Tài liệu tổng ôn vật lý 2020 in

T Ô L U Y … +,75w&1*+I…0 T H P T Q U Ố C G I A N Ă M Môn 9t7/‡ 10 11 GIA 20 HDeducation CHỦ ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ 1: LỰC TƯƠNG TÁC TĨNH ĐIỆN PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM HDedu - Page HDeducation PHẦN 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Tương tác hai điện tích điểm đứng yên Ví dụ: Hai điện tích q = 2.10-8C điện tích q = -10-8C đặt cách 20 cm khơng khí Xác định độ lớn lực tương tác chúng Hướng dẫn: qq qq Biểu thức: F=k 22 =9.109 22 (N) er er F=k q1q εr =9.10 2.10-8 (-10-8 ) 1.0,22 =4,5.10-5 N Phương pháp giải Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hai cầu nhỏ mang điện tích có độ lớn nhau, đặt cách cm chân khơng hút lực 0,9 N Xác định điện tích hai cầu đó? A q1 = 5.10-7C; q2 = -5.10-7C B q1 = -5.10-7C; q2 = 5.10-7C C q1 = -5.10-6C; q2 = 5.10-6C D Cả A B Ví dụ 2: Hai vật nhỏ tích điện đặt cách 50 cm, hút lực 0,18 N Điện tích tổng cộng hai vật 4.10-6 C Tính điện tích vật? A q1 = -10-6C; q2 = 5.10-6C B q1 = 10-6C; q2 = -5.10-6C C q1 = 10-5C; q2 = -5.10-6C D q1 = -10-5C; q2 = 5.10-6C HDedu - Page HDeducation Dạng 2: Tương tác nhiều điện tích Phương pháp giải Các bước tìm hợp lực F0 điện tích q1; q2;… tác dụng lên điện tích q0: Ví dụ: Cho điện tích đặt khơng khí có điện tích q1 = 9.10-9C; q2 = 4.10-9C; q3 = -2.10-9C đặt A, B, C Biết AB = 10 cm, AC = cm, BC = cm Xác định độ lớn hợp lực q1 q2 tác dụng lên q3? Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt điện tích (vẽ Hướng dẫn hình) Bước 2: Vẽ hình vectơ lực bên F10 ; F20 ; ; Fn0 Bước 3: Tính độ lớn lực F10 ; F20 ; ; Fn0 q1, q2,…qn tác dụng lên q0 9.10-9 (-2.10-9 ) q1q F13 =k =9.10 =1,0125.10-4 N ε.AC2 1.0,042 F23 =k Bước 4: Từ hình vẽ xác định phương, chiều, độ lớn hợp lực F0 theo quy tắc hình bình hành 4.10-9 (-2.10-9 ) q 2q =9.10 =2.10-5 N 2 ε.BC 1.0,06 Do F13 F23 phương, ngược chiều nên: F = |F13 – F23|= 8,125.10-5N Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Trong chân khơng, cho hai điện tích q1 = -q2 = 10-7C đặt hai điểm A B cách cm Tại điểm C nằm đường trung trực AB cách AB đoạn cm người ta đặt điện tích q0 = 10-7C Xác định lực điện tổng hợp tác dụng lên q0? A Phương song song với AB, chiều từ A đến B độ lớn 57,6.10-3N B Phương song song với AB, chiều từ B đến A độ lớn 57,6.10-3N C Phương song song với AB, chiều từ A đến B độ lớn 67,5.10-3N D Phương song song với AB, chiều từ B đến A độ lớn 67,5.10-3N HDedu - Page HDeducation Dạng 3: Cân điện tích Phương pháp giải Trường hợp có điện tích Trường hợp có điện tích Hai điện tích q1 q2 đặt hai điểm A; B F0 = F10 + F20 + F30 = Hãy xác định điểm C đặt điện tích q0 để q0 nằm cân bằng, giải hệ cho trường hợp: F10 + F20 + F30 =  F ↑↓ F30  ⇒ F + F30 =0 ⇔  F = F10 + F20 F = F30  Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hai điện tích q1 =2.10-8C, q2 = -8.10-8C đặt A B khơng khí, AB=8 cm Một điện tích q3 đặt C Xác định vị trí điện tích q3 để hệ điện tích nằm cân bằng? A C nằm A B, cách A đoạn cm có điện tích 80 nC B C nằm đường thẳng AB, ngồi AB phía A, cách A cm có điện tích 80 nC C C nằm A B, cách A đoạn cm có điện tích –80 nC D C nằm đường thẳng AB, ngồi AB phía A, cách A cm có điện tích –80 nC Ví dụ 2: Tại đỉnh tam giác cạnh a, người ta đặt điện tích giống có giá trị sau q1 = q2 = q3 = q = 6.10-7C Hỏi phải đặt điện tích q0 đâu, có giá