Chọn B.Hướng dẫn: Khối lượng của một hạt nhân được tạo thành từ nhiều nuclôn thì bé hơn tổng khối lượng của các nuclôn, hiệu số Δm gọi là độ hụt khối.. Sự tạo thành hạt nhân toả năng lượ[r]
(1)Ôn luyện kiến thức môn Vật lý lớp 12 Chương 9: hạt nhân nguyên tử I Hệ thống kiến thức chương: 1) CÊu t¹o h¹t nh©n nguyªn tö: + Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ các prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn, liên kết với lực hạt nhân, đó là lực tương tác mạnh, là lực hút các nuclôn, có bán kÝnh t¸c dông rÊt ng¾n ( r < 10-15 m) + H¹t nh©n cña c¸c nguyªn tè ë « thø Z b¶ng HTTH, cã nguyªn tö sè Z th× chøa Z pr«ton (cßn gäi Z lµ ®iÖn tÝch h¹t nh©n) vµ N n¬tron; A = Z + N ®îc gäi A lµ sè khèi C¸c nguyªn tö mµ h¹t nh©n cã cïng sè pr«ton Z, nhng cã sè nơtron N (số khối A) khác nhau, gọi là các đồng vị Có hai loại đồng vị bền và đồng vị phóng xạ + Kí hiệu hạt nhân: Cách (thường dùng): AZ X , ví dụ 235 92 U X hoÆc ·X A ; C¸ch (v¨n b¶n): XA vÝ dô: C12, C14, U238 + Đơn vị khối lượng nguyên tử u có trị số khối lượng đồng vị 126 C ; 12 m u nguyentuC12 1,66055.10 27 kg ; NA là số avôgađrô NA = 5,023.1023/mol; u xấp xỉ khối lượng 12 NA C¸ch (Ýt dïng): A nuclon, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ A(u) + Khối lượng các hạt: - Prôton: mp = 1,007276 u; nơtron: mn = 1,008665 u; - ªlectron: me = 0,000549 u 15 + Kích thước hạt nhân: hạt nhân có bán kính R 1,2.10 A (m) + §ång vÞ: lµ nh÷ng h¹t nh©n chøa cïng sè pr«ton Z (cã cïng vÞ trÝ b¶n HTTH), nhng cã sè n¬tron kh¸c 2) Năng lượng liên kết, lượng liên kết riêng: + Độ hụt khối: Độ giảm khối lượng hạt nhân so với tổng khối lượng các nuclon tạo thành m = m0 - m = Z.mP + (A-Z).mn - m; m là khối lượng hạt nhân, cho khối lượng nguyên tử ta phải trừ khối lượng các êlectron + Năng lượng liên kết (NNLK) : E = m.c2 - Độ hụt khối lớn thì NNLK lớn Hạt nhân có lượng liên kết lớn thì bền vững - Tính lượng liên kết theo MeV: E = khối lượng(theo u)giá trị 1u(theo MeV/c2) - Tính lượng theo J: E = lượng(theo MeV) 1,6.10-13 + Năng lượng liên kết riêng (NLLKR) là lượng liên kết cho nuclon E A Hạt nhân nào có lượng liên kết riêng lớn thì bền vững + Đơn vị lượng là: J, kJ, eV, MeV Đơn vị khối lượng là: g, kg, J/c2; eV/c2; MeV/c2 MeV MeV MeV 1,7827.10 30 kg ; 1kg 0,5611.1030 ; 1u 931,5 (tuú theo ®Çu bµi cho) c c c 3) Phãng x¹ a) Hiện tượng hạt nhân bị phân rã, phát các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác gọi là tượng phãng x¹ Đặc điểm phóng xạ: nó là quá trình biến đổi hạt nhân, không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, áp suất, môi trường xung quanh…) mà phụ thuộc vào chất hạt nhân (chất phóng xạ) b) Tia phãng x¹ kh«ng nh×n thÊy, gåm nhiÒu lo¹i: α, β-, β+, γ + Tia anpha () là hạt nhân hêli 42 He Mang điện tích +2e, chuyển động với vận tốc ban đầu khoảng 2.107 m/s Tia làm iôn hoá mạnh nên lượng giảm nhanh, không khí khoảng 8cm, không xuyên qua bìa dµy 1mm + Tia bêta: phóng với vận tốc lớn có thể gần vận tốc ánh sáng Nó làm iôn hoá môi trường yếu h¬n tia Trong kh«ng khÝ cã thÓ ®i ®îc vµi tr¨m mÐt vµ cã thÓ xuyªn qua tÊm nh«m dµy cì mm cã hai lo¹i: - Bª ta trõ β- lµ c¸c electron, kÝ hiÖu lµ 01 e - Bªta céng β+ lµ p«zitron kÝ hiÖu lµ dương 1 e , có cùng khối lượng với êletron