,9744u , 23 −1 1u = 931MeV / c2 , NA = 6,02x10 mol Hướng dẫn giải: A a Phương trình phóng xạ: 210 84Po → 2He + Z X 210 = + A  A = 206 ⇒ Ta có:  Vậy hạt nhân AZ X 206 82Pb 84 = + z  Z = 82 206 Vậy phương trình phóng xạ là: 210 84Po → 2He + 82Pb Số hạt Pôlôni ban đầu: No = mo NA mPo −λt = Số hạt Pơlơni cịn lại thời điểm t: NPo = Noe No 22 = N Số hạt Hêli sinh thời điểm t sốhạt Pôlôni bị phân rã NHe = No − N = No − No 3 mo = No = N A = 43.1020 hạt 4 mPo Lượng khí Hei sinh điều kiện tiêu chuẩn: V = NHe NA 22,4 = 0,16 lít b Nănglượng tỏa hạt Po phân rã: ∆E = ∆mc2 =  mPo − mα − mPb  c2 =  209,9828− 205,9744 − 4,0045 x931= 6,424 MeV Năng lượng tỏa 2g Po phân rã hết: E = No∆E = 3,683.1022MeV c Tính động hạt Theo định luật bảo tồn lượng động lượng: ∆E = K α + K X = 6,424 (1) u r u r 2 Pα + PX = ⇔ Pα = PX 2mα K α = 2mX K X ⇒ K X = Thay (2) vào (1) ta có: ∆E = K α + mα Kα mX mα mX ∆E Kα ⇒ Kα = = 6,3 MeV mX mX + mα C TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Tính chất cấu tạo hạt nhân * Trắc nghiệm: 210 Câu Trong hạt nhân ngun tử 84 Po có A 84 prơtơn 210 nơtron B 126 prôtôn 84 nơtron C 84 prôtôn 126 nơtron D 210 prôtôn 84 nơtron Câu Các hạt nhân đồng vị hạt nhân có A số nuclơn khác số prơtơn B số prôtôn khác số nơtron C số nơtron khác số prôtôn D số nuclôn khác số nơtron Trang 10 (2) Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 v1 m1 K1 = = v2 m2 K v1 m K1 = = C v m1 K v2 m2 K = = v1 m1 K1 v1 m K = = D v m1 K1 A B Câu (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 A 4v A+ Câu Hạt nhân B 234 92 2v A− C 4v A− D 2v A+ U chất phóng xạ α Biết lượng tỏa phản ứng phóng xạ 234 92 hạt nhân U đứng yên 14,15 MeV Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối Tính động hạt α A 13,7 MeV B 12,9 MeV C 13,9 MeV D 12,7 MeV 238 234 Câu Hạt nhân 92 U đứng yên phân rã α thành hạt nhân 90 Th Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối Hỏi động hạt α % lượng phân rã? A 1,68% B 98,3% C 81,6% D 16,8% 226 Câu Hạt nhân 88 Ra đứng yên phân rã α thành hạt nhân X Biết động hạt α phân rã 4,8 MeV Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối Tính lượng tỏa phân rã A 4,886 MeV B 5,216 MeV C 5,867 MeV D 7,812 MeV 14 Câu 10 (ĐH 2013) Dùng hạt có động 7,7 MeV bắn vào hạt nhân N đứng yên gây phản ứng α + 147 N → 11 p + 178 O Hạt prôtôn bay theo phương vng góc với phương bay tới hạt α Cho khối lượng hạt nhân m α = 4,0015u; mp = 1,0073u; m N14 = 13,9992u; mO17 = 17 16,9947u Biết 1u = 931,5 MeV/c2 Động hạt O A 6,145 MeV B 2,214 MeV C 1,345 MeV D 2,075 MeV Câu 11 (ĐH 2014) Bắn hạt α vào hạt nhân nguyên tử nhôm đứng yên gây phản ứng: 27 30 He + 13 Al → 15 P + n Biết phản ứng thu lượng 2,70 MeV; giả sử hai hạt tạo thành bay với vận tốc phản ứng không kèm xạ γ Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị u có giá trị số khối chúng Động hạt α A 2,70 MeV B 3,10 MeV C 1,35 MeV D.1,55 MeV * Đáp án: 1A 2C 3D 4A 5C 6C 7C 8B 9A 10D 11B * Giải chi tiết: Câu Năng lượng toàn phần bảo toàn nên: mAc2 = mBc2 + mCc2 + Q Đáp án A Câu Ta có: Wđα ≥ (4,0015 + 13,9992 – 16,9947 – 1,0073).931,5 = - 1,211 (MeV) Đáp án C Câu Phương trình phản ứng: p + 94 Be → X + He → → 2 Vì v p ⊥ v  p X = p p + p α  2mXWdX = 2mpWdp + 2mαWdα α  WdX = m p Wdp + mα Wdα mX = Wdp + 4Wdα = 3,575 MeV  ∆W = WdX + Wdα - Wdp = 2,125 MeV Đáp án D 4 Câu Phương trình phản ứng: p + Be → He + He → → vp m = X = Đáp án A Vì ( v , v ) = 600  pX = pp  mXvX = mpvp  p α vX mp Câu Ta có: p1 = p2  m1v1 = m2v2 2m1K1 = 2m2K2  v1 m2 K1 = = Đáp án C v2 m1 K2 Trang 24 Hạt Nhân Nguyên Tử Câu Ta có: pY = pα  mYvY = mαv  vY = mα v 4u.v = Đáp án C mY ( A − 4)u Câu Vì ban đầu U đứng yên nên pY = pα  2mYWdY = 2mαWdα mα 4 Wdα = Wdα  Wdα + Wdα = 14,15 mY 230 230 230.14,15 Wdα = = 13,9 (MeV) Đáp án C 234 WdY = Câu Ta có: pY = pα  2mYWdY = 2mαWdα mα 234 Wdα = Wdα; W = WdY + Wdα = Wdα mY 230 230 W 230  dα = = 0,983 Đáp án B W 234  WdY = Câu Ta có: pX = pα  2mXWdX = 2mαWdα mα Wdα = Wdα; mX 222 226 W = WdX + Wdα = Wdα = 4,886 MeV Đáp án A 222  WdX = 2 Câu 10 Ta có: p O = p α + p p  mOKO = mαKα + mpKp (1); ∆E = KO + Kp - Kα = (mα + mN – mp – mO)c2 = - 1,21 MeV  Kp = Kα - KO – 1,21 (2) Thay (2) vào (1): mOKO = mαKα + mpKα - mpKO – mp.1,21  WđO = (mα + m p ) Kα − 1, 21m p = 2,075 MeV Đáp án D mO + m p Câu 11 Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: Pα = Pp + Pn  P α2 = (Pp + Pn)2  mαKα = mPKP + mnKn + m P K P mn K n  4Kα = 30KP + Kn + 30 K K ; P Vì P n bay vận tốc nên: n KP mP = = 30  Kp = 30Kn Kn mn  4Kα = 901Kn + 120Kn= 1021Kn  Kn = 4Kα Theo định luật bảo tồn lượng, ta có: 1021 Kα = Kp + Kn + 2,70 = 31Kn + 2,7  Kα = 31Kn + 2,7 = 31 4Kα + 2,7 1021 2,7  