Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 60°.. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo [r]
(1)Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng!
CHỦ ĐỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
A TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1 Định nghĩa đặc tính:
- Phản ứng hạt nhân trình dẫn tới biến đổi biến đổi hạt nhân
1 2 3 4
A A A A
Z X Z X Z X Z X hay
1
1
A A A A
Z A Z B Z C Z D
- Có hai loại phản ứng hạt nhân:
+ Phản ứng hạt nhân tự phát: trình tự phân rã hạt nhân không bền thành hạt nhân khác Ví dụ: q trình phóng xạ
+ Phản ứng hạt nhân kích thích: q trình hạt nhân tương tác với tạo hạt nhân khác Ví dụ: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch
Chú ý: Các hạt thường gặp phản ứng hạt nhân: 1 1p1H ;
1 0n;
4
2He; 1e
;
1e
2 Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân:
a Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A): A1A2 A3A4
b Định luật bảo tồn điện tích (ngun tử số Z): Z1Z2 Z3 Z4
c Định luật bảo toàn động lượng: Pt Ps p1 p2 p3 p4
d Định luật bảo toàn lượng toàn phần: Wtr Ws
Chú ý:
- Năng lượng toàn phần hạt nhân: gồm lượng nghỉ lượng thông thường (động năng):
2
WE K mc Động năng: K WE0 m m c 0
- 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
- Liên hệ động lượng động P2 2mWd 2mK hay
2
2
d
P
K W
m
3 Năng lƣợng phản ứng hạt nhân:
+Khối lượng trước sau phản ứng: mtr = m1+m2 ms = m3 + m4 + Năng lượng W:
- Trong trường hợp m kg( ) ; W J( ): ( ) ( ) W W s tr
tr s s tr lk lk s tr
(2)- Trong trường hợp m u( ) ; W MeV( ): ( 0 )931,5 ( 0)931,5 W W
s tr
lk lk s tr
W m m m m K K (MeV)
Nếu mtr > ms: W0 : phản ứng tỏa lượng;
Nếu mtr < ms: W0 : phản ứng thu lượng
B PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN
1 Bài toán liên quan đến lượng phản ứng hạt nhân tỏa, thu 2 Bài toán liên quan đến phản ứng hạt nhân kích thích
Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƢỢNG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TỎA, THU
Phản ứng hạt nhân: A + B C + D
Xác định tên hạt nhân cách dựa vào hai định luật bảo tồn điện tích bảo tồn số khối: ZA + ZB = ZC + ZD; AA + AB = AC + AD
1 Năng lƣợng phản ứng hạt nhân
Năng lượng phản ứng hạt nhân tính theo ba cách sau:
Cách 1: Khi cho biết khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng: 2 truoc sau E m c m c
Cách 2: Khi cho biết động hạt trước sau phản ứng: E WsauWtruoc Cách 3: Khi cho biết độ hụt khối hạt trước sau phản ứng: 2
sau truoc E m c m c
Cách 4: Khi cho biết lượng liên kêt lượng liên kêt riêng hạt nhân trước sau phản ứng: E WLKsauWLKtruoc
+ Nếu ΔE > toả nhiệt, ΔE < thu nhiệt
Ví dụ 1: (THPTQG − 2017) Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng nghỉ hạt trước phản ứng 37,9638 u tổng khối lượng nghỉ hạt sau phản ứng 37,9656 u Lấy 1u = 931,5 MeV/c2
Phản ứng
A tỏa lượng 16,8 MeV B thu lượng 1,68 MeV C thu lượng 16,8 MeV D tỏa lượng 1,68 MeV
Hướng dẫn
* Tính
truoc sau
E m m c 37,9638 37,9656 uc 1, 68 MeV
Chọn B
Ví dụ 2: Dùng prơtơn bắn vào hạt nhân
3Li thu hai hạt nhân giống X Biết mp = l,0073u, mu = 7,014u, mx = 4,0015u, lu.c2 = 931,5 MeV Phản ứng thu hay toả lượng ?
A Phản ứng toả lượng, lượng toả 12 MeV
B Phản ứng thu lượng, lượng cần cung cấp cho phản ứng 12 MeV
C Phản ứng toả lượng, lượng toả 17 MeV
D Phản ứng thu lượng, lượng cần cung cấp cho phản ứng 17 MeV Hướng dẫn
P Li X E m m 2m c
(3)Ví dụ 3: (CĐ − 2007) Xét phản ứng hạt nhân:2
1H1H2He0n Biết khối lượng hạt nhân: mH = 2,0135u; mHe = 3,0149u; mn = l,0087u; 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng phản ứng toả
A 7,4990 MeV B 2,7390 MeV C 1,8820 MeV D 3,1654 MeV Hướng dẫn
truoc sau E m m c
931MeV
2.2, 0135 3, 0149 1, 0087 uc 3,1654 MeV
Chọn D
Ví dụ 4: Tính lượng cần thiết để tách hạt nhân 16 O 1uc
2
= 931,5 MeV
A 10,34 MeV B 12,04 MeV C 10,38 MeV D 13,2 MeV Hướng dẫn
16
8
2
O He O He
E m 4m c 15,9949 4.4, 0015 uc 10,34 MeV
Chọn A
Ví dụ 5: Xét phản ứng hạt nhân: D + Li n + X Cho động hạt D, Li, n X là: (MeV); 0; 12 (MeV) (MeV) Lựa chọn phương án sau:
A Phản ứng thu lượng 14 MeV B Phản ứng thu lượng 13 MeV
C Phản ứng toả lượng 14 MeV D Phản ứng toả lượng 13 MeV Hướng dẫn
sau truoc E W W 12 14 MeV
Chọn C
Ví dụ 6: (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân:3 2
1T1D2HeX Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u lu = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa phản ứng xấp xỉ
A 15,017 MeV B 200,025 MeV C 17,498 MeV D 21,076 MeV Hướng dẫn
sau truoc He T D
E m m c m m m c 17, 498 MeV
Chọn C
Ví dụ 7: Tìm lượng tỏa hạt nhân U234 phóng xạ tia α tạo thành đồng vị Thori Th230 Cho lượng liên kết riêng hạt α 7,1 MeV/nuclôn, U234 7,63 MeV/nuclôn, Th230 7,7 MeV/nuclôn