mang điện tích +e còn gọi là êlectron Lop12.net (2) - Tia γ là sóng điện từ có bước sóng ngắn (ngắn tia X) cỡ nhỏ 10-11m Nó có tính chất tia X, mạnh Có khả đâm xuyên mạnh, nguy hiểm cho người Chó ý: Mçi chÊt phãng x¹ chØ cã thÓ phãng mét tia: hoÆc , hoÆc -, hoÆc + vµ cã thÓ kÌm theo tia Tia là giải phóng lượng chất phóng xạ c) §Þnh luËt phãng x¹: (2 c¸ch) + Mỗi chất phóng xạ đặc trưng thời gian T gọi là chu kỳ phân rã Cứ sau thời gian T nửa số hạt nhân nó biến đổi thành hạt nhân khác N(t) = N0.2-k víi k t ln hay N(t) = N0.e-t; lµ h»ng sè phãng x¹ ln2 = 0,693 T T Khối lượng chất phóng xạ: m(t) = m0 e-t; hay m(t) = m0.2-k + Trong quá trình phân rã, số hạt nhân (khối lượng) phóng xạ giảm với thời gian theo định luật hàm số mũ với số mũ ©m Chu kỳ bán rã T chất phóng xạ là thời gian sau đó số hạt nhân lượng chất còn nửa số hạt nhân ban đầu N0 Số hạt nhân N khối lượng m chất phóng xạ giảm với thời gian t theo định luật hàm số mũ: N (t ) N e t , m(t ) m e t , λ lµ h»ng sè phãng x¹, tØ lÖ nghÞch víi chu kú b¸n r·: ln 0,693 T T d) Độ phóng xạ chất phóng xạ xác định số hạt nhân phân rã giây t N .N e t .N T + KÝ hiÖu H: H = H t Hay H = .N; H0 = N0 là độ phóng xạ ban đầu Độ phóng xạ lượng chất số hạt nhân nó nhân với số phóng xạ e) Trong ph©n r· α h¹t nh©n lïi hai « b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn so víi h¹t nh©n mÑ - Trong ph©n r· β- hoÆc β+ h¹t nh©n tiÕn hoÆc lïi mét « b¼ng hÖ thèng tuÇn hoµn so víi h¹t nh©n mÑ - Trong phân rã γ hạt nhân không biến đổi mà chuyển từ mức lượng cao xuống mức lượng thấp - VËy mét h¹t nh©n chØ phãng mét tia lµ hoÆc - hoÆc + vµ cã thÓ kÌm theo tia f) Có đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo Đồng vị phóng xạ nhân tạo cò cùng tính chất với đồng vị bền nguyên tố đó + ứng dụng: phương pháp nguyên tử đánh dấu: y khoa (chẩn đoán và chữa bệnh), sinh học nghiên cứu vận chuyển các chất; khảo cổ: xác định tuổi cổ vật dùng phương pháp cácbon14 (có T = 5730 năm), 4) Ph¶n øng h¹t nh©n: a) Phản ứng hạt nhân là tương tác hai hạt nhân dẫn đến biến đổi chúng thành các hạt khác + Phương trình tổng quát: A + C C + D đó A, B là các hạt tương tác, còn B, C là hạt sản phẩm (tạo thành) Mét c¸c h¹t trªn cã thÓ lµ ( 42 He ), 01 e , 01 e , 01 n , 11 p (hay 11 H ) + Phóng xạ là loại phản ứng hạt nhân đặc biệt phương trình phản ứng: A B + C + Phản ứng hạt nhân nhân tạo tạo nên đồng vị phóng xạ nhân tạo b) Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân: + Định luật bảo toàn nuclon (số khối A): Tương tác hạt nhân là tương tác các nuclon, prôton có thể biến đổi thành nơtron và ngược lại; tổng số prôton và nơtron là nuclon không đổi A1 + A2 = A3 + A4 + Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z): Tương tác hạt nhân là tương tác hệ kín (cô lập) điện, nên điện tích bảo toàn (tổng điện tích trước và sau phản ứng nhau) Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Định luật bảo toàn động lượng: Tương tác hạt nhân là tương tác hệ kín (cô lập) nên động lượng bảo toàn (động lượng trước và sau phản ứng nhau) p A p B p C p D hay m A v A m B v B m C v C m D v D + Định luật bảo toàn lượng toàn phần (Gồm lượng nghỉ và các lượng thông thường khác động năng, nhiệt ): phản ứng hạt nhân, lượng toàn phần không đổi (năng