trị để hệ điện tích đứng yên cân bằng? A Đặt tâm tam giác điện tích 0,35 µC B Đặt tâm tam giác điện tích -0,35 µC C Đặt tâm tam giác điện tích 0,5 µC D Đặt tâm tam giác điện tích -0,5 µC HDedu - Page HDeducation CHỦ ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ 2: ĐIỆN TRƯỜNG PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM HDedu - Page HDeducation PHẦN 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Điện trường điện tích điểm gây Phương pháp giải ur Ví dụ: Một điện tích q= 1,6.10-6C đặt điểm Vectơ cường độ điện trường E điện tích điểm Q gây điểm cách điểm điện tích A Cho biết phương chiều độ lớn cường độ điện trường điểm M cách A khoảng 20 khoảng r: cm • Điểm đặt: điểm ta xét Hướng dẫn • Phương: đường thẳng nối điện tích với điểm ta Do q > nên vectơ cường độ điện trường gây xét điểm M có hướng xa điện tích Phương • Chiều: xa điện tích Q > 0; hướng vào điện nằm đường thẳng MA, chiểu hướng từ A đến tích Q < M có độ lớn: Q Q • Độ lớn: E=k =9.10 q 1,6.10-9 E=k =9.109 =360V/m εr εr r 0,2 2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho hai điểm A B nằm đường sức điện trường điện tích điểm q > gây Biết độ lớn cường độ điện trường A 36 V/m, B V/m Xác định độ lớn cường độ điện trường trung điểm M AB? A 10 V/m B 12 V/m C 13 V/m D 16 V/m Dạng 2: Cường độ điện trường nhiều điện tích điểm gây Phương pháp giải Xác định vectơ cường độ điện trường: Ví dụ: Tại điểm A B cách 10 cm E1 ;E điện tích điểm gây điểm mà khơng khí có đặt điện tích có giá trị q1 = q2 = 16.10-8C Biết AC = BC = cm Xác định lực điện toán yêu cầu (Đặc biệt ý tới phương, chiều) trường tác dụng lên điện tích q3 = 2.10-6C đặt C? HDedu - Page HDeducation Điện trường tổng hợp: E= E1 + E + E + Hướng dẫn Các điện tích q1 q2 gây Dùng quy tắc hình bình hành để tìm cường độ điện C vectơ cường độ điện trường tổng hợp (phương, chiều độ lớn) dùng phương pháp chiếu lên hệ trục toạ độ vuông trường E1 E có phương chiều hình vẽ, q1 q2 có góc Oxy độ lớn nên: Xét trường hợp có hai điện trường: E= E1 + E q1 =225.103V/m AC Khi E1 ↑↑ E ⇒ E = E1 + E E1 =E =9.109 Khi E1 ↑↓ E ⇒ E = E1 + E Cường độ điện trường tổng hợp C điện tích q1 q2 gây là: Khi E1 ⊥ E ⇒ E = E12 + E 2 ( ) 2 E = E1cosα + E cosα =2E1cosα Khi E1 ;E = α ⇒ E = E + E + 2E1E cosα Lực điện trường tác dụng lên điện tích q: F = q.E Độ lớn: F = |q|.E Nếu q > F ↑↑ E , q < F ↑↓ E =2E1 AC2 -AH =351.103V/m AC Lực điện trường tổng hợp q1 q2 tác dụng lên q3 là: F=q E Do q3 > ⇒ F ↑↑ E Nên: F = q3.E = 2.10-6.351.103 = 0,702N Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Tại điểm A, B cách 20cm khơng khí có đặt điện tích q1= 4.10-6C, q2 = -6,4.10-6 C Xác định cường độ điện trường hai điện tích gây điểm C biết AC = 12 cm; BC = 16 cm? Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = -5.10-8C đặt C? A 0,1 N B 0,17 N C 0,24 N D 0,36 N Dạng 3: Điện tích chuyển động điện trường Phương pháp giải Sử dụng cách phân tích lực, đồng thời vận dụng Ví dụ: Hai kim loại phẳng rộng đặt song công thức liên quan: song, cách cm nhiễm điện trái dấu Lực điện trường tác dụng lên điện tích điểm: có độ lớn Muốn điện tích q = 5.10-10C di chuyển từ âm sang dương cần F= q E tốn công A = 2.10-9J Hãy xác định cường HDedu - Page HDeducation độ điện trường bên hai kim loại đó? Cho biết điện trường bên hai điện trường có đường sức vng góc với Hướng dẫn Công lực điện trường: AMN = q(VM – VN) = qUMN Liên hệ E U điện trường đều: E= U MN D Để dịch chuyển điện tích từ sang cần cung cấp lượng để thắng công cản lực điện trường Áp dụng công thức: A = qEd ⇒ E= A 2.10-9 = = 200(V/m) qD 5.10-10 0,02 Vectơ E hướng từ nơi có điện cao sang nơi có điện thấp Độ biến thiên động năng: A = Wđ2 – Wđ1 = 1 mv 2 - mv12 2 Độ giảm năng: A = Wt1 – Wt2 = mgz1 – mgz2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Ví dụ 1: A, B, C ba điểm tạo thành tam giác vuông A đặt điện trường có vectơ cường độ điện trường E song song với BA hình vẽ Cho góc α = 60° BC = 10 cm; UBC = 400 V Tính cơng thực để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A đến B? A 0,1µJ B -0,1µJ C 0,4µJ D -0,4µJ Ví dụ 2: Một electron chuyển động dọc theo đường sức điện trường Cường độ điện trường E = 100 V/m Vận tốc ban đầu electron 300 km/s Hỏi electron chuyển động quãng đường dài vận tốc khơng? Cho biết khối lượng êlectron m = 9,1.10-31 kg A 2,6 cm B 2,6 mm C cm D mm Ví dụ (SGK nâng cao 11): Một cầu nhỏ khối lượng m = 3,06.10-15kg nằm lơ lửng hai kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu Điện tích cầu 4,8.10-18C Hai kim loại cách cm Hãy tính hiệu điện đặt vào hai đó? Lấy g = 10m/s2 A 127,5 V B 125,7 V C 120 V D 175,2 V HDedu - Page HDeducation CHỦ ĐỀ 1: ĐIỆN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ 3: BÀI TẬP VỀ TỤ ĐIỆN PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM HDedu - Page 10 HDeducation Dạng 2: Độ hụt khối lượng liên kết Phương pháp giải Vận dụng công thức tính độ hụt khối, lượng liên kết, lượng liên kết riêng Độ hụt khối: 60 27 Co có khối lượng m Co = 59,934 u Biết khối lượng hạt m p = 1, 007276 u , m n = 1, 008665 u Độ hụt khối ∆m =  Z.m p + ( A − Z ) m n  − m hạt nhân Năng lượng liên kết: Wlk = Amc Ví dụ: Hạt nhân ∆m =  Z.m p + ( A − Z ) m n  − m =  27.1, 007276 + ( 60 − 27 ) 1, 008665 − 59,934 Chú ý: Sau tính độ hụt khối ta cần lấy giá trị nhân với 931,5 lượng liên kết = 0,548u đơn vị MeV Năng lượng liên kết: Đổi đơn vị: Wlk = ∆m.c = 0,548.u.c 1eV = 1, 6.10 −19 J 1MeV = 10 eV = 1, 6.10 −13 = 0,548.931,5 J MeV c = 510,5MeV c2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Khối lượng hạt nhân nguyên tử nhôm 27 13 Al 26,9803 u Khối lượng prôtôn nơtron 1,00728 u 1,00866 u Biết u = 931,5 MeV / c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân nhôm là: A 219,44 MeV/ nuclơn B 8,13 MeV/ nuclơn Ví dụ 2: Hạt nhân 16 C 211,14 MeV/ nuclôn D 7,82 MeV/ nuclôn O có lượng liên kết 128 MeV Biết khối lượng nơtron m n = 1, 008665 u , prôtôn m p = 1, 007276 u u = 931,5 MeV / c Khối lượng hạt nhân là: A 15,8665 u B 15,9901 u C 15,7276 u D 15,8472 u Ví dụ 3: Cho khối lượng prôtôn nơtron m p = 1, 0073 u m n = 1, 0087 u Khối lượng hạt nhân 40 18 Ar , 36 Li , 230 90 Th 39,9525 u, 6,0145 u, 229,9737 u So sánh sau độ bền vững hạt nhân? A Ar bền vững Li B Li bền vững Th C Th bền vững Ar D Ba hạt nhân bền vững HDedu - Page 235 HDeducation Bài tập tự luyện 27 13 Câu 1: Cho hạt nhân Al (nhơm) có khối lượng m Al = 26,9972u Tính độ hụt khối hạt nhân biết m p = 1, 0073 u, m n = 1, 0087 u ? A ∆m = 0,1295u Câu 2: Hạt nhân B ∆m = 0, 0295u 235 92 C ∆m = 0, 2195u D ∆m = 0, 0925u U có lượng liên kết 1784 MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A 5,46 MeV/ nuclôn B 12,48 MeV/ nuclôn C 19,39 MeV/ nuclôn D 7,59 MeV/ nuclôn Đáp án: 1–C 2–D PHẦN 3: BÀI TẬP TỔNG HỢP Câu 1: Hạt nhân 