Kα = 124 = 3,07 (MeV) Đáp án B 1− 1021 E BÀI TẬP TỰ LUYỆN CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 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 cơng thức : r = r0.A1/3 với r0 = 1,4.10—15m , A số khối Trang 25 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Tốn Vật Lý 12 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 Hướng dẫn giải: a/ Rađi hạt nhân có 88 prơton , N = 226 – 88 = 138 nơtron b/ 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 Chất phóng xạ 210 84 Po phóng tia α thàng chì 206 82 Pb a/ Trong 0,168g Pơlơni có nguyên tử bị phân dã 414 ngày đêm, xác định lượng chì tạo thành thời gian ? b/ Bao nhiêu lâu lượng Pơlơni cịn 10,5mg ? Cho chu kỳ bán dã Pôlôni 138 ngày đêm Hướng dẫn giải: a/ Số nguyên tử Pôlôni lúc đầu : N0 = m0NA/A , với m0 = 0,168g , A = 210 , NA = 6,022.1023 Ta thấy t/T = 414/138 = nên áp dụng công thức : N = N02—t/T = N02—3 = N0/8 Số nguyên tử bị phân dã : ∆N = N0 – N = N0(1 – 2—t/T) = 7N0/8 = 4,214.1020 nguyên tử Số nguyên tử chì tạo thành số nguyên tử Pôlôni phân rã thời gian Vì thời gian khối lượng chì : m2 = ∆N.A2/NA , với A2 = 206 Thay số m2 = 0,144g b/ Ta có : m0/m = 0,168/0,0105 = 16 = 24 Từ công thức m = m02—t/T => m0/m = 2t/T = 24 Suy t = 4T = 4.138 = 552 ngày đêm Bài Cho 0,2mg Ra226 phóng 4,35.108 hạt α phút Hãy tính chu kỳ bán rã Rađi (Cho thời gian quan sát t H = 1,4.105 Bq 30 Trang 26 Hạt Nhân Nguyên Tử c/ H = 3,6.104Bq => T ln H0 0,693.t = => λt = ln5 = => t = = 69 năm 0,693 H T Bài Bắn hạt anpha có động Eα = 4MeV vào hạt nhân hạt nhân 30 15 27 13 Al đứng yên Sau phản ứng có suất P a/ Viết phương trình phản ứng hạt nhân ? b/ Phản ứng thu hay toả lượng ? Tính lượng ? c/ Biết hạt nhân sinh với phốtpho sau phản ứng chuyển động theo phương vuông góc với phương hạt anpha Hãy tính động động phốtpho ? Cho biết khối lượng hạt nhân : mα = 4,0015u , mn = 1,0087u , mP = 29,97005u , mAl = 26,97435u , 1u = 931MeV/c2 Hướng dẫn giải: 27 30 A a/ Phương trình phản ứng hạt nhân : He+ 13 Al→ 15 P + Z X + Theo định luật bảo toàn số khối : A = (4 + 27) – 30 = + Theo định luật bảo toàn nguyên tử số : Z = (2 + 13) - 15 = Đó nơtron n 27 30 Phương trình phản ứng đầy đủ : He+ 13 Al→15 P + n b/ ∆M = M0 – M = ( mα + mAl) – (mP + mn) = – 0,0029u < => Phản ứng thu lượng ∆E = ∆Mc2 = – 0,0029.931 = – 2,7 MeV c/ áp dụng định luật bảo toàn động lượng định luật bảo toàn lượng toàn phần : p α = p n + p P (1) ; Eα + ( mα + mAl)c2 = (mn + mP)c2 + En + EP (2) Trong hình vẽ p α ; p n ; p P véc tơ động lượng hạt α ; n ; P Vì hạt nhân nhơm đứng n Pn nên PAl = EAl = ; E α ; En ; EP động hạt anpha, nơtron phốtpho (ở có bảo tồn lượng tồn phần bao gồm lượng nghỉ động hạt) vα Al Pα Theo đề ta có : v α vng góc với v nghĩa p n vng góc với p α (Hình vẽ) nên ta có : p α + pn2 = pp2 (3) PP Giữa động lượng động có mối liên hệ : p2 = 2mE , Ta viết lại (3) m α E α + 2mnEn = 2mPEP => EP = mα m E α + n E n (4) mP mP Thay (4) vào (2) ý ∆E = [( m α + mAl) – (mP + mn)]c2 = ∆Mc2 ta : ∆E + (1 + mα mn ) E α = (1 + )En rút : EP = 0,56 MeV ; En = 0,74 MeV ; mP mP Gọi α góc pP pα ta có : tgα = pn mnEn = = 0,575 => α = 300 pα mα Eα Do góc phương chuyển động n hạt nhân P : 900 + 300 = 1200 Bài Nhà máy điện nguyên tử dùng U235 có cơng suất 600 MW hoạt động liên tục năm Cho biết hạt nhân bị phân hạch toả lượng trung bình 200 MeV, hiệu suất nhà máy 20% a/ Tính lượng nhiên liệu cần cung cấp cho nhà máy năm ? b/ Tính lượng dầu cần cung cấp cho nhà máy cơng suất có hiệu suất 75% Biết suất toả nhiệt dầu 3.107J/kg So sánh lượng dầu với urani ? Trang 27 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 Hướng dẫn giải: a/ Vì H = 20% nên công suất urani cần cung cấp cho nhà máy : P n = 100.P/20 = 5P Năng lượng nhiên liệu cung cấp cho nhà máy năm : W = Pn.t = 365.6.108.24.3600 = 9,64.1015J Số hạt nhân phân dã lượng : N = W/200.1,3.10—13 = 2,96.1026 hạt Khối lượng U235 cung cấp cho nhà máy : m = N.A/N A = 1153,7 kg b/ Vì hiệu suất nhà máy 75% nên có cơng suất 600MW dầu có công suất p n/ = P/H = 4P/3 Năng lượng dầu cung cấp cho năm : W/ = Pn/t = (4.6.108/3).24.3600.356 = 2,53.1015J Lượng dầu cần cung cấp : m/ = W//3.107 = 8,4.107 kg = 84 000 Ta có : m//m = 7,2.105 lần Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Câu Phát biểu sau nói cấu tạo hạt nhân nguyên tử? A Hạt nhân cấu tạo từ nuclơn B Có hai loại nuclơn prơtơn nơtron C Số prôtôn hạt nhân số êlectron nguyên tử D Cả A, B C Câu Phát biểu mào sau sai nói cấu tạo hạt nhân ngun tử? A Prơtơn hạt nhân mang điện tích +e B Nơtron hạt nhân mang điện tích - e C Tổng số prôtôn nơtron gọi số khối D A B C sai Câu Phát biểu sau nói nói đồng vị? A Các hạt nhân đồng vị có số Z khác số A B Các hạt nhân đồng vị có số A khác số Z C Các hạt nhân đồng vị có số nơtron D A, B C Câu Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử AZ X cấu tạo gồm Z nơtron A prôton A Z A Z A Z X cấu tạo gồm Z prôton A nơtron C Hạt nhân nguyên tử X cấu tạo gồm Z prôton (A - Z) nơtron D Hạt nhân nguyên tử X cấu tạo gồm Z nơtron (A + Z) prôton B Hạt nhân nguyên tử Câu Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prôton B Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ nơtron C Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prôton nơtron D Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prôton, nơtron electron Câu Phát biểu sau đúng? A Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có số khối A B Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có số prơton nhau, số nơtron khác C Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có số nơtron nhau, số prơton khác D Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có khối lượng Câu Đơn vị sau đơn vị khối lượng nguyên tử? A Kg; B MeV/c; C MeV/c2; D u Câu Định nghĩa sau đơn vị khối lượng nguyên tử u đúng? A u khối lượng nguyên tử Hyđrô 11 H B u khối lượng hạt nhân nguyên tử Cacbon 11 H khối lượng hạt nhân nguyên tử Cacbon 12 12 D u khối lượng nguyên tử Cacbon C 12 C u Trang 28 12 C Hạt Nhân Nguyên Tử 238 Câu Hạt nhân 92 U có cấu tạo gồm: A 238p 92n; B 92p 238n; C 238p 146n; D 92p 146n Câu 10 Phát biểu sau đúng? A Năng lượng liên kết toàn lượng nguyên tử gồm động lượng nghỉ B Năng lượng liên kết lượng tỏa nuclon liên kết với tạo thành hạt nhân C Năng lượng liên kết lượng toàn phần ngun tử tính trung bình số nuclon D Năng lượng liên kết lượng liên kết electron hạt nhân nguyên tử Câu 11 Hạt nhân đơteri 12 D có khối lượng 2,0136u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối lượng nơtron 1,0087u Năng lượng liên kết hạt nhân 12 D A 0,67MeV; B.1,86MeV; C 2,02MeV; D 2,23MeV Câu 12 Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avơgađrơ 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 60 Câu 13 Hạt nhân 27 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 60 Câu 14 Hạt nhân 27 Co có khối lượng 55,940u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối 60 lượng nơtron 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân 27 Co A 4,544u; B 4,536u; C 3,154u; D 3,637u 60 Câu 15 Hạt nhân 27 Co có khối lượng 55,940u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối 60 lượng nơtron 1,0087u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 27 Co A 70,5MeV; B 70,4MeV; C 48,9MeV; D 54,4MeV Sự phóng xạ Câu 16 Chọn phát biểu 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 17 Phát biểu sau Sai nói tia anpha? A Tia anpha thực chất hạt nhân nguyên tử hêli ( 42 He ) B Khi qua điện trường hai tụ điện, tia anpha bị lệch phía âm tụ điện C Tia anpha phóng từ hạt nhân với vận tốc vận tốc ánh sáng D Khi khơng khí, tia anpha làm ion hố khơng khí dần lượng Câu 18 Phát biểu sau sai nói tia β-? A Hạt β- thực chất êlectron B Trong điện trường, tia β- bị lệch phía dương tụ điện, lệch nhiều so với tia α C Tia β- xun qua chì dày cỡ xentimet D A B C sai Câu 19 Phát biểu sau nói phóng xạ? A Phóng xạ tượng hạt nhân tự động phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác B Sự phóng xạ tuân theo định luật phân rã phóng xạ C Phóng xạ trường hợp riêng phản ứng hạt nhân D A, B C đúng.Câu 20 Phát biểu sau Sai nói tia anpha? A Tia anpha thực chất hạt nhân nguyên tử hêli ( 42 He ) B Khi qua điện trường hai tụ điện, tia anpha bị lệch phía âm tụ điện C Tia anpha phóng từ hạt nhân với vận tốc vận tốc ánh sáng D Khi khơng khí, tia anpha làm ion hố khơng khí dần lượng Câu 21 Phát biểu sau sai nói tia β-? A Hạt β- thực chất êlectron B Trong điện trường, tia β- bị lệch phía dương tụ điện, lệch nhiều so với tia α Trang 29 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 C Tia β- xun qua chì dày cỡ xentimet D A B C sai Câu 22 Điều khảng định sau nói β+? A Hạt β+ có khối lượng với êlectrron mang điện tích nguyên tố dương B Tia β+ có tầm bay ngắn so với tia α C Tia β+ có khả đâm xuyên mạnh, giống tia rơn ghen (tia X) D A, B C Câu 23 Điều khảng định sau nói tia gamma? A Tia gamma thực chất sóng điện từ có bước sóng ngắn (dưới 0,01nm) B Tia gamma chùm hạt phơtơn có lượng cao C Tia gamma không bị lệch điện trường D A, B C Câu 24 Trong biểu thức sau đây, biểu thức với nội dung định luật phóng xạ? (với m0 khối lượng chất phóng xạ ban đầu, m khối lượng chất phóng xạ lại thời điểm t, λ số phóng xạ) − λt A m = m.e − λt B m = m e ; λt C m = m.0 e ;D m = m e −λt Câu 25 Điều sau sai nói độ phóng xạ H? A