lượng trước và sau phản ứng nhau) M0c2 + E1 = Mc2 + E2 Với M0 = mA + mB; M = mC + mD; E1 là động các hạt trước phản ứng, E2 là động các hạt sau phản ứng và các lượng khác + Trong phản ứng hạt nhân không có định luật bảo toàn khối lượng: khối lượng các hạt trước và sau phản ứng không nhau, vì độ hụt khối các hạt nhân không giống c) Quy t¾c dÞch chuyÓn phãng x¹: + Phóng xạ : AZ X 42 He AZ42Y hạt nhân tạo thành lùi ô và số khối giảm đơn vị + Phãng x¹ bªta trõ - : A Z X 01 e ZA1Y hạt nhân tạo thành tiến ô, số khối không đổi Lop12.net (3) + Phóng xạ bêta cộng + : AZ X 01 e ZA1Y hạt nhân tạo thành lùi ô, số khối không đổi d) Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng M0 (M0 = mA + mB) các hạt nhân tham gia phản ứng khác tổng khối lượng M (M = mC + mD) các hạt tạo thành Nếu M < M0 (hay độ hụt khối các hạt tạo thành lớn độ hụt khối các hạt nhân tham gia phản ứng) thì phản ứng toả lượng và ngược lại: M0 < M thì phản ứng hạt nhân thu lượng Năng lượng phản ứng hạt nhân là: E = M.c2 e) Có hai loại phản ứng hạt nhân toả lượng, lượng đó gọi là lượng hạt nhân + Mét h¹t nh©n rÊt nÆng hÊp thô mét n¬tron chËm sÏ vì thµnh hai h¹t trung b×nh, cïng víi N n¬tron lµ sù ph©n h¹ch 235 92 / A A U 01 n 236 92 U Z X Z / Y N n 200MeV N từ đến 3; A và A’ từ 80 dến 160 +Nếu phân hạch liên tiếp xảy gọi là phản ứng dây chuyền, đó toả lượng lớn §iÒu kiÖn cã ph¶n øng d©y chuyÒn: HÖ sè nh©n n¬tr¬n k k < kh«ng x¶y ph¶n øng k = gọi là tới hạn: phản ứng kiểm soát k > 1: vượt hạn phản ứng không kiểm soát Vì khối lượng U235 phải đạt giá trị nhỏ gọi là khối lượng tới hạn: mth (nguyên chất là 1kg) + Hai hạt nhân nhẹ, có thể kết hợp với thành hạt nhân nặng Phản ứng này xảy nhiệt độ cao, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch Con người thực phản ứng này dạng không kiểm soát (bom H) ThÝ dô : 21 H 21 H 23 He 01 n +3,25MeV H 31 H 42 He 01 n +17,6MeV So với phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch toả lượng lớn nhiều có cùng khối lượng nhiên liệu II bµi tËp c¬ b¶n: Bài Khối lượng nguyên tử rađi Ra226 là m = 226,0254 u a/ H·y chØ thµnh phÇn cÊu t¹o h¹t nh©n Ra®i ? b/ Tính kg mol nguyên tử Rađi , khối lượng hạt nhân , mol hạt nhân Rađi? c/ Tìm khối lượng riêng hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân tính theo công thức : r = r0.A1/3 với r0 = 1,4.10—15m , A lµ sè khèi d/ Tính lượng liên kết hạt nhân , lượng liên kết riêng , biết mp = 1,007276u , mn = 1.008665u ; me = 0,00549u ; 1u = 931MeV/c2 Gi¶i : a/ Ra®i h¹t nh©n cã 88 pr«ton , N = 226 – 88 = 138 n¬tron 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/ ThÓ tÝch h¹t nh©n : V = 4r3/3 = 4r03A/ Khối lượng riêng hạt nhân : D = Am p 3m p m kg 1,45.1017 3 V 4rr0 A / 4rr0 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 : = E/A = 7,4557 MeV Bµi ChÊt phãng x¹ 210 84 Po phãng tia thµng ch× 206 82 Pb a/ Trong 0,168g Pôlôni có bao nhiêu nguyên tử bị phân dã 414 ngày đêm , xác định lượng chì tạo thành thời gian trªn ? b/ Bao nhiêu lâu lượng Pôlôni còn 10,5mg ? Cho chu kỳ bán dã Pôlôni là 138 ngày đêm Gi¶i : a/ Sè nguyªn tö P«l«ni lóc ®Çu : N0 = m0NA/A , víi m0 = 0,168g , A = 210 , NA = 6,022.1023 Ta thÊy t/T = 414/138 = nªn ¸p dông c«ng thøc : N = N02—t/T = N02—3 = N0/8 Sè nguyªn tö bÞ ph©n d· lµ : N = N0 – N = N0(1 – 2—t/T) = 7N0/8 = 4,214.1020 nguyªn tö Số nguyên tử chì tạo thành số nguyên tử Pôlôni phân rã cùng thời gian trên Vì thời gian trên khối lượng ch× lµ : m2 = N.A2/NA , víi A2 = 206 Thay sè m2 = 0,144g Lop12.net (4) b/ Ta cã : m0/m = 0,168/0,0105 = 16 = 24 Tõ c«ng thøc m = m02—t/T => m0/m = 2t/T = 24 Suy t = 4T = 4.138 = 552 ngày đêm Bµi 0,2mg Ra226 phãng 4,35.108 h¹t phót H·y tÝnh chu kú b¸n r· cña Ra®i (cho thêi gian quan s¸t t << T) Gi¶i : Sè h¹t anpha phãng x¹ cã trÞ sè b»ng sè nguyªn tö bÞ ph©n d· : N = N0 – N = N0(1- e t ) V× t << T nªn N = N0t = N0.0,693t/T ; víi N0 = m0NA/A VËy T = m0 N A 0,693.t Thay sè : m0 = 0,2mg = 2.10—4g , t = 60s , N = 4,35.108 , A = 226 N A NA = 6,023.1023 ta ®îc T = 5,1.1010s 169 n¨m Bµi Vµo ®Çu n¨m 1985 phßng thÝ nghiÖm nh©n mÉu quÆng chøa chÊt phãng x¹ 173 55 Cs đó độ phóng xạ là : H0 = 1,8.105Bq a/ Tính khối lượng Cs quặng biết chu kỳ bán dã Cs là 30 năm b/ Tìm độ phóng xạ vào đầu năm 1985 c/ Vào thời gian nào độ phóng xạ còn 3,6.104Bq Gi¶i : a/ Ta biÕt H0 = N0 , víi N0 = H A H AT mN A => m = Thay sè m = 5,6.10—8g .N A 0,693.N A A 0,693.10 0,231 => H = 1,4.105 Bq 30 H T ln 0,693.t c/ H = 3,6.104Bq => = => t = ln5 = => t = = 69 n¨m 0,693 H T b/ Sau 10 n¨m : H = H0 e t ; t = Bài Bắn hạt anpha có động E = 4MeV vào hạt nhân 27 13 Al đứng yên Sau phản ứng có suất hiÖn h¹t nh©n phètpho30 a/ Viết phương trình phản ứng hạt nhân ? b/ Phản ứng trên thu hay toả lượng ? tính lượng đó ? c/ Biết hạt nhân sinh cùng với phốtpho sau phản ứng chuyển động theo phương vuông góc với phương hạt anpha Hãy tính động nó và động phốtpho ? Cho biết khối lượng các hạt nhân : m = 4,0015u , mn = 1,0087u , mP = 29,97005u , mAl = 26,97435u , 1u = 931MeV/c2 Gi¶i : Pn 30 A a/ Phương trình phản ứng hạt nhân : 42 He 27 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 = §ã lµ n¬tron 01 n v Al P 30 Phương trình phản ứng đầy đủ : 42 He 27 13 Al 15 P n b/ M = M0 – M = ( m + mAl) – (mP + mn) = – 0,0029u < => PP Phản ứng thu lượng E = Mc2 = – 0,0029.931 = – 2,7 MeV c/ áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn lượng toàn phần : p p n p P (1) ; E + ( m + mAl)c2 = (mn + mP)c2 + En + EP (2) Trong hình vẽ p ; p n ; p P là các véc tơ động lượng các hạt ; n ; P Vì hạt nhân nhôm đứng yên nên PAl = và EAl = ; E ; En ; EP là động các hạt anpha , nơtron và phốtpho (ở đây có bảo toàn lượng toàn phần bao gồm lượng nghỉ và động các hạt) Theo đề bài ta có : v vuông góc với v nghĩa là p n vuông góc với p (Hình vẽ) nên ta có : p2 + pn2 = pp2 (3) Giữa động lượng và động có mối liên hệ : p2 = 2mE , Lop12.net (5) Ta viÕt l¹i (3) m E + 2mnEn = 2mPEP => EP = m m E n E n (4) mP mP Thay (4) vµo (2) chó ý E = [( m + mAl) – (mP + mn)]c2 = Mc2 ta ®îc : E + (1 + m m ) E = (1 + n )En rót : EP = 0,56 MeV ; En = 0,74 MeV ; mP mP Gäi lµ gãc gi÷a pP vµ p ta cã : tg pn mn En 0,575 => = 300 p m E Do đó góc phương chuyển động n và hạt nhân P là : 900 + 300 = 1200 Bài Nhà máy điện nguyên tử dùng U235 có công suất 600MW hoạt động liên tục năm Cho biết hạt nhân bị phân hạch toả lượng trung bình là 200MeV , hiệu suất nhà máy là 20% a/ Tính lượng nhiên liệu cần cung cấp cho nhà máy năm ? b/ Tính lượng dầu cần cung cấp cho nhà máy công suất trên và có hiệu suất là 