210 84 Po có điện tích là: A 210 e C 84 e B –126 e Câu 2: Cho hạt nhân 235 92 D U (Urani) có m U = 235, 098 u Tính lượng liên kết hạt nhân theo đơn vị Jun, biết khối lượng nuclôn m p = 1, 0073 u, m n = 1, 0087 u 1u = 931, MeV / c A ∆E = 2,7.10−13 J B ∆E = 2, 7.10−16 J C ∆E = 2, 7.10−10 J D ∆E = 2, 7.10−19 J Câu 3: Hạt nhân đơteri 12 D có khối lượng 2,0136 u Biết khối lượng prôtôn 1,0073 u khối lượng nơtron 1,0087 u Năng lượng liên kết hạt nhân : A 0,67 MeV B 1,86 MeV C 2,02 MeV D 2,23 MeV Câu 4: Giả sử hai hạt X Y có độ hụt khối số nuclôn hạt nhân X lớn số nuclôn hạt nhân Y, A lượng liên kết riêng hai hạt nhân B hạt nhân X bền vững hạt nhân Y C hạt nhân Y bền vững hạt nhân X D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân Y Câu 5: Cho hạt nhân 230 90 Th (Thori) có m Th = 230, 0096 u Tính lượng liên kết hạt nhân biết khối lượng nuclôn m p = 1, 0073 u, m n = 10087 u, u = 931,5 MeV / c2 A 1737,62 MeV/ nuclôn B 5,57 MeV/ nuclôn C 7,55 MeV/ nuclôn D 12,41 MeV/ nuclôn Đáp án: 1–C 2–C 3–D 4–C 5–C HDedu - Page 236 HDeducation CHƯƠNG 7: VẬT LÝ HẠT NHÂN CHUYÊN ĐỀ 2: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Định nghĩa Phản ứng hạt nhân q trình dẫn đến Ví dụ: dùng hạt alpha làm “đạn” bắn “vỡ” hạt biến đổi hạt nhân nhân Urani Phân loại Có hai loại phản ứng hạt nhân: Ví dụ: • Phản ứng tự phân rã hạt nhân không bền thành hạt khác bền 210 84 • Phản ứng hạt nhân tương tác với dẫn đến biến đổi chúng thành hạt nhân khác 206 Po → 42 α +82 Pb 17 α +14 N →1 p + O Chú ý: Các hạt sơ cấp viết kí hiệu hạt nhân: 11 p;10 n;0−1 e, Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân Tổng quát phản ứng hạt nhân: A1 Z1 Ví dụ: A + AZ22 B →AZ33 C + AZ44 D • Bảo tồn số nuclơn (số khối): A1 + A = A + A • Bảo tồn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 • Bảo tồn động lượng: uur uur uur uur p A + pB = pC + p D uur uur uur uur pα + p N = p p + pO • Bảo tồn lượng tồn phần Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân khơng có bảo tồn khối lượng Năng lượng phản ứng hạt nhân Năng lượng phản ứng hạt nhân tính ( ) Q = mtrước − m sau c 17 Ví dụ: 42 α +14 N →1 p + O Q = ( mα + m N − m p − mO ) c2 • Nếu Q > phản ứng tỏa lượng • Nếu Q < phản ứng thu lượng Biến đổi cơng thức ta có số cơng thức tính lượng phản ứng khác: HDedu - Page 237 HDeducation Q = WlkO + Wlkp − Wlkα − WlkN Q =W liên kết sau −W liên kết trước = K sau − K trước (K động năng) = KO + KP − Kα − K N = ( ∆m sau − ∆m trước ) c = ( ∆m O + ∆m p − ∆m α − ∆m N ) c Chú ý: Trong cơng thức tính, hạt sơ cấp p, n, e có độ hụt khối nên lượng liên kết Có loại phản ứng hạt nhân tỏa lượng Ví dụ: thường gặp • Phản ứng phân hạch: hạt nhân nặng vỡ thành hạt nhân nhẹ 235 140 n + 92 U →94 38 Sr + 54 Xe + n H +13 H →42 He +10 n • Phản ứng nhiệt hạch: hạt nhân nhẹ ( A < 10 ) kết hợp với thành hạt nhân nặng (cần nhiệt độ cao) Phóng xạ Định nghĩa: phóng xạ tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành nhân khác Ứng với loại tia phóng xạ khác phóng xạ có tên gọi khác Tên Loại tia phóng xạ Kí hiệu Đặc điểm Là chùm hạt nhân He phóng với tốc độ khoảng Phóng xạ anpha Tia anpha α 2.107 m / s Làm ion hóa khơng khí Chỉ vài cm khơng khí Phóng xạ bêta trừ Tia bêta trừ −1 β Là chùm hạt êlectron phóng xa với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng Làm ion hóa mơi trường yếu tia anpha Có thể vài mét khơng khí Phóng xạ Tia