A 13,98 MeV B 10,82 MeV C 11,51 MeV D 17,24 MeV Hướng dẫn
lk lk t Th Th U U E W s W A A A
7,1.4 7, 7.230 7, 63.234 13,98 MeV
Chọn A
2 Năng lƣợng hạt nhân
Nếu phản ứng hạt nhân tỏa lượng lượng tỏa dạng động hạt sản phẩm lượng phôtôn Năng lượng tỏa thường gọi lượng hạt nhân
Năng lượng phản ứng hạt nhân tỏa là: 2 truoc sau E m c m c
(4)Năng lượng N phản ứng Q = NΔE
Nếu phản ứng có k hạt X số phản ứng X
X A
X m 1
N N N
k k A
Ví dụ 1: (CĐ−2010) Cho phản ứng hạt nhân2
1H1H2He0n 17, 6MeV Biết số Avôgađrô 6,02.10
23
/mol, khối lượng mol He4 g/mol MeV = 1,6.10−13 (J) 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 Hướng dẫn
Q = Số phản ứng ΔE = (Số gam He / Khối lượng mol) NAE
23 13 11 g
Q 6, 02.10 17, 6.1, 6.10 4, 24.10 J g
Chọn D
Ví dụ 2: (ĐH − 2012) Tổng hợp hạt nhân heli
2Hetừ phản ứng hạt nhân
4
1H3Li2HeX 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 Hướng dẫn
Viết đầy đủ phương trình phản ứng hạt nhân ta nhận thấy X 2He:
4
1
1H3Li2He2X Vì vậy, phản ứng hạt nhân có hạt
2Hetạo thành Do đó, số phản ứng hạt nhân nửa số hạt
2He:
Q= số phản ứng ΔE =
2 Số hạt He ΔE 23 24
Q 0,5.6, 023.10 17,3 2, 6.10 MeV
Chọn B
Bình luận: Khá nhiều học sinh “dính bẫy”, khơng phát hạt X hạt 4
2Henên làm sai sau:
Q = Số phản ứng ΔE = Số hạt He ΔE = 5,2.1024 (Me V)
3 Phôtôn tham gia phản ứng
Giả sử hạt nhân A đứng yên hấp thụ phôtôn gây phản ứng hạt nhân: A B C Áp dụng định luật bảo toàn lượng toàn phần:
2
A B C B C
m c m m c W W
với hf hc
Ví dụ 1: Dưới tác dụng xạ gamma, hạt nhân C12 đứng yên tách thành hạt nhân He4 Tần số tia gama 4.1021
Hz Các hạt hêli có động Cho mC = 12,000u; mHe = 4,0015u, uc2 = 931
(MeV), h = 6,625.10−34 (Js) Tính động hạt hêli
A. 5,56.10−13 J B. 4,6 10−13 J C 6,6 10−13 J D. 7,56 10−13 J Hướng dẫn
4
12 4
6 C 2He 2He 2He
2 13
C He
(5)Chú ý: Nếu phản ứng thu lượng 2 truoc sau E m c m c
lượng tối thiếu phô tôn cần thiết để phản ứng thực làmin E
Ví dụ 2: Để phản ứng
4Be 2 0n xảy ra, lượng tử Y phải có lượng tối thiều bao nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, mBe = 9,01218u; mα = 4,0026u; mn= l,0087u; 2uc2 = 931,5 MeV
A 2,53 MeV B 1,44 MeV C 1,75 MeV D 1,6 MeV Hướng dẫn
2 2
Be n
E m c 2m c m c 1, MeV E 1, MeV
Chọn D
Ví dụ 3: (THPTQG − 2017) Cho phản ứng hạt nhân 12
6C 3 He2 Biết khối lượng
12 C
4
2He 11,9970 u 4,0015 u; lấy 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng nhỏ phôtôn ứng với xạ để
phản ứng xảy có giá trị gần với giá trị sau đây?
A 6 MeV B. MeV C. MeV D 8 MeV Hướng dẫn
* Tính
truoc sau
E m m c 11,997 3.4, 0015 uc MeV
Năng lượng tối thiểu cần cung cấp MeV Chọn B
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
Bài 1: Xét phản ứng hạt nhân α 1,0087u; mα = 26,97345u; mp = l,0073u; mn = l,0087u, NA = 6,023.1023,1
uc2 = 931 MeV Phản ứng thu hay tỏa lượng lượng?
A Thu 3,5 MeV B Thu 3,4 MeV C Toả 3,4 MeV D Toả 3,5 MeV
Bài 2: Năng lượng nhỏ để tách hạt nhân 2He4 thành hai phần giống bao nhiêu? Cho mHe =
4,0015u; mD = 2,0136u; lu.c2 = 931MeV
A 23,9 MeV B 12,4 MeV C 16,5 MeV D 3,2 MeV
Bài 3: Xác định lượng tối thiếu cần thiết đế chia hạt nhân 6C12 thành hạt α Cho biết: mα = 4,0015u;
mC = 11u; 1uc2 = 931 (MeV); MeV = 1,6.1013 (J)
A 4,19 (J) B 6,7.10-13 (J) C 4,19.10-13(J) D 6,7.10-10 (J)
Bài 4: Khi bắn phá hạt nhân 3L16 hạt tri lượng (MeV), người ta quan sát thấy có phản
ứng hạt nhân: 3L16 + D → α + α tạo thành hai hạt α có động 13,2 (MeV) Biết phản ứng không
kèm theo xạ gama Lựa chọn phương án sau:
A Phản ứng thu lượng 22,2 MeV B Phản ứng thu lượng 14,3 MeV
C Phản ứng tỏa lượng 22,4 MeV D. Phản ứng tỏa lượng 14,2 MeV
Bài 5: Xét phản ứng hạt nhân sau: D + T → He + n Biết độ hụt khối hạt nhân: D; T; He ΔmD
= 0,0024u; ΔmT = 0,0087u; ΔmHe = 0,0305u; 1ue2 =931 MeV Phản ứng tỏa hay thu lượng?
A tỏa 18,1 MeV B thu 18,1 MeV C tỏa 12,7 MeV D thu 10,5 MeV
Bài 6: Dùng prơtơn bắn vào hạt nhân 3Li7 thu hai hạt nhân giống X Biết độ hụt khối tạo
thành hạt nhân Li X Δmu = 0,0427u; Δmx = 0,0305u; uc2
= 931 (MeV) Phản ứng thu hay tỏa lượng?
A tỏa 12,0735 MeV B thu 12,0735 MeV
C tỏa 17,0373 MeV D thu 17,0373 MeV
Bài 7: Xét phản ứng hạt nhân sau: 12D + 36Li → 24He + 24He Biết độ hụt khối tạo thành hạt nhân: D;
T; He ΔmD = 0,0024u; ΔmLi = 0,0327u; ΔmHe = 0,0305u; luc2 = 931,5 MeV Năng lượng phản
ứng tỏa là:
(6)Bài 8: Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân D + D → n + X Biết độ hụt khối hạt nhân D X 0,0024u 0,0083u, coi luc2
= 931,5 MeV Phản ứng tỏa hay thu lượng?
A tỏa 3,26 MeV B thu 3,49 MeV C tỏa 3,49 MeV D thu 3,26 MeV
Bài 9: Cho phản ứng hạt nhân: T + D → α + n Biết lượng liên kết riêng hạt nhân T T= 2,823 (MeV/nuclôn), lượng liên kết riêng α = 7,0756 (MeV/nuclôn) độ hụt khối D
0,0024u Lấy luc2 = 931 (MeV) Hỏi phản ứng toả hay thu lượng?