75% Biết suất toả nhiệt dầu là 3.107J/kg So sánh lượng dầu đó với urani ? Gi¶i : a/ V× H = 20% nªn c«ng suÊt urani cÇn cung cÊp cho nhµ m¸y lµ : Pn = 100.P/20 = 5P Năng lượng nhiên liệu cung cấp cho nhà máy năm là : W = Pn.t = 365.6.108.24.3600 = 9,64.1015J Số hạt nhân phân dã lượng đó là : N = W/200.1,3.10—13 = 2,96.1026 hạt Khối lượng U235 cung cấp cho nhà máy là : m = N.A/NA = 1153,7 kg b/ V× hiÖu suÊt nhµ m¸y lµ 75% nªn cã c«ng suÊt 600MW dÇu cã c«ng suÊt pn/ = P/H = 4P/3 Năng lượng dầu cung cấp cho năm là : W/ = Pn/t = (4.6.108/3).24.3600.356 = 2,53.1015J Lượng dầu cần cung cấp là : m/ = W//3.107 = 8,4.107 kg = 84 000 Ta cã : m//m = 7,2.105 lÇn III C©u hái vµ bµi tËp: Chủ đề 1: Cấu tạo hạt nhân nguyên tử 9.1 Phát biểu nào sau đây là đúng nói cấu tạo hạt nhân nguyên tử? A) H¹t nh©n ®îc cÊu t¹o tõ c¸c nucl«n B) Cã hai lo¹i nucl«n lµ pr«t«n vµ n¬tron C) Số prôtôn hạt nhân đúng số êlectron nguyên tử D) Cả A, B và C đúng 9.2 Ph¸t biÓu mµo sau ®©y lµ sai nãi vÒ cÊu t¹o cña h¹t nh©n nguyªn tö? A) Pr«t«n h¹t nh©n mang ®iÖn tÝch +e B) N¬tron h¹t nh©n mang ®iÖn tÝch - e C) Tæng sè c¸c pr«t«n vµ n¬tron gäi lµ sè khèi D) A hoÆc B hoÆc C sai 9.3 Phát biểu nào sau đây là đúng nói nói đồng vị? A) Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z khác số A B) Các hạt nhân đồng vị có cùng số A khác số Z C) Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron D) A, B và C đúng 9.4 Phát biểu nào sau đây là đúng? A H¹t nh©n nguyªn tö AZ X ®îc cÊu t¹o gåm Z n¬tron vµ A pr«ton A Z A Z A Z X ®îc cÊu t¹o gåm Z pr«ton vµ A n¬tron C H¹t nh©n nguyªn tö X ®îc cÊu t¹o gåm Z pr«ton vµ (A - Z) n¬tron D H¹t nh©n nguyªn tö X ®îc cÊu t¹o gåm Z n¬tron vµ (A + Z) pr«ton B H¹t nh©n nguyªn tö 9.5 Phát biểu nào sau đây là đúng? A H¹t nh©n nguyªn tö ®îc cÊu t¹o tõ c¸c pr«ton B H¹t nh©n nguyªn tö ®îc cÊu t¹o tõ c¸c n¬tron C H¹t nh©n nguyªn tö ®îc cÊu t¹o tõ c¸c pr«ton vµ c¸c n¬tron D H¹t nh©n nguyªn tö ®îc cÊu t¹o tõ c¸c pr«ton, n¬tron vµ electron Lop12.net (6) 9.6 Phát biểu nào sau đây là đúng? A §ång vÞ lµ c¸c nguyªn tö mµ h¹t nh©n cña chóng cã sè khèi A b»ng B §ång vÞ lµ c¸c nguyªn tö mµ h¹t nh©n cña chóng cã sè pr«ton b»ng nhau, sè n¬tron kh¸c C §ång vÞ lµ c¸c nguyªn tö mµ h¹t nh©n cña chóng cã sè n¬tron b»ng nhau, sè pr«ton kh¸c D Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân chúng có khối lượng 9.7 Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị khối lượng nguyên tử? A Kg; B MeV/c; C MeV/c2; D u 9.8 Định nghĩa nào sau đây đơn vị khối lượng nguyên tử u là 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 D u b»ng khối lượng nguyên tử Cacbon 126 C 12 9.9 H¹t nh©n 238 92 U cã cÊu t¹o gåm: C u b»ng 12 C A 238p vµ 92n; B 92p vµ 238n; C 238p vµ 146n; D 92p vµ 146n 9.10 Phát biểu nào sau đây là đúng? A Năng lượng liên kết là toàn lượng nguyên tử gồm động và lượng nghỉ B Năng lượng liên kết là lượng tỏa các nuclon liên kết với tạo thành hạt nhân C Năng lượng liên kết là lượng toàn phần nguyên tử tính trung bình trên số nuclon D Năng lượng liên kết là lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử 9.11 Hạt nhân đơteri 12 D có khối lượng 2,0136u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Năng lượng liên kết hạt nhân 12 D là A 0,67MeV; B.1,86MeV; C 