bêta cộng +1 β Là chùm pơzitron ( e ) phóng với tốc độ xấp xỉ tốc +1 HDedu - Page 238 HDeducation Tên Loại tia phóng xạ Kí hiệu bêta cộng Đặc điểm độ ánh sáng Làm ion hóa mơi trường yếu tia anpha Có thể vài mét khơng khí Là xạ điện từ có bước sóng ngắn tia X Phóng xạ gamma Tia gamma γ Đi vài mét bê tông Vô nguy hiểm với thể người Đặc điểm phóng xạ: • Là q trình tự phát, khơng chịu tác động yếu tố bên (nhiệt độ, ) • Là q trình ngẫu nhiên, ta khơng biết lúc hạt nhân phân rã Định luật phóng xạ 210 84 Ví dụ: Po (Poloni) có chu kì bán rã Chất phóng xạ có đặc điểm sau thời 138 ngày gian T nửa số hạt nhân bị phân rã Ban đầu có 210 g Po (1 mol), số hạt nhân tương thành hạt nhân khác gọi chu kì bán rã ứng 6, 02.10 23 hạt nhân Sau 276 ngày khối Giả sử ban đầu có N hạt nhân, khối lượng lượng Po lại bao nhiêu? m thời điểm t, lượng chất phóng xạ cịn lại: m ( t ) = m N ( t ) = N t − T − t T = m e −λt = N e −λt ln Trong đó: λ = gọi số phóng xạ đặc T trưng cho loại chất phóng xạ Hướng dẫn m = m − t T 276 = 210.2 138 = 210.2−2 = 52,5g Số hạt nhân lại: N = N λ= − t T 23 = 6, 02.10 276 138 = 1,505.1023 ln ln = = 5,8.10 −8 T 138.86400 Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu Chú ý: Khi tính số phóng xạ chu kì T phải chất phóng xạ, ta dùng đại lượng độ phóng đổi đơn vị giây xạ Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ thời Độ phóng xạ Po thời điểm t = 276 ngày điểm t tích số phóng xạ số lượng hạt nhân phóng xạ chứa lượng chất thời điểm t H = λ.N H = λ.N = 5,8.10−8.1,505.1023 = 8, 729.1015 Bq Đơn vị H becơren (Bq), curi (Ci) Becơren = phân rã / giây Ci = 3, 7.1010 Bq Độ phóng xạ ban đầu: H = λ.N Độ phóng xạ ban đầu: H = λ.N = 5,8.10−8.6, 02.1023 = 3, 49.1016 Bq Như độ phóng xạ giảm theo hàm mũ: HDedu - Page 239 HDeducation H = H − t T = H e −λt Ứng dụng đồng vị phóng xạ: • Tính tuổi mẫu vật • Đo thể tích máu • Xạ trị ung thư PHẦN 2: CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định sản phẩm phản ứng hạt nhân Phương pháp giải Để xác định sản phẩm phản ứng hạt nhân Ví dụ: Xác định hạt X phản ứng sau: (tìm điện tích hạt nhân số khối) ta làm theo p + Be →4 He + X bước sau: p + Be →24 He + AZ X Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, điền số khối điện tích hạt biết, đặt ẩn Z A hạt cần tìm Bước 2: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích để Theo định luật bảo tồn điện tích ta có: tìm Z 1+ = + Z ⇒ Z = Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn số khối để tìm Theo định luật bảo tồn số khối: A 1+ = + A ⇒ A = Vậy X : 36 X Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Xác định hạt X phản ứng: A α 19 F + p →16 O+X B 37 Li C 94 Be D β− C α D 13 H Ví dụ 2: Trong phản ứng 37 Li + p → 2X hạt X là: A β− B β+ Ví dụ 3: Dùng hạt nhân 12 H bắn vào hạt nhân 10 B, người ta thấy sản phẩm tạo thành có hạt anpha Số hạt anpha tạo thành là: A B Ví dụ 4: Trong dãy phân rã phóng xạ: A 3α 4β C 235 92 B 7α 4β X→ 207 82 D Y có hạt α β phát ra? C 4α 7β D 7α 2β HDedu - Page 240 HDeducation Bài tập tự luyện Câu 1: Chất phóng xạ 209 84 Po chất phóng xạ anpha Chất tạo thành sau phóng xạ chì (Pb) Phương trình phóng xạ q trình là: A 209 84 Po → 42 He + 207 80 Pb B 209 84 Po → 42 He + 213 86 C 209 84 Po → 42 He + 205 82 Pb D 209 84 Po → 42 He + 82 205 Pb Pb Câu 2: Chọn đáp án đúng? Bắn hạt proton vào nhân bia 37 Li Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống hệt bay Hạt X là: A Đơteri B Prôtôn C Nơtron D Heli Đáp án: 1–C 2–D HDedu - Page 241 HDeducation Dạng 2: Năng lượng phản ứng hạt nhân Phương pháp giải Áp dụng cơng thức tính lượng tùy vào kiện đầu cho Q = ( mtrước − m sau ) c Ví dụ: Phản ứng: 13 H + 11 H → α biết động hạt là: K H = 1,12MeV K H = 2, 25MeV , K α = 4,38MeV =W lieân kết sau −W liên kết trước Q = K sau − K trước = K α − K H − K H = K sau − K trước 1 = 4,38 − 1, 21, −2, 25 = 0,92 > = ( ∆m sau − ∆m trước ) c Vậy phản ứng tỏa lượng 0,92 MeV Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho phản ứng 37 17 Cl + 11p → 37 18 Ar + 10 n Phản ứng tỏa hay thu vào lượng? Biết m Ar = 36,956889 u, m Cl = 36,956563 u, m n = 1, 008665 u, m p = 1, 007276 u, u = 931,5 MeV / c A Tỏa 1,6 MeV B Thu 1,6 MeV C Tỏa 3,2 MeV D Thu 3,2 MeV Ví dụ 2: Hạt nhân Po đứng yên phóng xạ hạt anpha biến đổi thành hạt nhân chì Biết động hạt anpha hạt nhân chì 1,25 MeV 0,75 MeV Phản ứng này: A Tỏa lượng MeV B Thu lượng MeV C Tỏa lượng 0,5 MeV D Thu lượng 0,5 MeV Ví dụ 3: Cho phản ứng hạt nhân: 12 D +13 T →42 He +10 n Biết độ hụt khối tạo thành hạt nhân ∆m D = 0, 0024 u, ∆m T = 0, 0084 u, ∆m He = 0, 0302 u Biết u = 931,5 MeV / c Phản ứng trên: A tỏa lượng 9,87 MeV B thu lượng 9,87 MeV C tỏa lượng 18,07 MeV D thu lượng 18,07 MeV Ví dụ 4: Cho phản ứng hạt nhân: 10 n + 36 Li → T + α + 4,5MeV Năng lượng tỏa tạo thành mol khí He là: A 4,502.10 23 MeV B 2, 709.1024 MeV C 2, 709.1023 MeV D 2, 709.1025 MeV HDedu - Page 242 HDeducation Bài tập tự luyện 27 30 Câu 1: Cho phản ứng hạt nhân: α +13 Al →15 P + n Khối lượng hạt nhân m α = 4, 0015 u , m Al =26,97435 u, m p = 29,97005 u, m n = 1, 008670 u, u = 931 MeV / c Năng lượng mà phản ứng toả thu vào bao nhiêu? A Toả 4,275152 MeV B Thu vào 2,67197 MeV C Toả 4, 275152.10−13 J D Thu vào 2, 67197.10 −13 J Câu 2: Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani nhân 200 MeV Khi kg A 8, 21.1013 J 235 235 U lượng trung bình toả phân chia hạt U phân hạch hồn tồn toả lượng B 4,11.1013 J C 5, 25.1013 J D 6, 23.1021 J Đáp án: 1–B 2–A HDedu - Page 243 HDeducation Dạng 3: Tính động hạt Phương pháp giải Ví dụ: Hạt nhân Po đứng yên phân rã thành Vận dụng định luật bảo toàn động lượng liên hệ động lượng, động cơng thức tính hạt Hạt anpha có động MeV hạt nhân chì Biết phản ứng tỏa lượng 1,5 MeV lượng phản ứng để tính động hạt Tính động hạt nhân chì? Q = K −K sau trước Liên hệ động lượng p động K hạt có Năng lượng tỏa ra: Q = K sau − K trước ⇒ 1,5 = K α + K Pb − K Po khối lượng m: p = 2.K.m = + K Pb − ⇒ K Pb = 0,5MeV Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hạt nhân 210 84 Po đứng yên phóng xạ hạt anpha biến đổi thành hạt nhân chì Biết phản ứng tỏa lượng 20 MeV Lấy khối lượng hạt nhân xấp xỉ số khối tính theo đơn vị u Động hạt anpha A 19,62 MeV B 0,38 MeV Ví dụ 2: Hạt nhân 226 88 C 14,35 MeV D 5,65 MeV Ra đứng yên phóng xạ anpha biến đổi thành hạt nhân X Biết động hạt nhân X 0,226 MeV Lấy khối lượng hạt nhân xấp xỉ số khối tính theo đơn vị u Năng lượng tỏa phản ứng bằng: A 708,6795 MeV B 12,769 MeV C 14,842 MeV D 823,731 MeV Bài tập tự luyện Câu 1: Rađi 226 88 Ra nguyên tố phóng xạ α Một hạt nhân rađi đứng yên phóng hạt α biến đổi thành hạt nhân X Biết động hạt α 4,8 MeV Lấy khối lượng hạt nhân (tính theo đơn vị u) số khối Giả sử phóng xạ khơng kèm theo xạ gamma Năng lượng tỏa phân rã là: A 269 