Độ phóng xạ H chất phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng phóng xạ B Với chất phóng xạ cho trước, độ phóng xạ ln số C Với chất phóng xạ cho trước, độ phóng xạ giảm dần theo quy luật hàm số mũ theo thời gian D A B C Câu 26 Điều khảng định sau nói phóng xạ anpha (α) A Hạt nhân tự động phóng xạ hạt nhân hêli ( 42 He ) B Trong bảng hệ thống tuần hồn, hạt nhân lùi hai so với hạt nhân mẹ C Số khối hạt nhân nhỏ số khối hat nhân mẹ đơn vị D A, B C Câu 27 Điều khảng định sau sai nói phóng xạ β-? A Hạt nhân mẹ phóng xạ pơzitron B Trong bảng hệ thống tuần hoàn, hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ C Số khối hạt nhân mẹ hạt nhân D A B C Câu 28 Điều sau nói phóng xạ β+? A Hạt nhân mẹ phóng xạ pơzitron B Trong bảng hệ thống tuần hoàn, hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ C Số điện tích hạt nhân mẹ lớn số điện tích hạt nhân đơn vị D A, B C Câu 29 Phát biểu sau đúng? A Phóng xạ tượng hạt nhân nguyên tử phát sóng điện từ B Phóng xạ tượng hạt nhân nguyên tử phát tia α, β, γ C Phóng xạ tượng hạt nhân nguyên tử phát tia khơng nhìn thấy biến đổi thành hạt nhân khác D Phóng xạ tượng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành hạt nhân nhẹ hấp thụ nơtron Câu 30 Kết luận chất tia phóng xạ khơng đúng? A Tia α, β, γ có chung chất sóng điện từ có bước sóng khác B Tia α dòng hạt nhân nguyên tử C Tia β dòng hạt mang điện D Tia γ sóng điện từ Câu 31 Kết luận khơng đúng? A Độ phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ B Độ phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu chất phóng xạ C Độ phóng xạ phụ thuộc vào chất chất phóng xạ, tỉ lệ thuận với số nguyên tử chất phóng xạ Trang 30 Hạt Nhân Nguyên Tử D Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ giảm dần theo thời gian theo qui luật qui luật hàm số mũ Câu 32 Công thức cơng thức tính độ phóng xạ? A H ( t ) = − dN ( t ) dt ; B H ( t ) = dN ( t ) ; C H ( t ) = λN ( t ) ; D H = H ( t) dt Câu 33 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β − hạt nhân AZ X biến đổi thành hạt nhân 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) Câu 34 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β + hạt nhân ZA X biến đổi thành hạt nhân 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 35 Trong phóng xạ β hạt prơton biến đổi theo phương trình đây? A' Z' − t T Y A' Z' Y A p → n + e + + ν ; B p → n + e + ; C n → p + e − + ν ; D n → p + e − Câu 36 Phát biểu sau khơng đúng? A Tia α dịng hạt nhân nguyên tử Hêli 42 He B Khi qua điện trường hai tụ điện tia α bị lệch phía âm C Tia α ion hóa khơng khí mạnh D Tia α có khả đâm xuyên mạnh nên sử dụng để chữa bệnh ung thư Câu 37 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 38 Một lượng chất phóng xạ có khối lượng m Sau chu kỳ bán rã khối lượng chất phóng xạ cịn lại A m0/5; B m0/25; C m0/32; D m0/50 24 − 24 Câu 39 Cho 11 Na chất phóng xạ β với chu kỳ bán rã 15 Ban đầu có lượng 11 Na sau khoảng thời gian lượng chất phóng xạ bị phân rã 75%? A 7h30'; B 15h00'; C 22h30'; D 30h00' 60 − Câu 40 Đồng vị 27 Co chất phóng xạ β với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, ban đầu lượng Co có khối lượng m0 Sau năm lượng Co bị phân rã phần trăm? A 12,2%; B 27,8%; C 30,2%; D 42,7% 222 Câu 41 Một lượng chất phóng xạ 86 Rn ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Chu kỳ bán rã Rn A 4,0 ngày; B 3,8 ngày; C 3,5 ngày; D 2,7 ngày 222 Câu 42 Một lượng chất phóng xạ 86 Rn ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Độ phóng xạ lượng Rn lại A 3,40.1011Bq; B 3,88.1011Bq; C 3,58.1011Bq; D 5,03.1011Bq 210 206 Câu 43 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α biến đổi thành 82 Pb Chu kỳ bán rã Po 138 ngày Ban đầu có 100g Po sau lượng Po 1g? A 916,85 ngày; B 834,45 ngày; C 653,28 ngày; D 548,69 ngày 210 206 Câu 44 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng hạt m Pb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lượng tỏa hạt nhân Po phân rã A 4,8MeV; B 5,4MeV; C 5,9MeV; D 6,2MeV 210 206 Câu 45 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng hạt m Pb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lượng tỏa 10g Po phân rã hết A 2,2.1010J; B 2,5.1010J; C 2,7.1010J; D 2,8.1010J 210 206 Câu 46 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng hạt m Pb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên phân rã không phát tia γ động hạt α Trang 31 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 A 5,3MeV; B 4,7MeV; C 5,8MeV; D 6,0MeV 210 206 Câu 47 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 khơng phát tia γ động hạt nhân A 0,1MeV; B 0,1MeV; C 0,1MeV; D 0,2MeV 131 