2,02MeV; D 2,23MeV 9.12 Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với tạo thành hạt α, lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli là A 2,7.1012J; B 3,5 1012J; C 2,7.1010J; D 3,5 1010J 60 9.13 H¹t nh©n 27 Co cã cÊu t¹o gåm: A 33 pr«ton vµ 27 n¬tron ; B 27 pr«ton vµ 60 n¬tron C 27 pr«ton vµ 33 n¬tron ; D 33 pr«ton vµ 27 n¬tron 60 9.14 H¹t nh©n 27 Co có khối lượng là 55,940u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 60 1,0087u §é hôt khèi cña h¹t nh©n 27 Co lµ A 4,544u; B 4,536u; C 3,154u; D 3,637u 60 9.15 Hạt nhân 27 Co có khối lượng là 55,940u Biết khối lượng prôton là 1,0073u và khối lượng nơtron là 1,0087u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A 70,5MeV; B 70,4MeV; 60 27 Co lµ C 48,9MeV; D 54,4MeV Chủ đề 2: Sự phóng xạ 9.16 Chọn phát biểu nào đúng Phóng xạ là tượng hạt nhân A) ph¸t mét bøc x¹ ®iÖn tõ B) tù ph¸t c¸c tia , , C) tù ph¸t tia phãng x¹ vµ biÕn thµnh mét h¹t nh©n kh¸c D) phóng các tia phóng xạ, bị bắn phá hạt chuyển động nhanh 9.17 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ Sai nãi vÒ tia anpha? A) Tia anpha thùc chÊt lµ h¹t nh©n nguyªn tö hªli ( 42 He ) B) Khi qua điện trường hai tụ điện, tia anpha bị lệch phía âm tụ điện C) Tia anpha phãng tõ h¹t nh©n víi vËn tèc b»ng vËn tèc ¸nh s¸ng D) Khi không khí, tia anpha làm ion hoá không khí và dần lượng 9.18 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ sai nãi vÒ tia -? A) H¹t - thùc chÊt lµ ªlectron B) Trong điện trường, tia - bị lệch phía dương tụ điện, lệch nhiều so với tia C) Tia - cã thÓ xuyªn qua mét tÊm ch× dµy cì xentimet D) A hoÆc B hoÆc C sai Lop12.net (7) 9.19 Phát biểu nào sau đây là đúng nói phóng xạ? A) Phóng xạ là tượng hạt nhân tự động phóng các xạ và biến đổi thành hạt nhân khác B) Sự phóng xạ tuân theo định luật phân rã phóng xạ C) Phóng xạ là trường hợp riêng phản ứng hạt nhân D) A, B và C đúng 9.20 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ Sai nãi vÒ tia anpha? A) Tia anpha thùc chÊt lµ h¹t nh©n nguyªn tö hªli ( 42 He ) B) Khi qua điện trường hai tụ điện, tia anpha bị lệch phía âm tụ điện C) Tia anpha phãng tõ h¹t nh©n víi vËn tèc b»ng vËn tèc ¸nh s¸ng D) Khi không khí, tia anpha làm ion hoá không khí và dần lượng 9.21 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ sai nãi vÒ tia -? A) H¹t - thùc chÊt lµ ªlectron B) Trong điện trường, tia - bị lệch phía dương tụ điện, lệch nhiều so với tia C) Tia - cã thÓ xuyªn qua mét tÊm ch× dµy cì xentimet D) A hoÆc B hoÆc C sai 9.22 Điều khảng định nào sau đây là đúng nói +? A) Hạt + có cùng khối lượng với êlectrron mang điện tích nguyên tố dương B) Tia + cã tÇm bay ng¾n h¬n so víi tia C) Tia + cã kh¶ n¨ng ®©m xuyªn rÊt m¹nh, gièng nh tia r¬n ghen (tia X) D) A, B và C đúng 9.23 Điều khảng định nào sau đây là đúng nói tia gamma? A) Tia gamma thực chất là sóng điện từ có bước sóng ngắn (dưới 0,01nm) B) Tia gamma là chùm hạt phôtôn có lượng cao C) Tia gamma không bị lệch điện trường D) A, B và C đúng 9.24 Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào đúng với nội dung định luật phóng xạ? (với m0 là khối lượng chất phóng xạ ban đầu, m là khối lượng chất phóng xạ còn lại thời điểm t, là số phóng xạ) A) m m.e t B) m m e t ; C) m m.0 e t ;D) m m e t 9.25 