MeV Câu 2: B 271 MeV C 4,72 MeV Khi bắn hạt α có động K vào hạt nhân 14 D 4,89 MeV N đứng yên gây phản ứng 17 α +14 N →8 O + X Cho khối lượng hạt nhân phản ứng m He = 4, 0015 u , m N = 13, 9992 u, m O = 16, 9947 u m x = 1, 0073 u Lấy u = 931,5 MeV / c Nếu hạt nhân X sinh đứng yên giá trị K bằng: A 1,21 MeV B 1,58 MeV C 1,96 MeV D 0,37 MeV Đáp án: 1–D 2–B HDedu - Page 244 HDeducation Dạng 4: Bài tập phóng xạ Phương pháp giải Vận dụng cơng thức định luật phóng xạ vào Ví dụ: Poloni phóng xạ anpha chuyển thành tính tốn hạt nhân chì với chu kì bán rã 138 ngày Giả sử ban đầu có 210 g Po, sau 138 ngày khối lượng Khối lượng lại: lại bằng: t − m = m T = m e −λt 138 t − − m = m T = 210.2 138 = 105g Khối lượng bị phân rã: Khối lượng bị phân rã: t −   ∆m = m0 1 − T  = m0 (1 − e −λt ) 138 t − −       ∆m = m0 1 − T  = 210 1 − 138  = 105g     Độ phóng xạ: H = λ.N = H e −λt Hằng số phóng xạ: λ = ln T (Chu kì T phải đổi đơn vị giây) Tuổi cổ vật: t= H T ln ln H t Trong đó: H t độ phóng xạ mẫu vật H độ phóng xạ mẫu vật Ví dụ: Mẫu gỗ có độ phóng xạ Bq Đo độ phóng xạ khúc gỗ loại chặt độ phóng xạ 10 Bq Chu kì bán rã cacbon 5600 năm tuổi cổ vật là: t= H T 5600 10 ln = ln = 7403 năm ln Ht ln loại, khối lượng lúc chết HDedu - Page 245 HDeducation Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Chất phóng xạ 210 84 Po phóng xạ ra hạt anpha biến đổi thành hạt nhân chì với chu kì bán rã 138 ngày Sau khối lượng Po cịn lại 25%? A 138 ngày Ví dụ 2: Chất phóng xạ B 276 ngày 210 84 C 414 ngày D 69 ngày Po phóng xạ ra hạt anpha biến đổi thành hạt nhân chì với chu kì bán rã 138 ngày Giả sử ban đầu có 210 gam Po Sau 138 ngày khối lượng chì tạo thành là: A 103 g B 51,5 g Ví dụ 3: Chất phóng xạ 210 84 C 41,2 g D 105 g Po phóng xạ ra hạt anpha biến đổi thành hạt nhân chì với chu kì bán rã 138 ngày Giả sử ban đầu có 210 gam Po Sau 138 ngày thể tích khí heli tạo thành điều kiện tiêu chuẩn là: A 5,6 lít B 22,4 lít C 11,2 lít D 4,48 lít Ví dụ 4: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T Sau 12 ngày người ta thấy tỉ số số hạt nhân bị phân rã số hạt nhân lại 3:1 Giá trị T là: A ngày B 12 ngày C 18 ngày D 24 ngày Ví dụ 5: Để xác định tuổi tượng gỗ, người ta đem so sánh độ phóng xạ với độ phóng xạ khúc gỗ loại, khối lượng vừa chặt Kết giám định cho thấy độ phóng xạ tượng gỗ cịn 20% độ phóng xạ khúc gỗ Biết chu kì bán rã cacbon 14 5600 năm Tuổi cổ vật bằng: A 7042 năm Ví dụ 6: 25 11 B 13125 năm C 13003 năm D 15008 năm Na đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã 62 ngày Tại thời điểm mua về, phịng thí nghiệm có g Na Biết số Avôgađrô N A = 6, 02.1023 Sau 124 ngày độ phóng xạ mẫu Na A 2, 4.1015 Bq B 2, 4.1024 Bq C 3,9.1024 Bq D 3,9.1015 Bq HDedu - Page 246 HDeducation Bài tập tự luyện Câu 1: Chọn câu sai? A Sau khoảng thời gian lần chu kì bán rã, chất phóng xạ cịn lại phần tám B Sau khoảng thời gian lần chu kì bán rã, chất phóng xạ bị phân rã ba phần tư C Sau khoảng thời gian lần chu kì bán rã, chất phóng xạ lại phần tư D Sau khoảng thời gian lần chu kì bán rã, chất phóng xạ cịn lại phần chín Câu 2: Một lượng chất phóng xạ có số lượng hạt nhân ban đầu N sau chu kì bán rã, số lượng hạt nhân bị phân rã là: A N0 B N0 C N0 D 7N Câu 3: Một chất phóng xạ nguyên tố X phóng tia xạ biến thành chất phóng xạ nguyên tố Y Biết X có chu kì bán rã T, sau khoảng thời gian t = 5T tỉ số số hạt nhân nguyên tử