A tỏa 14,4 (MeV) B thu 17,6 (MeV) C tỏa 17,6 (MeV) D thu 14,4 (MeV)
Bài 10: Năng lượng liên kết cho nuclon hạt nhân 10Ne20; 2He4 6C12 tương ứng 8,03
MeV/nuclôn; 7,07 MeV/nuclôn 7,68 MeV/nuclôn Năng lượng cần thiết để tách hạt nhân loNe20 thành hai hạt nhân 2He4 hạt nhân 6C12 :
A 11,9 MeV B 10,8 MeV C 15,5 MeV D 7,2 MeV
Bài 11: Một phản ứng xẩy sau: 92U235 + n → 58Ce140 + 41Nb93 + 3n + 7e- Năng lượng liên kết riêng
của U235 7,7 (MeV/nuclôn), Cel40 8,43 (MeV/nuclơn), Nb93 8,7 (MeV/nuclơn) Tính
lượng toả phân hạch
A 187,4 (MeV) B 179,7 (MeV) C 179,8 (MeV) D 182,6 (MeV)
Bài 12: Cho phản ứng hạt nhân: T + D →n + x + 17,6 (MeV) Tính lượng toả tổng hợp (g) chất X Cho biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023
A 52.1024 MeV B 52.1023MeV C 53.1024MeV D 53.1023MeV
Bài 13: Xét phản ứng
1H3Ki2X Cho khối lượng mx = 4,0015u, mH = 1,0073u, mLi = 7,0012u, 1uc
2
= 931 MeV số Avogadro NA = 6,02.1023 Tính lượng tỏa tổng hợp (gam) chất X
A 3,9.1023 (MeV) B 1,843.1019 (MeV) C 4.1020 (MeV) D 7,8.1023 (MeV)
Bài 14: Đề phản ứng 12
6C 3 xảy ra, lượng tử phải có lượng tối thiếu bao nhiêu? Cho biết, hạt nhân C12 đứng yên mC = 12u; mα = 4,0015u; uc2 = 931 MeV
A 7,50 MeV B 7,44 MeV C 7,26 MeV D 4,1895 MeV
Bài 15: Dưới tác dụng xạ gatnma, hạt nhân 12
6C tách thành ba hạt nhân 2He
4
sinh không sinh hạt khác kèm theo Biết khối lượng hạt là: mHe = 4,002604u; mC = 12u; 1uc2 = 931,5
MeV Tần số tối thiểu photon gamma để thực hình biến đổi bằng:
A. 1,76.1021 HZ B l,671021HZ C l,76.1020HZ D l,67.1020HZ
Bài 16: Dưới tác dụng xạ gamma, hạt nhân 12
6Ccó thể tách thành ba hạt nhân 2He4 Biết khối lượng hạt là: mHe = 4,002604u; mC = 12u; 1uc2 = 931,5 MeV, số Plăng tốc tốc độ ánh sáng
chân không h = 6,625.10-34
Js, c = 3.108 m/s Bước sóng dài photon gama để phản ứng xảy
A 2,96.10-13 m B 2,96.10-14 m C 3,01.10-14m D 1,7.1013 m
Bài 17: Xét phản ứng 12
6C 3 , lượng tử có nâng lượng 4,7895 MeV hạt 12
6 C trước phản ứng đứng yên Cho biết mC = 12u; mα = 4,0015u; 1uc2 = 931 MeV Nếu hạt hêli có động động
mỗi hạt hêli
(7)Bài 18: 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 úng hạt nhân
A thu lượng 18,63 MeV B thu lượng 1,863 MeV C tỏa lượng 1,863 MeV D tỏa lượng 18,63 MeV
ĐÁP ÁN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
1.A 2.B 3.B 4.C 5.A 6.C 7.D 8.A 9.C 10.A 11.C 12.D 13.A 14.D 15.A 16.D 17.D 18.A
Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN KÍCH THÍCH
Dùng hạt nhẹ A (gọi đạn) bắn phá hạt nhân B đứng yên (gọi bia): A + B C D (nếu bỏ qua xạ gama)
Đạn thường dùng hạt phóng xạ, ví dụ:
16 14
30 27 13 15 N O H Al P n
Để tìm động năng, vận tốc hạt dựa vào hai định luật bảo toàn động lượng bảo toàn lượng:
A C D
A C D
2
A B C D C D A m v m v m v
E m m m m c W W W
1 Tổng động hạt sau phản ứng
Ta tính
A B C D E m m m m c
Tổng động hạt tạo thành: WCWD E WA
Ví dụ 1: Một hạt α có động 3,9 MeV đến đập vào hạt nhân 27
13Al đứng yên gây nên phản ửng hạt nhân 27 30
13Al n 15P
Tính tổng động hạt sau phản ứng Cho mα = 4,0015u; mn = l,0087u; nAl =
26,97345u; mp = 29,97005u; 1uc2 = 931 (MeV)
A 17,4 (MeV) B 0,54 (MeV) C 0,5 (MeV) D 0,4 (MeV) Hướng dẫn
Cách 1:
Al n P
E m m m m c 3,5 MeV
n p
W W W E 0, MeV
Chọn D
Cách 2: Áp dụng định luật bào toàn lượng toàn phần:
Al n P n p
mm c W m m c W W
n p Al n P
W W W m m m m c 0, MeV
Ví dụ 2: Dùng proton có động 5,45 (MeV) bắn phá hạt nhân Be9 đứng yên tạo hai hạt nhân hạt nhân Li6 hạt nhân X Biết động động hạt nhân Li 3,05 (MeV) Cho khối lượng hạt nhân: mBe = 9,01219u; mp = l,0073u; mu = 6,01513u; mX= 4,0015u; 1uc2 = 931 (MeV) Tính động
hạt X
A 8,11 MeV B 5,06 MeV C 5,07 MeV D 5,08 MeV Hướng dẫn
P Be Li X
Li X P X P Li 2,6 3,05 5,45
E m m m m c 2, 66 MeV
E W W W W W E W 5, 06 MeV
(8)Chú ý: Nếu phản ứng thu lượng 2 truoc sau E m c m c
động tối thiểu hạt đạn A cần thiết để phản ứng thực WA min E
Ví dụ 3: Hạt α có động Wα đến va chạm với hạt nhân 144 N đứng yên, gây phản ứng:
14
7 N 1H X
Cho biết khối lượng hạt nhân: mα = 4,0015u; mp = l,0073u; mn = 13,9992u; mX =
16,9947u; 1uc2 = 931 (MeV) Động tối thiểu hạt α để phản ứng xảy
A 1,21 MeV B 1,32 MeV C 1,24 MeV D 2 MeV Hướng dẫn
Cách 1:
N H X
E m m m m c 1, MeV
W min E 1, 21 MeV
Chọn A
Cách 2: Áp dụng định luật bảo toàn lượng toàn phần
N H X H X
W mm c m m c W W
N H X H X
min
0
W m m c m m c W W W 1, 21 MeV
2 Tỉ số động
+ Nếu cho biết C C
D A
W W
b b
W W cần sử dụng thêm định luật bao toàn lượng:
A A B C D C D C D A W m m c W W m m c W W W E + Giải hệ:
C C A
D
D A C D A
b
W W W E
b b 1
W
1 W W E W W W E
b
Ví dụ 1: Hạt α có động 6,3 (MeV) bắn vào hạt nhân
4Be đứng yên, gây phản ứng: 12
9
4Be C n
Cho biết phản ứng tỏa lượng 5,7 (MeV), động hạt C gấp lần động hạt n Động hạt nhân n
A 9,8 MeV B 9 MeV C 10 MeV D 2 MeV
Hướng dẫn n C n 5,7 6,3
C n C
1
W 12 MeV W W E W 12
6
W 5W W 12 10 MeV Chọn D
Ví dụ 2: Bắn hạt α có động 4,21 MeV vào hạt nhân nito đứng yên gây phản úng: 17
14
7 N 8 Op Biết phản ứng thu lượng 1,21 MeV động hạt O gấp lần động hạt p Động hạt nhân p
A 1,0 MeV B 3,6 MeV C 1,8 MeV D 2,0 MeV Hướng dẫn P P 1,21 4,21
0 P
1
W MeV W W E W
3
W 2W W MeV Chọn A