Điều nào sau đây là sai nói độ phóng xạ H? A) Độ phóng xạ H chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu là lượng phóng xạ đó B) Với chất phóng xạ cho trước, độ phóng xạ luôn là 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 đúng 9.26 Điều khảng định nào sau đây là đúng nói phóng xạ anpha () A) Hạt nhân tự động phóng xạ hạt nhân hêli ( 42 He ) B) Trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn, h¹t nh©n lïi hai « so víi h¹t nh©n mÑ C) Số khối hạt nhân nhỏ số khối hat nhân mẹ đơn vị D) A, B và C đúng 9.27 Điều khảng định nào sau đây là sai nói phóng xạ -? A) H¹t nh©n mÑ phãng x¹ p«zitron B) Trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn, h¹t nh©n tiÕn mét « so víi h¹t nh©n mÑ C) Sè khèi cña h¹t nh©n mÑ vµ h¹t nh©n b»ng D) A B C đúng 9.28 Điều nào sau đây là đúng nói phóng xạ +? A) H¹t nh©n mÑ phãng x¹ p«zitron B) Trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn, h¹t nh©n lïi mét « so víi h¹t nh©n mÑ C) Số điện tích hạt nhân mẹ lớn số điện tích hạt nhân đơn vị D) A, B và C đúng 9.29 Phát biểu nào sau đây là đúng? A Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử phát sóng điện từ B Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử phát các tia α, β, γ C Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử phát các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác D Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ hấp thụ nơtron 9.30 Kết luận nào chất các tia phóng xạ đây là không đúng? A Tia α, β, γ có chung chất là sóng điện từ có bước sóng khác Lop12.net (8) B Tia α lµ dßng c¸c h¹t nh©n nguyªn tö C Tia β lµ dßng h¹t mang ®iÖn D Tia γ lµ sãng ®iÖn tõ 931 Kết luận nào đây không đúng? A Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ B Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu chất phóng xạ C §é phãng x¹ phô thuéc vµo b¶n chÊt cña chÊt phãng x¹, tØ lÖ thuËn víi sè nguyªn tö cña chÊt phãng x¹ D Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ giảm dần theo thời gian theo qui luật qui luật hàm số mũ 9.32 Công thức nào đây không phải là công thức tính độ phóng xạ? A H t dN t dt ; B H t dN t dt ; C H t N t ; D H t H t T 9.33 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân AZ X biến đổi thành hạt nhân AZ''Y thì 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) 9.34 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân ZA X biến đổi thành hạt nhân ZA''Y thì 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) 9.35 Trong phóng xạ hạt prôton biến đổi theo phương trình nào đây? A p n e ; B p n e ; C n p e ; D n p e 936 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Tia α lµ dßng c¸c h¹t nh©n nguyªn tö Hªli 42 He B Khi qua điện trường hai tụ điện tia α bị lệch phía âm C Tia α ion hãa kh«ng khÝ rÊt m¹nh D Tia α có khả đâm xuyên mạnh nên sử dụng để chữa bệnh ung thư 9.37 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Hạt và hạt có khối lượng B Hạt và hạt phóng từ cùng đồng vị phóng xạ C Khi qua điện trường hai tụ hạt và hạt bị lệch hai phía khác D H¹t vµ h¹t ®îc phãng cã vËn tèc b»ng (gÇn b»ng vËn tèc ¸nh s¸ng) 9.38 Một lượng chất phóng xạ có khối lượng m0 Sau chu kỳ bán rã khối lượng chất phóng xạ còn lại là A m0/5; B m0/25; C m0/32; D m0/50 24 24 9.39 11 