X lại với số hạt nhân nguyên tử Y tạo thành là: A B 31 14 Câu 4: Chu kì bán rã tử đồng vị phóng xạ A 11140 năm 14 C 31 D C 5570 năm Khi phân tích mẫu gỗ, người ta thấy 87,5% số nguyên C bị phân rã thành nguyên tử B 13925 năm 14 N Tuổi mẫu gỗ bao nhiêu? C 16710 năm D 12885 năm Đáp án: 1–D 2–D 3–C 4–C HDedu - Page 247 HDeducation PHẦN 3: BÀI TẬP TỔNG HỢP Câu 1: Phóng xạ A trình hạt nhân nguyên tử phát sóng điện từ B q trình hạt nhân ngun tử phát tia α , β , γ C trình phân hủy tự phát hạt nhân khơng bền vững D q trình hạt nhân ngun tử nặng bị phá vỡ thành hạt nhân nhẹ hấp thụ nơtron Câu 2: Điều sau khơng phải tính chất tia gamma? A Gây nguy hại cho người B Có vận tốc vận tốc ánh sáng C Bị lệch điện trường từ trường D Có bước sóng ngắn bước sóng tia X Câu 3: Trong phản ứng sau, phản ứng phản ứng phân hạch? A 12 H +13 H →24 He +10 n + 17, 6MeV C 235 92 B 37 Li +12 H → 224 He +10 n + 15,1MeV 139 − U + n →95 42 Mo + 57 La + 2n + 7e D 37 Li →12 H + 224 He +10 n + 15,1MeV Câu 4: Chọn câu sai Đối với phản ứng hạt nhân có định luật bảo tồn A lượng tồn phần B điện tích C động D số nuclơn Câu 5: Phương trình phản ứng: A Z = 6; A = 15 14 C + 42 He → β− + AZ X Trong Z A là: B Z = 8; A = 14 Câu 6: Trong q trình phân rã hạt nhân A prơtơn 238 92 B pôzitron C Z = 9; A = 18 U thành hạt nhân 234 92 D Z = 7; A = 14 U phóng hạt α hai hạt C êlectron D nơtron Câu 7: Khi hạt nhân phóng xạ tia α hai tia β − hạt nhân biến đổi nào? A số khối giảm 4, số prôtôn không đổi B số khối giảm 2, số prôtôn giảm C số khối tăng 2, số prôtôn tăng D số khối giảm 4, số prơtơn giảm Câu 8: Có hạt β− giải phóng từ micrơgam ( 10 −6 g) đồng vị 24 11 Na , biết đồng vị phóng xạ β − với chu kì bán rã T = 15 A N ≈ 2,134.1015 hạt B N = 4,134.1015 hạt C N ≈ 3,134.1015 hạt D N ≈ 1,134.1015 hạt Câu 9: Xem ban đầu hạt nhân 12 C đứng yên Cho biết m C = 12u; m α = 4, 0015u Năng lượng tối thiểu để chia hạt nhân thành hạt α là: A 6, 7.10−13 J B 7, 7.10−13 J C 8, 2.10−13 J D 5, 6.10−13 J 210 Câu 10 : Poloni ( 84 Po ) chất phóng xạ a có chu kì bán rã T = 138 ngày Một mẫu poloni nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,01 g Độ phóng xạ mẫu chất sau chu kì bán rã bao nhiêu? A 16,32.1010 Bq B 18, 49.109 Bq C 20,84.1010 Bq D 2,084.1010 Bq HDedu - Page 248 HDeducation Câu 11: Một lượng chất phóng xạ 222 86 Rn ban đầu có khối lượng mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Chu kì bán rã Rn là: A 4,0 ngày Câu 12: Cho B 3,8 ngày 210 84 C 3,5 ngày D 2,7 ngày Po → α + Pb , biết T = 138, ngày Sau 414,6 ngày khối lượng chì tạo thành 144,2 g Tính khối lượng Po ban đầu? A 168 g B 136 g C 188 g D 240 g Đáp án: 1–C 2–C 11 – B 12 – A 3–C 4–C 5–C 6–C 7–A 8–D 9–A 10 – C HDedu - Page 249 ... |q|Bvsinα xơ tác dụng lên êlectron? mv Bán kính quỹ đạo trịn: R = Hướng dẫn qB Áp dụng công thức: F = |q|Bvsinα = 1,6.10-19.0,2.2.105sin900 =6,4.10-15(N) Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một prôtôn bay... lăng kính: r = r'= Hướng dẫn A Tại mặt bên thứ nhất: i = i' Dm = 2i − A sin sin i1 = n sin r1 ⇒ sin r1 = Dm + A A = n.sin 2 sin30 ⇒ r1 ≈ 20, Góc tới mặt bên thứ hai: r = A – r1 = 60 - 20,7° = 39,3°... lăng kính Điều kiện góc chiết quang A: A ≤ 2igh sin i2 = n sin r2 = sin 39,30 ≈ 0,896 ⇒ i2 ≈ 63, 60 Điều kiện góc tới i: sini ≥ n.sin(A - igh) Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Chiếu tia sáng tới mặt bên lăng