Câu 48 Chất phóng xạ 53 I có chu kỳ bán rã ngày đêm Ban đầu có 1,00g chất sau ngày đêm cịn lại A 0,92g; B 0,87g; C 0,78g; D 0,69g 234 206 − U Pb Câu 49 Đồng vị 92 sau chuỗi phóng xạ α β biến đổi thành 82 Số phóng xạ α β − chuỗi A phóng xạ α, phóng xạ β − ; B phóng xạ α, phóng xạ β − C 10 phóng xạ α, phóng xạ β − ; D 16 phóng xạ α, 12 phóng xạ β − Phản ứng hạt nhân, lượng hạt nhân Câu 50 Chọn câu trả lời Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng hạt nhân tham gia A bảo toàn B Tăng C Giảm D Tăng giảm tuỳ theo phản ứng 235 207 Câu 51 Trong dãy phân rã phóng xạ 92 X → 82Y có hạt α β phát ra? A 3α 7β B 4α 7β C 4α 8β D 7α 4β Câu 52 Phát biểu sau nói phản ứng hạt nhân? A Phản ứng hạt nhân va chạm hạt nhân B Phản ứng hạt nhân tác động từ bên ngồivào hạt nhân làm hạt nhân bị vỡ C Phản ứng hạt nhân tương tác hai hạt nhân, dẫn đến biến đổi chúng thành hạt nhân khác D A, B C Câu 53 Kết sau sai nói nói định luật bảo toàn số khối định luật bảo toàn điện tích? A A1 + A2 = A3 + A4 B Z1 + Z2 = Z3 + Z4 C A1 + A2 + A3 + A4 = D A B C Câu 54 Kết sau sai nói định luật bảo tồn động lượng? A PA + PB = PC + PD B mAc2 + KA + mBc2 + KB = mCc2 + KC + mDc2 + KD C PA + PB = PC + PD = D mAc2 + mBc2 = mCc2 + mDc2 Câu 55 Phát biểu sau đúng? A Vế trái phương trình phản ứng có hai hạt nhân B Trong số hạt nhân phản ứng có hạt đơn giản hạt nhân (hạt sơ cấp) C Nếu vế trái phản ứng có hạt nhân áp dụng định luật phóng xạ cho phản ứng D A, B C Câu 56 Cho phản ứng hạt nhân 199F + p→168O + X , hạt nhân X hạt sau đây? A α; B β-; C β+; D n 25 22 Câu 57 Cho phản ứng hạt nhân 12Mg + X → 11Na+ α , hạt nhân X hạt nhân sau đây? A α; B 31T ; Câu 58 Cho phản ứng hạt nhân A 11H ; B 21D ; C 21D ; 37 17Cl + D p X →37 18Ar + n , hạt nhân X hạt nhân sau đây? C 31T ; D 42 He Câu 59 Cho phản ứng hạt nhân 31T + X → α + n , hạt nhân X hạt nhân sau đây? A 11H ; B 21D ; C 31T ; D 42 He Câu 60 Cho phản ứng hạt nhân 31H+ 21H → α + n + 17,6MeV , biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 Năng lượng toả tổng hợp 1g khí hêli bao nhiêu? A ΔE = 423,808.103J B ΔE = 503,272.103J Trang 32 Hạt Nhân Nguyên Tử C ΔE = 423,808.109J D ΔE = 503,272.109J 37 Câu 61 Cho phản ứng hạt nhân 37 17Cl + p→ 18Ar + n , khối lượng hạt nhân m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c Năng lượng mà phản ứng toả thu vào bao nhiêu? A Toả 1,60132MeV B Thu vào 1,60132MeV C Toả 2,562112.10-19J D Thu vào 2,562112.10-19J Câu 62 Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 126C thành hạt α bao nhiêu? (biết m C = 11, 9967u, mα = 4,0015u) A ΔE = 7,2618J B ΔE = 7,2618MeV C ΔE = 1,16189.10-19J D ΔE = 1,16189.10-13MeV 30 Câu 63 Cho phản ứng hạt nhân α + 27 13Al → 15P + n , khối lượng hạt nhân m α = 4,0015u, m Al = 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 30 Câu 64 Hạt α có động Kα = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm gây phản ứng α + 27 13Al → 15P + n , khối lượng hạt nhân m α = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Giả sử hai hạt sinh có vận tốc Động hạt n A Kn = 8,8716MeV B Kn = 8,9367MeV C Kn = 9,2367MeV D Kn = 10,4699MeV Sự phân hạch Câu 65 Chọn câu Đúng Sự phân hạch vỡ hạt nhân nặng A thường xảy cách tự phát thành nhiều hạt nhân nặng B Thành hai hạt nhân nhẹ hấp thụ nơtron C thành hai hạt nhân nhẹ vài nơtron, sau hấp thụ ntrron chậm D Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, thường xảy cách tự phát Câu 66 Chọn phương án Đúng Đồng vị hấp thụ nơtron chậm là: 238 234 235 239 A 92 U B 92 U C 92 U D 92 U Câu 67 Chọn phương án Đúng Gọi k hệ số nhận nơtron, điều kiện cần đủ để phản ứng dây chuyền xảy là: A k < B k = C k > 1; D k > Câu 68 Phát biểu sau Sai nói phản ứng hạt nhân? A Phản ứng phân hạch phản ứng hạt nhân tạo hai hạt nhân nhẹ hơn, có tính phóng xạ B Khi hạt nhân nặng hấp thụ nơtron vỡ thành hạt nhân trung bình toả lượng lớn C Khi hai hạt nhân nhẹ kết hợp với thành hạt nhân nặng toả lượng D Phản ứng tổng hợp hạt nhân phân hạch toả lượng Câu 69 Phát biểu sau Sai nói phản ứng phân hạch? A Urani phân hạch tạo nơtron B Urani phân hạch hấp thụ nơtron chuyển động nhanh C Urani phân hạch toả lượng lớn D Urani phân hạch vỡ thành hai hạt nhân có số khối từ 80 đến 160 Câu 70 Chọn câu Đúng: Sự phân hạch vỡ hạt nhân nặng A Một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ B Thành hai hạt nhân nhẹ hấp thụ nơtron C Thành hai hạt nhân nhẹ vài nơtron, sau hấp thụ nơtron chậm D Thành hai hạt nhân nhẹ cách tự phát Câu 71 Chọn câu Sai Phản ứng dây chuyền A phản ứng phân hạch liên tiếp xảy B ln kiểm sốt C xảy số nơtron trung bình nhận sau phân hạch lớn D xảy số nơtron trung bình nhận sau mối phân hạch Câu 