Bình luận thêm: Để tìm tốc độ hạt p ta xuất phát từ Wp p 2p
m v P P P 2W v , m
thay WP 1MeV mP1, 0073u ta được: 13 P P 27 P
2W 2.1.1, 6.10
v 13,8.10 m / s m 1, 0073.1, 66058.10
(9)Chú ý: Nếu hai hạt sinh có động thì: A C D
W E W W
2
Ví dụ 3: (CĐ−2010) Dùng hạt prơtơn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti (7
3Li) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu hai hạt giống có động không kèm theo tia 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 Hướng dẫn
Cách 1: P
X
E W 14, 1,
W 9,5 MeV
2
Chọn C
Cách 2: 2
P Li P Li X X m c m c W W 2m c 2W
2
p Li P Li X X 1,6
E 17,4
m c m c W W 2W W 9, MeV
Ví dụ 4: (QG − 2015) Bắn hạt proton có động 5,5 MeV vào hạt nhân
3Li đứng yên, gây phản ứng hạt nhân
3
p Li 2 Giả sử phản ứng không kèm theo xạ , hai hạt α có động bay theo hai hướng tạo với góc 160° Coi khối lượng hạt tính theo đơn vị u gần số khối Năng lượng mà phản ứng tỏa
A 14,6 MeV B 10,2 MeV C 17,3 MeV D 20,4 MeV Hướng dẫn
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m vp Pm v 1m v 2
2 2 2
0
P
P
m v m v m v m v m v cos160
0 p P
2m W 4m W 4m W cos160
P P 0 0
m W 1.5,5
W 11, MeV
2m cos160 2.4 cos160
sau truoc P
E W W 2W W 2.11, 5,5 17,3 MeV
Chọn C
Chú ý: Nếu cho biết tỉ số tốc độ hạt ta suy tỉ số động
Ví dụ 5: Cho hạt proton có động 1,2 (MeV) bắn phá hạt nhân
3Li đứng yên tạo hạt nhân X giống tốc độ chuyển động gấp đơi Cho biết phản ứng tỏa lượng 17,4 (MeV) không sinh xạ Động hạt nhân X có tốc độ lớn
A 3,72 MeV B 6,2 MeV C 12,4 MeV D 14,88 MeV Hướng dẫn
Nếu v12v2 WX14WX2
X1
X1 X P 17,4 1,2
X1 X X1
1
W 18, 3, 72 MeV W W E W 18,
5
W 4W W 18, 14,88 MeV
Chọn D
Ví dụ 6: Hạt A có động WA bắn vào hạt nhân B đứng yên, gây phản ứng: A + B C D
(10)của hạt trước phản ứng nhiều tổng lượng nghỉ hạt sau phản ứng ΔE không sinh xạ Tính động hạt nhân C
A WC = mD(WA + ΔE)/(mc + mD) B WC = (WA + ΔE).( mC + mD)/ mC
C WC = (WA + ΔE).(mC + mD)/ mD D WC = mC (WA + ΔE)/(mC + mD)
Hướng dẫn C C C C C C A D D D D
C D C D A
m v W 2 m
m W W E W m v m
m m
W W W E
Chọn D
3 Quan hệ véc tơ vận tốc
Nếu cho vCa.vDvCa.vA thay trực tiếp vào định luật bảo toàn động lượng
A C D
A C D
m v m v m v để biểu diễn v , vC D theo vA lưu ý:
2 mv W
2
2
mv 2mW
Biểu diễn WC WD theo WA thay vào công thức:
C D A E W W W
từ giải toán: − Cho WA tính ΔE
− Cho ΔE tính WA
Ví dụ 1: Hạt A có động WA bắn vào hạt nhân B đứng yên, gây phản ứng: A + B → C + D
không sinh xạ Véc tơ vận tốc hạt C gấp k lần véc tơ vận tốc hạt D.Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính Tính động hạt C hạt D
Hướng dẫn
C D
A 2
A A A
D D 2
C D C D
v v
A C D
A C D
A 2
A A A
C C 2
C D C D
m v 2m W
v v
km m km m m v m v m v
km v 2m W
v v
km m km m
2 C A A
C C C
C D D A A
D D D
C D m m W
W m v k
2 km m m m W
W m v
2 km m
Năng lượng phản ứng hạt nhân:
2
C A D A A
2
C D C D k m m m m
E W
km m km m
+ Cho WA tính ΔE
+ Cho ΔE tính WA
Ví dụ 2: Bắn hạt α vào hạt nhân 14
7 Nđứng yên có phản ứng:
17 14
7N 2 8 Op Các hạt sinh có véctơ vận tốc Cho khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối Tỉ số tốc độ hạt nhân ôxi tốc độ hạt α
(11)Hướng dẫn
0 p
v v
p p
p
o p
m
m v m v v v v v v m m 17
Chọn A
Ví dụ 3: Bắn hạt α vào hạt nhân 17
4 N đứng yên có phản ứng:
17 14
7N 2 8 O1p Các hạt sinh có véctơ vận tốc Cho khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối Tỉ số động hạt nhân ôxi động hạt α
A 2/9 B 3/4 C 17/81 D 1/81
Hướng dẫn
p p p
0 p m v m v m v v v
m m 0
0 2
0 p
m v m V 4.W
W m 17 W
2 m m 17 18
Chọn C
Ví dụ 4: Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xảy phản ứng tạo thành hạt nhân oxi hạt proton Biết hai hạt sinh có véctơ vận tốc nhau, phản ứng thu lượng 1,21 (MeV) Cho khối lượng hạt nhân thỏa mãn: m0mα = 0,21(mo + mp)2 mpmα = 0,012(mo + mp)2 Động hạt α
A 1,555 MeV B 1,656 MeV C 1,958 MeV D 2,559 MeV Hướng dẫn
0 P
17
4 14 v v
0 p 0
2 p
0 P m v He N O He; m v m v m v v v
v m
0 0
0 p
P p p
0 p m v
W m v W 0, 21W m m
m m
W m v W 0, 012W m m
Ta có: P
1,21 0,21W 0,012W
E W W W W 1,555 MeV
Chọn A
4 Phƣơng chuyển động hạt a) Các hạt tham gia có động ban đầu không đáng kể
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho phản ứng: A B C D (nếu bỏ qua xạ gama):
C D
C D
A C D
A C D
C C D D m v m v m v m v m v
m W m W
Chứng tỏ hai hạt sinh chuyển động theo hai hướng ngược nhau, có tốc độ động tỉ lệ nghịch với khối lượng
Mặt khác: WCWD E WA nên
D C A C D C D A C D m
W E W
m m m
W E W
m m
Ví dụ 1: Phản ứng hạt nhân:
1H1H2He0n toả lượng 17,6 MeV Giả sử ban đầu động hạt không đáng kể Coi khối lượng xấp xỉ số khối Động
0n
(12)Hướng dẫn
2 2
n n
n n n n n n
0m v m v m v m v m W m W W 0, 25W
n n
E W W W 14, 08 MeV
Chọn C
b) Các hạt chuyển động theo hai phƣơng vng góc với
2 2
1
W mv 2mW m v mv 2mW
A C D
A C D
m v m v m v
* Nếu vCvD thì
2 2
A A C C D D A A C C D D m v m v m v m W m W m W * Nếu vCvA
2 2
D D C C A A D D C C A A m v m v m v m W m W m W
A A
m v
D D
m v
C C
m v
A A
m v
D D
m v
C C
m v
Sau đó, kết hợp với phương trình: E WCWDW A
Có thể tìm hệ thức cách bình phương vơ hướng đắng thức véc tơ: + Nếu cho vC vDthì bình phương hai vế m vA Am vC Cm vD D
2 2 2
C C D D C D C D A A C C D D A A m v m v 2m m v v cos90 m v m W m W m W
+ Neeus cho vCvA viết lại m vA Am vC Cm vD D thành m vA Am vC Cm vD D bình phương hai vế: 2 2 2
A A C C C A C A D D A C C D D m v m v 2m m v v cos90 m v mW m W m W
Ví dụ 1: Hạt nhân α có động 5,3 (MeV) bắn phá hạt nhân
4Be đứng yên gây phản ứng:
4Be n X Hai hạt sinh có phương vectơ vận tốc vng góc với Cho biết tổng lượng
nghỉ hạt trước phản ứng nhiều tổng lượng nghỉ hạt sau phản úng 5,6791 MeV, khối lượng hạt: mα = 3,968mn; mx = l,8965mn Động hạt X
A 0,92 MeV B 0,95 MeV C 0,84 MeV D 0,75 MeV Hướng dẫn
Vì hai hạt sinh chuyển động vng góc với nên: m Wn nm WX X m W
N n X X n n n X n
n X n X
m W m W m W m W 11,8965m W 3,968m 5,3 E W W W 5, 6791 W W 5,3
X
W 0,92 MeV
Chọn A
Ví dụ 2: (ĐH−2010) Dùng prơtơn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
4Be đứng yên Phản úng 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
(13)Hướng dẫn
1
1H4Be 2 3X Hạt α bay theo phương vng góc với phương proton nên:
H H X X X
m W m W m W 1.5, 45 4.4 6.W WX3,575 MeV Năng lượng phản ứng:
X H Be
E W W W W 3,575 5, 45 2,125 MeV
Chọn C
Kinh nghiệm giải nhanh: A B C D * Nếu vC vDthì m WC Cm WD Dm W A A * Nếu vC vA m WC Cm WA Am WD D Sau đó, kết hợp với E WCWDWA
Với toán cụ thể, phải xác định rõ đâu hạt A, hạt B, hạt C hạt D
c) Các hạt chuyển động theo hai phƣơng
* Nếu CD v , vC D m WC Cm WD D2cosCD m WC C m WD D m W A A * Nếu CA v ; vC A m WC Cm WA A2cosCA m WC C m WA A m WD D Sau đó, kết hợp với E WCWDWA
Thật vậy:
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
C D A C A D
C D A C A D
m v m v m v m v m v m v
* Nếu cho CD v , vC D bình phương hai vế m vC Cm vD Dm vA A
2 2 2
2 C D D C D C D CD A A m v m v 2m m v v cos m v
C C D D C C D D CD A A m W m V m W m W cos m W
* Nếu cho CA v , vC A bình phương hai vế m vA Am vC Cm vD D
2 2 2
A A C C C A C A CA D D m v m v 2m m v v cos m v
A A C C C C A A CA D D m W m W m W m W cos m W
(ở ta áp dụng 2
W mv m v 2mW mv 2mW
)
Ví dụ 1: Dùng proton có động 5,58 (MeV) bắn phá hạt nhân 23
11Na đứng yên sinh hạt α hạt nhân X không kèm theo xạ Biết lượng toả phản ứng chuyển hết thành động hạt tạo thành, động hạt α 6,6 (MeV) động hạt X 2,648 (MeV) Cho khối lượng hạt tính theo u số khối Góc tạo hướng chuyển động hạt α hướng chuyển động hạt proton
A 147° B 148° C 150° D 120°
Hướng dẫn
P P p P P X X
m W m W 2cos m W m W m W
0
p p
1.5,85 4.6, 2cos 1.5,58.4.6, 20.2, 648 150
(14)Ví dụ 2: Bắn phá prơtơn vào hạt nhân
3Li đứng yên Phản ứng hạt nhân sinh hai hạt nhân X giống có tốc độ Biết tốc độ prôtôn lần tốc độ hạt nhân X Coi khối lượng hạt nhân số khối theo đơn vị u Góc tạo phương chuyển động hai hạt X
A 60° B 90° C 120° D 150°
Hướng dẫn
1
p X1 X1 1H3Li2X2Xm vp m vX m vX
2 2 2
P P X X1 X X2 X X1 X X2 m v m v m v 2m v m v cos
2
P P
2 X X1
m v
1 cos cos i 120
2 m v
Chọn C
Ví dụ 3: Hạt α có động MeV bắn vào hạt nhân
4Be đứng yên, gây phản ứng tạo thành hạt C12 hạt nơtron Hai hạt sinh có vectơ vận tốc hợp với góc 80° Cho biết phản ứng tỏa lượng 5,6 MeV Coi khối lượng xấp xỉ số khối Động hạt nhân C
A 7 MeV B 0,589 MeV C 8 MeV D 2,5 MeV Hướng dẫn
Phương trình phản ứng: 4 9 12 1 2 4Be6 C0n
Hai hạt sinh có vectơ vận tốc hợp với góc 80° nên:
C C n n C C n n
m W m W 2cos80 m W m W m W kết hợp với E WCWnW
Ta hệ: C n C n
C n n C
12.W 1.W cos80 12.W 1.W 4.5 5, W W W 10, W
C C C C
11W 2cos80 12.W 10, W 9, W 0,589 MeV
Chọn B
Ví dụ 4: Bắn hạt α có động (MeV) vào hạt nhân nitơ 14
7 Nđứng yên, xẩy phản ứng hạt nhân: 17
14
7 N O p
Biết động hạt prôtôn 2,09 (MeV) hạt prôtôn chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động hạt α góc 60° Coi khối lượng xấp xỉ số khối Xác định lượng phản ứng tỏa hay thu vào
A Phản ứng toả lượng 2,1 MeV B Phản ứng thu lượng 1,2 MeV
C Phản ứng lượng 1,2 MeV D Phản ứng thu lượng 2,1 MeV Hướng dẫn
Hạt prôtôn chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động hạt a góc 60° nên
P P P P O
m W m W 2cos 60 m W m W m W
0
1.2, 09 4.4 1.2, 09.4.4 17W W 0, 72 MeV
Năng lượng: E W0WPW0, 72 2, 09 4 1, MeV Chọn B
Ví dụ 5: Dùng chùm proton bắn phá hạt nhân
3Liđang đứng yên tạo hạt nhân X giống có động W bay theo hai hướng hợp với gócvà khơng sinh tia gama Biết tổng lượng nghỉ hạt trước phản ứng chuyển nhiều tổng lượng nghỉ hạt tạo thành 2W/3 Coi khối lượng hạt nhân đo đon vị khối lượng nguyên tử gần số khối
A.cos 7 / B.cos 7 / C cos 5 / D cos 5 /
Hướng dẫn
1
1H3Li2X2X X P P
4W E 2W W W E
3
2 2 2 P X1
P X P P X X1 X X2 X X1 X X2 m v m v m v m v m v 2m v m v cos
P P X X X X
4W
m W 2m W 2m W cos 2.4W 2.4W cos cos
3
Chọn D
Ví dụ 6: (ĐH−2011): Bắn prôtôn vào hạt nhân7
3Liđứng 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 prôtôn tốc độ hạt nhân X
(15)Hướng dẫn
1
1H3Li2X2X
Áp dụng định luật báo toàn động lượng: m vP P m vX X1m vX X2 2 2 2
P P X X1 X X2 X X1 X x m v m v m v 2m v m v cos
0 P X
X P
v m
2 cos 2 cos120
v m
Chọn A
Ví dụ 7: Người ta dùng hạt prôton bắn vào hạt nhân bia đứng yên, để gây phản ứng tạo thành hai hạt giống nhau, bay với động theo hướng lập với góc 120° Biết số khối hạt nhân bia lớn Phản ứng tỏa hay thu lượng?