72 Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 lượng trung bình toả phân chia hạt nhân 200MeV Khi 1kg U235 phân hạch hoàn tồn toả lượng là: A 8,21.1013J; B 4,11.1013J; C 5,25.1013J; D 6,23.1021J Trang 33 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 Câu 73 Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 lượng trung bình toả phân chia hạt nhân 200MeV Một nhà máy điện nguyên tử dùng ngun liệu u rani, có cơng suất 500.000kW, hiệu suất 20% Lượng tiêu thụ hàng năm nhiên liệu urani là: A 961kg; B 1121kg; C 1352,5kg; D 1421kg Câu 74 Chọn câu sai A Phản ứng hạt nhân dây chuyền thực lò phản ứng hạt nhân B Lị phản ứng hạt nhân có nhiên liệu (urani) dã giầu đặt xen kẽ chất làm chận nơtron C Trong lò phản ứng hạt nhân có điều khiển đẻ đảm bảo cho hệ số nhân nơtron lớn D Có ống tải nhiệt làm lạnh để truyền lượng lò chạy tua bin Phản ứng nhiệt hạch Câu 75 Chọn câu Đúng Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân A toả nhiệt lượng lớn B cần nhiệt độ cao thực C hấp thụ nhiệt lượng lớn D đó, hạt nhân nguyên tử bị nung nóng chảy thành nuclon Câu 76 Chọn phương án Đúng Phản ứng nhiệt hạch phản ứng phân hạch hai phản ứng hạt nhân trái ngược A phản ứng toả, phản ứng thu lượng B phản ứng xảy nhiệt độ thấp, phản ứng xảy 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 nhanh Câu 77 Chọn câu Đúng A Phản ứng nhiệt hạch phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng B Phản ứng xảy nhiệt độ cao (hàng trăm triệu độ) nên gọi phản ứng nhiệt hạch C Xét lượng toả đơn vị khối lượng phản ứng nhiệt hạch toả lượng lớn nhiều phản ứng phân hạch D Tất A, B, C Câu 78 Chọn câu Đúng Phản ứng nhiệt hạch: A toả nhiệt lượng lớn B cần nhiệt độ cao thực C hấp thụ nhiệt lượng lớn D đó, hạt nhân nguyên tử bị nung chảy thành nuclon Câu 79 Chọn câu Sai A Nguồn gốc lượng mặt trời chuỗi liên tiếp phản ứng nhiệt hạch xảy B Trên trái đất người thực phản ứng nhiệt hạch: bom gọi bom H C Nguồn nhiên liệu để thực phản ứng nhiệt hạch rễ kiếm, đơteri triti có sẵn núi cao D phản ứng nhiệt hạch có ưu điểm lớn toả lượng lớn bảo vệ mơi trường tốt chất thải sạch, không gây ô nhiễm môi trường 4 Câu 80 Phản ứng hạt nhân sau: Li + H→ He+ He Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng sau là: A 7,26MeV; B 17,42MeV; C 12,6MeV; D 17,25MeV Câu 81 Phản ứng hạt nhân sau: H + 2T→1 H + He Biết mH = 1,0073u; mD = 2,0136u; mT = 3,0149u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng sau là: A 18,35MeV; B 17,6MeV; C 17,25MeV; D 15,5MeV 4 Câu 82 Phản ứng hạt nhân sau: Li + H→ He+ He Biết mLi = 6,0135u ; mD = 2,0136u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng sau là: A 17,26MeV; B 12,25MeV; C 15,25MeV; D 22,45MeV Câu 83 Phản ứng hạt nhân sau: Li + H→ He+ He Biết mLi = 6,0135u; mH = 1,0073u; mHe3 = 3,0096u, mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng sau là: A 9,04MeV; B 12,25MeV; C 15,25MeV; D 21,2MeV Trang 34 Hạt Nhân Nguyên Tử Câu 84 Trong phản ứng tổng hợp hêli: Li + H→ He+ He Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c Nhiệt dung riêng nước c = 4,19kJ/kg.k -1 Nếu tổng hợp hêli từ 1g liti lượng toả đun sơi khối lượng nước 0C là: A 4,25.105kg; B 5,7.105kg; C 7,25 105kg; D 9,1.105kg 4 Các câu hỏi tập tổng hợp kiến thức Câu 85 Hạt nhân triti (T) đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt α hạt nơtrôn Cho biết độ hụt khối hạt nhân triti ∆mT = 0,0087u, hạt nhân đơteri ∆mD = 0,0024u, hạt nhân X ∆mα = 0,0305u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng toả từ phản ứng bao nhiêu? A ΔE = 18,0614MeV B ΔE = 38,7296MeV C ΔE = 18,0614J D ΔE = 38,7296J Câu 86 Cho hạt prơtơn có động KP = 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 Phản ứng thu hay toả lượng? A Toả 17,4097MeV B Thu vào 17,4097MeV -19 C Toả 2,7855.10 J D Thu vào 2,7855.10-19J Câu 87 Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc khơng 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 88 Cho hạt prơtơn có động KP = 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 bao nhiêu? A vα = 2,18734615m/s B vα = 15207118,6m/s C vα = 21506212,4m/s D vα = 30414377,3m/s Câu 89 Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc khơng 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 góc vận tốc hạt bao nhiêu? A 83045’; B 167030’; C 88015’ D 178030’ Hướng dẫn giải trả lời chương Câu Chọn D Cả ba ý Câu Chọn B Nơtron không mang điện Câu Chọn A Đồng vị nguyên tố mà hạt nhân có prơton nơtron hay số nuclon khác Câu Chọn C Theo quy ước ký hiệ hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo gồm Z prôton (A – Z) nơtron kys hiệu ZA X Câu Chọn C Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ prôton nơtron Câu Chọn B Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có số prôton, khác số nơtron Câu Chọn B Khối lượng nguyên tử đo đơn vị: Kg, MeV/c2, u Câu Chọn C Theo định nghĩa đơn cị khối lượng nguyên tử: u nhân nguyên tử Cacbon 12 khối lượng hạt 12 C 238 Câu Chọn D Hạt nhân 92 U có cấu tạo gồm: 92p 146n Câu 10 Chọn B.Hướng dẫn: Khối lượng hạt nhân tạo thành từ nhiều nuclơn bé tổng khối lượng nuclôn, hiệu số Δm gọi độ hụt khối Sự tạo thành hạt nhân toả lượng tương ứng ΔE = Δmc2, gọi lượng liên kết hạt nhân (vì muốn tách hạt nhân thành nuclơn cần tốn lượng ΔE) Hạt nhân có lượng liên kết riêng ΔE/A lớn bền vững Năng lượng liên kết lượng tỏa nuclon liên kết với tạo thành hạt nhân Trang 35 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 Câu 11 Chọn D Năng lượng liên kết hạt nhân 12 D là: ∆E = ∆m.c2 = (m0 − m)c2 = {[Z.mp + (A − Z)mn ] − m}c2 = 2,23MeV Câu 12 Chọn A Năng lượng toả tổng hợp hạt α từ nuclôn ∆E = ∆m.c2 = ((2.mp + 2mn ) − mα )c2 Năng lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli là: E = NA.ΔE = 2,7.1012J 60 Câu 13 Chọn C Hạt nhân 27 Co có cấu tạo gồm: 27 prơton 33 nơtron Câu 14 Chọn A Độ hụt khối hạt nhân 60 27 Co là: ∆m = m0 − m = [Z.mp + (A − Z)mn ] − m = 4,544u Câu 15 Chọn A Xem hướng dẫn làm tương tự câu 14 Câu 16 Chọn C Xem định ngiã phóng xạ Câu 17 Chọn C Xem tính chất tia phóng xạ Câu 18 Chọn C Xem tính chất tia phóng xạ Câu 19 Chọn D Cả ý Câu 20 Chọn C Vận tốc tia anpha cỡ 2.107m/s Câu 21 Chọn C Tia beta trừ có khả đâm xuyên qua nhom dày cỡ mm Câu 22 Chọn A Tia β+ còng gọi electron dương Câu 23 Chọn D Tia γ sóng điện từ, có bước sóng ngắn tia X, có tính chất gióng tia X khả đâm xuyên mạnh tia X t − λt Câu 24 Chọn B m = m.0 e m = m − T Câu 25 Chọn B Độ phóng xạ giảm theo quy luật hàm số mũ âm Câu 26 Chọn D Cả ý Câu 27 Chọn A Tia β- êlectron Câu 28 Chọn D Cả ý Câu 29 Chọn C Phóng xạ tượng hạt nhân ngun tử phát tia khơng nhìn thấy biến đổi thành hạt nhân khác Câu 30 Chọn A - Tia α dòng hạt nhân nguyên tử 42 He - Tia β- dòng electron, tia β+ dịng pơziton - Tia γ sóng điện từ Câu 31 Chọn B Độ phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ đo số phân rã 1s Nó số nguyên tử N nhân với λ H giảm theo định luật phóng xạ giống N: H(t) = H 0e− λt Câu 32 Chọn B Cơng thức tính độ phóng xạ: H( t) = − dN( t) − = λ N ( t) = H t T dt Câu 33 Chọn A Phương trình phản ứng hạt nhân: AZ X → β − + AZ''X , áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối ta có Z' = (Z + 1); A' = A Câu 34 Chọn A Phương trình phản ứng hạt nhân: AZ X → β + + AZ''X , áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối ta có Z' = (Z - 1); A' = A Câu 35 Chọn A Thực chất phóng xạ β + hạt prơton biến đổi thành hạt nơtron theo phương trình p → n + e + + ν Câu 36 Chọn D Tia α dòng hạt nhân nguyên tử Hêli 42 He , qua điện trường hai tụ điện tia α bị lệch phía âm Tia α có khả ion hóa khơng khí mạnh Câu 37 Chọn B Một đồng vị phóng xạ khơng thể phóng đồng thời hạt β + hạt β − 0,693 t Câu 38 Chọn C áp dụng định luật phóng xạ m(t) = m e− λt = m e− T t = m 2− T Sau chu kỳ bán 0 rã, chất phóng xạ cịn lại m = m0/32 Câu 39 Chọn D Chất phóng xạ bị phân rã 75%, lại 25%, suy m/m = 0,25 suy t/T = → t = 30h Trang 36 Hạt Nhân Nguyên Tử t Câu 40 Chọn A Khối lượng Co lại sau năm m(t) = m 2− T , khối lượng Co bị phân rã m0 − m thời gian m0 – m →Số phần trăm chất phóng xạ bị phân rã năm = 12,2% m0 Câu 41 Chọn B Độ phóng xạ 222 86 t Rn thời điểm t H(t) = H 2− T , độ phóng xạ giảm H0 − H = 93,75%, tư ta tinh T = 3,8ngày H0 Câu 42 Chọn C Tính chu kỳ bán rã T: Xem hướng dẫn câu 8.41, độ phóng xạ ban đầu H = λ.N0; độ thời gian 12,5ngày t phóng xạ thời điểm t = 12,5ngày H(t) = H 2− T = 3,58.1011Bq Câu 43 Chọn A Khối lượng 210 84 t Po cịn lại tính theo cơng thức: m(t) = m 2− T suy t = 916,85 ngày Câu 44 Chọn B Phương trình phân rã 210 84Po → α + 206 82Pb, phân rã toả lượng ∆E = (mPo − mα − mPb)c2 = 5,4MeV α + 206 82Pb, phân rã toả lượng 10 210 = ∆E = (mPo − mα − mPb)c2 = 5,4MeV Năng lượng toả 10g 84 Po phân rã hết E = ∆E 210 2,5.1010J Câu 46 Chọn A Xem hướng dẫn làm tương tự câu 9.44, gọi động Po K Po, Pb KPb hạt α Kα theo bảo toàn lượng ta có K Pb + Kα – KPo = ΔE áp dụng định luật bảo toàn động PPo = PPb + Pα Ban đầu hạt nhân Po đứng yên nên KPo = PPo = ta suy hệ phương trình:  K Pb + K α = ∆E giải hệ phương trình ta Kα = 5,3MeV KPb = 0,1MeV  2mPbK Pb = 2mα K α Câu 45 Chọn B Phương trình phân rã 210 84Po → Câu 47 Chọn A Xem hướng dẫn làm tương tự câu 46 Câu 48 Chọn A Xem hướng dẫn làm tương tự câu 38 Câu 49 Chọn A Gọi số lần phóng xạ α x, số lần phóng xạ β- y, phương trình phân rã 234 − 206 92U → x.