A Không đủ liệu để kết luận
B Phản ứng phản ứng thu lượng
C Phản ứng phản ứng tỏa lượng
D Phản ứng phản ứng không tỏa lượng, không thu lượng Hướng dẫn
A 2A A 1p 2z Y z X z X
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m vP P m vX X1m vX X2 2 2 2
P P X X1 X X2 X X1 X x m v m v m v 2m v m v cos
0 P
P P X X X X X P X m 2m W 4m W 4m W cos120 W W
m
Năng lượng phản ứng:
P sau truoc X P P
X 2m
E W W 2W W W m
thu lượng (vì 2A 3 hay A2 hay P X
2m m ) Chọn B
d) Cho biết hai góchợpphƣơng chuyển động hạt
1
2
3
A A
m v
C C
m v m vD D
* Chiếu m vC Cm vD Dm vA A lên phương hạt đạn: C C D D A A
m v cos m v cos m v
* Áp dụng định lí hàm số sin: A A C C D D A A C C D D
3
m W
m W m W
m v
m v m v
sin sin sin sin sin sin f
Ví dụ 1: Một proton có khối lượng mp có tốc độ vP bắn vào hạt nhân bia đứng yên Li7 Phản ứng tạo hạt
X giống hệt có khối lượng mX bay với vận tốc có độ lớn hợp với góc 120°
Tốc độ hạt X
A.vX 3m v / xP P X B.vX m v / mP P X 3
C.vXm v mP P X D.vX 3m v / mP X P
Hướng dẫn P X1 X2
P X X
m v m v m v chiếu lên hướng vP
0 P P
P P X X X X X X m v m v m v cos 60 m v cos 60 v
m
Chọn C
Ví dụ 2: Hạt nơtron có động (MeV) bắn vào hạt nhân
3Liđứng yên gây phản ứng hạt nhân tạo thành hạt α hạt T Các hạt α T bay theo hướng hợp với hướng tới hạt nơtron góc tương ứng bẳng 150
300 Bỏ qua xạ Phản ứng thu hay tỏa lượng? (cho tỷ số khối lượng hạt nhân tỉ số số khối chúng)
(16)Hướng dẫn
0
15 300
0
135
n n
m v
m v m vT T
n n T T n n T T 0 2 m v m v m v m v m W m W sin 30 sin 45 sin14 sin 30 sin 45 sin 15
T n
T
W 0, 25 MeV
E W W W 1, 66 MeV W 0, 09 MeV
Ví dụ 3: (CĐ – 2011) Bắn phô tôn vào hạt nhân7
3Liđứng yên Phản ứng hai hạt nhân X giống bay với tốc độ theo phương hợp với phương proton góc 600 Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối Tỉ số tốc độ proton tốc độ hạt nhân X
A 4 B 0,25 C 2 D 0,25
Hướng dẫn
0
60 600
3
p p
m v
x1 x
m v m vx x2
Phương trình phản ứng hạt nhân: 1 7 4 1H3Li2X2X
Từ tam giác suy ra: P X
P P X X
X P v m m v m v
v m
Chọn A
Ví dụ 4: Dùng chùm proton có động (MeV) bắn phá hạt nhân
3Li đứng yên tạo hạt nhân X có chất giống không kèm theo xạ Biết hai hạt bay đối xứng với qua phương chuyển động hạt prôtôn hợp với góc 170,5° Coi khối lượng xấp xỉ số khối Cho biết phản ứng thu hay lượng?
A tỏa 16,4 (MeV) B thu 0,5 (MeV) C thu 0,3 (MeV) D tỏa 17,2 (MeV) Hướng dẫn
P X1 X2
P X X
m v m v m v Chiếu lên hướng vP m vP P2m v cos85, 25X X
2
P P X X X
m W 4m W cos 85, 25 W 9,11 MeV
X P
E 2W W 17, 22 MeV
Chọn D
Điểm nhấn: Phản ứng hạt nhân kích thích: A + B (đứng yên) → C + D:
Năng lượng phản ứng:
A B C D C D A E m m m m c W W W
1) Nếu vCv m WC Cm WD Dm WA A 2) Nếu vCvA m WC Cm WA Am WD D
(17)4) Nếu CA v , vC A m WC Cm WA A2cosCD m WC C m WA A m WD D
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
Bài 1: Hạt A có động WA bắn vào hạt nhân B đứng yên, gây phản ứng: A + B → C + D Cho
biết tổng lượng nghỉ hạt trước phản ứng nhiều tổng lượng nghỉ hạt sau phản ứng ΔE Tính tổng động hạt nhân tạo thành
A (ΔE - WA) B (ΔE + WA) C (WA - ΔE) D (0,5 ΔE + WA)
Bài 2: Cho phản ứng hạt nhân:9
4Be1H X 3Li Cho biết hạt prơtơn có động 5,33734 MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên Tìm tổng động hạt tạo thành Cho biết khối lượng hạt: mBe =
9,01219u; mp = l,0073u; mLi = 6,01513u; mx = 4,0015u; 1uc2 = 931 (MeV)
A 8 MeV B 4,55 (MeV) C 0,155 (MeV) D 4,56 (MeV)
Bài 3: Xét phan ứng xảy bắn phá hạt nhân nhôm: 27 30 13A 15 P n
Biết khối lượng hạt mAl =
26,9740u; mn = l,0087u; mp = 29,9700u; mα = 4,0015u, cho 1u = 931 MeV/c2 Động tối thiểu hạt α
để phản ứng xảy
A 5 MeV B 3 MeV C 4 MeV D 2 MeV
Bài 4: Cho hạt A có động WA bắn phá hạt nhân B đứng yên tạo hạt nhân C D.Động
của hạt C gấp lần động hạt D Biết tổng lượng nghỉ hạt trước phản ứng nhiều tổng lượng nghỉ hạt sau phản ứng ΔE không sinh xạ Tính động hạt D
A 0,5.(WA + ΔE) B (WA + ΔE) C 2.(WA + ΔE) D 0,25.(WA + ΔE)
Bài 5: Hạt α có động 5,3 (MeV) bắn vào hạt nhân 4Be9 đứng yên, gây phản ứng: 12
4Be C n
Cho biết phản ứng tỏa lượng 5,7 (MeV), động hạt C gấp 10 lần động hạt n Động hạt nhân C
A 9,8 MeV B 9 MeV C 10 MeV D 12 MeV
Bài 6: Cho hạt proton có động 1,2 (MeV) bắn phá hạt nhân
3Liđang đứng yên tạo hạt nhân X giống tốc độ chuyển động gấp đơi Cho biết phản ứng tỏa lượng 17,4 (MeV) không sinh xạ Động hạt nhân X có tốc độ nhỏ
A 3,72 MeV B 6,2 MeV C 12,4 MeV D 5,8 MeV
Bài 7: Hạt α có động 8,48.10-13 (J) bắn vào hạt nhân 27
13Alđứng yên, gây phản ứng 27 30
13Al 15 P X
Cho biết phản ứng thu lượng 4,176.10-13 (J) hai hạt sinh có động Động hạt nhân X là:
A 2,152.10-13(J) B 4,304.10-13 (J) C 6,328.10-13 (J) D 2,652.10-13 (J)
Bài 8: Cho hạt proton có động 1,46 (MeV) bắn phá hạt nhân
3Li đứng yên tạo hạt nhân X giống có động không sinh xạ Cho biết phản ứng tỏa lượng 17,4 (MeV) Xác định động hạt nhân X
(18)Bài 9: Bắn hạt a có động MeV vào hạt nhân nito đứng yên gây phản ứng: 14 17
7 N 8 O p Phản ứng thu lượng 1,21 MeV Hai hạt sinh có động Coi khối
lượng hạt nhân gần số khối, tính theo đơn vị u vói u = l,66.10-237
kg Tốc độ hạt nhân ôxi
A 0,41,107 m/s B 3,98.106 m/s C 3,72.107 m/s D 4,1.107m/s
Bài 10: Hạt prôtôn động 3,5 MeV bắn phá hạt nhân 11Na23 đứng yên tạo hạt α hạt nhân X Hạt α
có độ lớn vận tốc 1,0005 độ lớn vận tốc hạt nhân X Cho biết tổng lượng nghi hạt trước phản ứng nhiều tổng lượng nghi hạt sau phản ứng ΔE = 2,374 MeV, khối lượng hạt: mx = 5.mα Xác định động hạt X
A 4,4 MeV B 4,5 MeV C 4,8 MeV D 4,9 MeV
Bài 11: Hạt a có động MeV đến bắn phá hạt nhân 7N14 đứng yên, gây phản ứng hạt nhân, tạo
một hạt prôtôn hạt nhân X Giả sử hai hạt sinh có độ lớn vận tốc Cho biết khối lượng mα=
4,0015u; mP = l,0073u; mN = 13,9992u; mX = 16,9947u; uc2 = 931 (MeV) Hãy tính động hạt
prơtơn
A 17,4 MeV B 0,145 MeV C 0,155 MeV D 0,156 MeV
Bài 12: Xét phản ứng hạt nhân sau: 1H1 + 3L17 → 2.X + 17,0373 MeV Biết động hạt nhân hyđrô 1,2
MeV, hạt nhân Li đứng yên, hai hạt nhân X có độ lớn vận tốc Động hạt X là: A 18,2372 MeV B 13,6779 MeV C 17,0373 MeV D 9,11865 MeV
Bài 13: Dùng hạt Prơtơn có động 1,2 Mev bắn vào hạt nhân 37Li đứng yên thu hai hạt nhàn
giống X chuyển động vói độ lớn vận tốc cho mP = l,0073u; mu = 7,0140u; mX = 4,0015u: lu = 931
Mev/c2 Động hạt X là:
A 18,24 MeV B 9,12 MeV C 4,56 MeV D 6,54 MeV
Bài 14: Hạt α có động WA bắn vào hạt nhân B dứng yên, gây phan ứng: A + B → C + D
không sinh xạ Hai hạt sinh có vecto vận tốc Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính Động hạt C
A E WC0,5WA B E 2WCWA
C E 2WC0,5WA D E WC2WA
Bài 15: Bắn hạt α vào hạt nhân 7N14 đứng yên ta có phản ứng:147N 178 O p Các hạt sinh có véctơ vận tốc Cho khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối Tỉ số động hạt p động hạt X
A 2/9 B 3/4 C 17/81 D 1/81
Bài 16: Bắn hạt α vào hạt nhân 7N14 đứng yên ta có phản ứng:147 N 178 O p Các hạt sinh có véctơ vận tốc Cho khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối Tính tỉ số tổng động hạt sinh tổng động hạt ban đầu
A 2/9 B 3/4 C 1/3 D 5/2
Bài 17: Hạt nhân hiđrô bắn phá hạt nhân Li7 đứng yên gây phản ứng:
(19)nhân X có véctơ vận tốc khơng sinh xạ γ Cho biết khối lượng: mX = 3,97.mp Động
hạt X
A 18,2372 MeV B 13,6779 MeV C 1,225 MeV D 9,11865 MeV
Bài 18: Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xẩy phản ứng hạt nhân: 14 16 Ni O 1H
Biết hai hạt sinh có véc tơ vận tốc Tổng lượng nghỉ trước nhỏ tổng lượng nghỉ sau 1,21 MeV Cho khối lượng hạt nhân số khối Tính động α
A 1,56 MeV B 2,55 MeV C 0,55 MeV D 1,51 MeV
Bài 19: Hạt prôtôn động nằng 3,5 MeV bẳn phá hạt nhân 23
11Na đứng yên tạo hạt α hạt nhân X Cho biết hạt hai hạt sinh chuyển động hướng hạt α có độ lớn vận tốc lần độ lớn vận tốc hạt nhân X Cho biết khối lượng: mU = 3,97.mp: mX = 19,84.mp; mp = 1,67.10-27 (kg) Tính động hạt
X
A 4,4 MeV B 0,09 MeV C 4,8 MeV D 4,9 MeV
Bài 20: Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xảy phản ứng thành hạt nhân oxi hạt proton Biết hai hạt sinh có véctơ vận tốc Cho khối lượng hạt nhân thỏa mãn:
2
O O P
m m 0, 21 m m
P O P
m m 0, 012 m m Động hạt α 1,55 MeV Hỏi phản ứng tỏa hay thu
bao nhiêu lượng?