α + y.β + 82Pb áp dụng định luật bả toàn số khối ta có: 234 = x.4 + y.0 + 206 → x = áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 92 = x.2 + y.(-1) + 82 → y = Câu 50 Chọn D Khối lượng hạt nhân khơng bảo tồn Câu 51 Chọn B Xem cách làm câu 49 Câu 52 Chọn C Tương tác hai hạt nhân phản ứng hạt nhân Câu 53 Chọn C Tổng số khối (nuclon) phản ứng ln dương, tổng lần số khói trước hay sau phản ứng Câu 54 Chọn C Động lượng tổng cộng hạt nhân khác không Câu 55 Chọn D Cả ý Câu 56 Chọn A Xét phản ứng hạt nhân: 199F +11p→168O+ AZ X , áp dụng định luật bảo toàn điện tích định luật bảo tồn số khối ta được: Z = 2, A = Vậy hạt nhân 24 X hạt nhân 24 He(hạt α) Câu 57 Chọn D Xem hướng dẫn làm tương tự câu 56 Câu 58 Chọn A Xem hướng dẫn làm tương tự câu 56 Câu 59 Chọn B Xem hướng dẫn làm tương tự câu 56 Câu 60 Chọn C Muốn tổng hợp 1g khí Hêli ta phải thực N A phản ứng Tổng lượng toả ΔE = 423,808.109J 37 Câu 61 Chọn B Xét phản ứng: 37 17Cl + p→ 18Ar + n Tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng M0 = mCl + mp = 37,963839u Tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng M = m Ar + mn = 37,965559u Ta thấy M0 < M suy phản ứng thu lượng thu vào lượng ΔE = 1,60132MeV Câu 62 Chọn B Xem hướng dẫn làm tương tự câu 60 với phản ứng hạt nhân: 126C + ∆E → 3α 30 Câu 63 Chọn B Xem hướng dẫn làm tương tự câu 61 với phản ứng hạt nhân: α + 27 13Al → 15P + n Trang 37 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 30 Câu 64 Chọn C Xét phản ứng hạt nhân α + 27 13Al → 15P + n Xem hướng dẫn làm tương tự câu 9.56 ta thấy phản ứng thu vào ΔE = 2,7MeV Động hạt n Kn = mnvn2/2, động hạt P KP = mPvP2/2, theo = vP suy Kn/KP = mn/mP Theo định luật baor toàn lượng Kα + ΔE = Kn + KP → Kn = 0,013MeV, Kn = 0,387MeV Câu 65 Chọn C Xem phân hạch Câu 66 Chọn C Chỉ có U235 hấp thụ nơtron chậm sữ sảy phân hạch Câu 67 Chọn D Điều kiện phản ứng dây chuyền k > Câu 68 Chọn A Hai hạt nhân tạo sau phân hạch hạt nhân khơng có tính phóng xạ Câu 69 Chọn B Xem phân hạch Câu 70 Chọn C Hai hạt nhân tạo thành phân hạch bền Câu 71 Chọn B Phản ứng phân hạch kiểm soát k = Câu 72 Chọn A 1/ a/ Số hạt nhân urani kg : N = m.NA /A = 25,63.1023 hạt Năng lượng toả : Q = N.200MeV = 5,13.1026 MeV = 8,21.1013 J Câu 73 Chọn A Do hiệu suất nhà máy 20% => P = 500 000KW cần phải có cơng suất : P' = 100P/20 = 5P Nhiệt lượng tiêu thụ năm : Q = 5P.365.24.3600 = 7,884.10 J Số hạt nhân phân dã : N = Q/200MeV = 2,46.1027 hạt Khối lượng hạt nhân tương ứng là: m = N.A/NA = 961kg Câu 74 Chọn C Hệ số nhân nơtron Câu 75 Chọn C Phản ứng nhiệt hạch sảy nhiệt độ cao Câu 76 Chọn C Xem hai loại phản ứng hạt nhân toả lượng Câu 77 Chọn D Xem điều kiện có phản ứng nhiệt hạch Câu 78 Chọn B Xem câu 77 Câu 79 Chọn C đơteri triti có sắn nước Câu 80 Chọn B Tìm độ hụt khối, sau tìm lượng toả phản ứng Câu 81 Chọn A Xem cách làm câu 80 Câu 82 Chọn D Xem cách làm câu 80 Câu 83 Chọn A Xem cách làm câu 80 Câu 84 Chọn B Tìm lượng toả phản ứng Q1 Tìm nhiều lượng cần đun sôi 1kg nước Q2 Khối lượng nước đun m = Q1/Q2 Câu 85 Chọn A Phản ứng xảy theo phương trình: 31T + 21D → α + n Tổng độ hụt khối trước phản ứng ΔM0 = ΔmT + ΔmD Tổng độ hụt khối sau phản ứng ΔM = Δmα + Δmn Độ hụt khối n không Phản ứng toả ΔE = (ΔM - ΔM0)c2 = 18,0614MeV Câu 86 Chọn A Xét phản ứng 11p+ 73Li → 2α Tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng là: M = mp + mLi = 8,0217u Tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng là: M = 2m α = 8,0030u Ta thấy M0 > M suy phản ứng phản ứng toả lượng, toả lượng: ΔE = (M0 - M)c2 = 17,4097MeV Câu 87 Chọn B Xem hướng dẫn làm tương tự câu 62, theo bảo tồn lượng ta có K p + ΔE = 2.Kα suy Kα = 9,60485MeV Câu 88 Chọn C Xem hướng dẫn làm tương tự câu 62 63 Động hạt α tính theo 2K α 2.9,60485 MeV = công thức K α = mα vα ⇒ vα = mα 4,0015 u vα = 2.9,60485 MeV 2.9,60485 =c = 21506212,4m/s 4,0015 931 4,0015 931MeV / c Pα1 Câu 89 Chọn D Theo định luật bảo toàn động lượng: p p = p α1 + p α Vẽ hình, ý Pα1 = Pα PP Từ hình vẽ ta được: p2P = pα21 + pα2 + 2pα1 pα cos(ϕ) = 2pα2 (1 + cosϕ) ; mP K P − => ϕ = 176030’ mà p = 2m.K Nên: cosα = 2mα Pα Trang 38 Pα ... 21 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 Câu 19 (ĐH 2 012) 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... cho nhà máy cơng suất có hiệu suất 75% Biết suất toả nhiệt dầu 3.107J/kg So sánh lượng dầu với urani ? Trang 27 Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 Hướng dẫn giải: a/ Vì H... Kiến Thức Trọng Tâm Và Phương Pháp Giải Toán Vật Lý 12 Câu 11 Chọn D Năng lượng liên kết hạt nhân 12 D là: ∆E = ∆m.c2 = (m0 − m)c2 = {[Z.mp + (A − Z)mn ] − m}c2 = 2,23MeV Câu 12 Chọn A Năng lượng