A thu 1,2 MevT B tỏa 1,2 MeV C thu 1,55 MeV D tỏa 1,55 MeV
Bài 21: Phản ứng hạt nhân:
3Li n 1T toả lượng 4,8 MeV Giả sử ban đầu động hạt không đáng kể Coi khối lượng xấp xỉ số khối Động T
A 2,33 MeV B 2,06 MeV C 2,40 MeV D 2,74 MeV
Bài 22: Hạt α có động 5,3MeV bắn vào hạt nhân
4Be đứng yên gây phản ứng
4Be n X Hạt n chuyển động theo phương vng góc với phương chuyển động hạt α Cho biết phản ứng tỏa lượng 5,7 (MeV) Tính động hạt nhân X Coi khối lượng xấp xỉ số khối
A 18,3 MeV B 0,5MeV C 8,3 MeV D 2,5 MeV
Bài 23: Bắn hạt α có động WA vào hạt nhân B đứng yên, xẩy phản ứng hạt nhân: n
A + 3nB → 2nC + 2nD Biết động hạt C WC chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển
động hạt A góc 90° khơng sinh xạ γ Coi khối lượng xấp xĩ số khối Tính lượng phản ứng tỏa hay thu vào
A E WC0,5WA B E 2WCWA C E 2WC0,5WA D E WC2WA
Bài 24: Hạt α có động 7,7 MeV đến va chạm với hạt nhân 7N14 đứng yên, gây phản ứng:
14 N 1H X
Biết vận tốc prôtôn bắn có phương vng góc với vận tốc hạt α Cho biết khối lượng hạt nhân: mα = 4,0015u; mp = l,0073u; mN = 13,9992u; mX = 16,9947u; luc2 = 931 (MeV) Tốc độ hạt
nhân X
A 4,86.106 m/s B 4,96.106 m/s C 5,06.106 m/s C 5,15.106 m/s
Bài 25: Dùng chùm proton có động 5,45 MeV bắn phá hạt nhân 4Be9 đứng yên tạo hạt α hạt nhân
X Hạt α chuyển động theo phương vng góc với vận tốc proton có động MeV Coi khối lượng đo đơn vị u xấp xỉ số khối nó, lấy luc2
(20)A Phản ứng toả lượng 2,125 MeV B Phản ứng thu lượng 2,126 MeV
C Phản ứng toả lượng 2,127 MeV D Phản ứng thu lượng 2,126 MeV
Bài 26: Người ta dùng proton có động 5,45 MeV bắn phá hạt nhân
4Be đứng yên sinh hạt α hạt nhân liti (Li) Biết hạt α sinh có động MeV chuyển động theo phương vng góc với phương chuyến động proton ban đầu Cho khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u xấp xi số khối Động hat nhân liti sinh
A 1,450 MeV B 4,725 MeV C 3,575 MeV D 9,450 MeV
Bài 27: Hạt α có động (MeV) bắn vào hạt nhân 4Be9 đứng yên, gây phản ứng: 4Be9 + α → n +
X Hạt n chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động hạt α góc 60° Cho động hạt n (MeV) Tính động hạt nhân X Coi khối lượng xấp xỉ số khối
A 18,3 MeV B 2,5 MeV C 1,3 MeV D 2,9 MeV
Bài 28: Dùng hạt prôtôn bắn vào hạt nhân Liti 3Li7 đứng yên cho ta hai hạt nhân α có động
WA Biết hạt α chuyển động theo hướng tạo với góc 160° Cho biết khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối Lựa chọn phương án sau
A phản ứng toả lượng 2Wα (4cos20° - 3)
B phản úng thu lượng Wα (4cos20° - 3)
C phản úng toả lượng Wα (2cos20° -1)
D phản úng thu lượng Wα (2cos20° - 1),
Bài 29: Dùng chùm proton có động 5,75 (MeV) bắn phá hạt nhân 3Li7 đứng yên tạo hạt
nhân X giống có động Năng lượng toả phản ứng chuyển hết thành động hạt tạo thành Cho khối lượng hạt nhân: mx = 4,0015u; mu = 7,0144u; mp = l,0073u; luc2 = 931
(MeV) Xác định góc hợp véctơ vận tốc hai hạt nhân X sau phản ứng
A 147° B 148° C 170° D 160°
Bài 30: Dùng chùm proton có động 1,8 MeV bắn phá hạt nhân 3L17 đứng yên tạo hạt nhân X
giống có độ lớn vận tốc khơng sinh tia gama Xác định góc hợp véctơ vận tốc
hai hạt nhân X sau phản ứng Năng lượng toả phản ứng chuyển hết thành động hạt tạo thành Cho biết khối lượng hạt nhân: mx = 4,0015u; mU = 7,0144u; mp = l,0073u; luc2 = 931 (MeV)
A 167,5° B 178° C 171° D 170°
Bài 31: Dùng chùm proton có động (MeV) bắn phá hạt nhân 3Li7 đứng yên tạo hạt nhân X
có bán chất giống không kèm theo xạ Xác định góc họp bới véctơ vận tốc hai hạt nhân X sau phản ứng, biết chúng bay đối xứng với qua phương chuyển động hạt prôtôn Cho khối lượng hạt nhân theo đơn vị u là: mx = 4,0015u; mLi = 7,0144u; mp = l,0073u: 1uc2 = 931 (MeV)
A 147° B 178° C 171° D 170,5°
Bài 32: Dùng prôtôn bắn vào hạt nhân
4Be đứng yên để gây phản ứng:
9
4
p Be X Li Biết động hạt p, X,
(21)A 60° B 90° C 120° D 45°
Bài 33: Hạt proton chuyển động đến va chạm vào hạt nhân liti 3Li7 đứng yên Sau va chạm xuất hai
hạt nhân X giống bay với vận tốc có độ lớn hợp góc α Biết động hạt proton X WH = 8,006 MeV, Wx = 2,016 MeV Khối lượng chúng mH = l,008u, mx =
4,003u Tính góc α
A 30°, B 60° C 90° D 120°
Bài 34: Hạt proton chuyển động đến va chạm vào hạt nhân liti 3Li7 đứng yên Sau va chạm xuất hai
hạt nhân α giống Biết phản ứng phản ứng tỏa lượng hai hạt tạo thành có động Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối chúng Góc φ hướng chuyển động hạt α bay
A có giá trị bât kì B bằng 60° C bằng 160° D bằng 120°
Bài 35: Bắn hạt prơton có khối lượng mP vào hạt nhân Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X
giống hệt có khối lượng mX bay có độ lớn vận tốc vX họp với hướng ban đầu
proton góc 45° Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính Tốc độ hạt prôtôn
A vP 2.mx v / mX X P B vP 2.m v / mX X P
C v v / mP X P D vP 0,5v / mX P
Bài 36: Bắn hạt prơton có khối lượng mp vào hạt nhân Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X
giống hệt có khối lượng mX bay có độ lớn vận tốc vX hợp với hướng ban đầu
proton góc 60° Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính Tốc độ hạt prôtôn
A vP 2.mx v / mX X P B vP 2.m v / mX X P
C v v / mP X P D vP 0,5v / mX P
Bài 37: Bắn hạt prơton có khối lượng mP có tốc độ vP vào hạt nhân Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt
nhân X giống hệt có khỏi lượng mX bay có độ lớn vận tốc hợp với hướng ban đầu
proton góc 60° Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính Tốc độ hạt X
A m v / mX P P B 3m v / mX P P C m v / mP P X D 3m v / mp P X
Bài 38: Hạt a có động MeV bắn vào hạt nhân 4Be9 đứng yên, gây phản ứng tạo thành hạt
C 12 hạt nơtron Hạt C bay theo hướng hợp với hướng chuyển động hạt α góc 30°, hạt n bay theo hướng hợp với hướng chuyển động hạt a góc 70° Coi khối lượng xấp xỉ số khối Động hạt C hạt n
A 4,8 MeV 2,5 MeV B 1,5 MeV 5,2 MeV C 5,2 MeV 1,5 MeV D 2,5 MeV 4,8 MeV
Bài 39: Hạt nơtron có động Wn bắn vào hạt nhân 3Li6 đứng yên, gây phản ứng hạt nhân tạo thành
một hạt α hạt T Các hạt α T bay theo hướng hợp với hướng tới hạt nơtron góc tương ứng 15° 30° Bỏ qua xạ γ Phản ứng thu lượng 1,66 (MeV) (cho tỷ số khối lượng hạt nhân tỷ số số khối chúng) Tính Wn
(22)Bài 40: (ĐH - 2013) Dùng hạt α có động 7,7 MeV bắn vào hạt nhân 14 N đứng yên gây phản ứng 14 17
7 N 1p O
Hạt proton bay theo phương vng góc với phương bay tới hạt α Cho khối lượng hạt nhân mα =4,0015u; mp =l,0073u; mN14 =13,9992u; mO17 =16,9947W Biết lu =
931,5MeV/c2 Động hạt 17 O là:
A.6,145 MeV B 2,214 MeV C 1,345 MeV D 2,075 MeV
ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
1.B 2.A 3.B 4.D 5.C 6.A 7.A 8.B 9.B 10.D
11.D 12.D 13.B 14.D 15.D 16.A 17.C 18.A 19.B 20.A 21.D 22.D 23.C 24.A 25.A 26.C 27.C 28.A 29.D 30.A 31.D 32.B 33.D 34.C 35.A 36.C 37.C 38.B 39.D 40.B
-HẾT -