Na là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã 15 Ban đầu có lượng 11 Na th× sau mét kho¶ng thêi gian bao nhiêu lượng chất phóng xạ trên bị phân rã 75%? A 7h30'; B 15h00'; C 22h30'; D 30h00' 60 9.40 §ång vÞ 27 Co là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, ban đầu lượng Co có khối lượng m0 Sau năm lượng Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm? A 12,2%; B 27,8%; C 30,2%; D 42,7% 222 9.41 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 r· cña Rn lµ A 4,0 ngµy; B 3,8 ngµy; C 3,5 ngµy; D 2,7 ngµy 222 9.42 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 còn lại là A 3,40.1011Bq; B 3,88.1011Bq; C 3,58.1011Bq; D 5,03.1011Bq 206 9.43 ChÊt phãng x¹ 210 84 Po phát tia α và biến đổi thành 82 Pb Chu kỳ bán rã Po là 138 ngày Ban đầu có 100g Po thì sau bao lâu lượng Po còn 1g? A 916,85 ngµy; B 834,45 ngµy; C 653,28 ngµy; D 548,69 ngµy 210 206 9.44 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α và biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lượng tỏa hạt nhân Po phân rã là A 4,8MeV; B 5,4MeV; C 5,9MeV; D 6,2MeV 210 206 9.45 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α và biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lượng tỏa 10g Po phân rã hết là Lop12.net (9) A 2,2.1010J; B 2,5.1010J; C 2,7.1010J; D 2,8.1010J 210 206 9.46 Chất phóng xạ 84 Po phát tia α và biến đổi thành 82 Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và phân rã không phát tia γ thì động hạt α là A 5,3MeV; B 4,7MeV; C 5,8MeV; D 6,0MeV 206 9.47 ChÊt phãng x¹ 210 ph¸t tia α vµ biÕn đổi thµnh BiÕt khèi lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = Po Pb 84 82 209,9828u, mα = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và phân rã không phát tia γ thì động hạt nhân lµ A 0,1MeV; B 0,1MeV; C 0,1MeV; D 0,2MeV 9.48 ChÊt phãng x¹ 131 cã chu kú b¸n r· ngµy đêm Ban ®Çu cã 1,00g chÊt nµy thì sau ngày đêm còn lại bao nhiêu I 53 A 0,92g; B 0,87g; C 0,78g; D 0,69g 234 206 9.49 Đồng vị 92 U sau chuỗi phóng xạ α và biến đổi thành 82 Pb Số phóng xạ α và chuỗi là A phãng x¹ α, phãng x¹ ; B phãng x¹ α, phãng x¹ C 10 phãng x¹ α, phãng x¹ ; D 16 phãng x¹ α, 12 phãng x¹ Chủ đề 3: Phản ứng hạt nhân, lượng hạt nhân 9.50 Chọn câu trả lời đúng Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng các hạt nhân tham gia A ®îc b¶o toµn B T¨ng C Gi¶m D T¨ng hoÆc gi¶m tuú theo ph¶n øng 235 207 9.51 Trong d·y ph©n r· phãng x¹ 92 X 82Y cã bao nhiªu h¹t vµ ®îc ph¸t ra? A 3 vµ 7 B 4 vµ 7 C 4 vµ 8 D 7 vµ 4 9.52 Phát biểu nào sau đây là đúng nói phản ứng hạt nhân? A) Ph¶n øng h¹t nh©n lµ sù va ch¹m gi÷a c¸c h¹t nh©n B) Phản ứng hạt nhân là tác động từ bên ngoàivào hạt nhân làm hạt nhân đó bị vỡ C) Phản ứng hạt nhân là tương tác hai hạt nhân, dẫn đến biến đổi chúng thành các hạt nhân khác D) A, B và C đúng 9.53 Kết nào sau đây là sai nói nói định luật bảo toàn số khối và 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 đúng 9.54 Kết nào sau đây là sai nói định luật bảo toàn động lượng? A) PA + PB = PC + PD B) mAc2 + KA + mBc2 + KB = mCc2 + KC + mDc2 + KD C) PA + PB = PC + PD = D) mAc + mBc2 = mCc2 + mDc2 9.55 Phát biểu nào sau đây là đúng? A) Vế trái phương trình phản ứng có thể có hai hạt nhân B) Trong số các hạt nhân phản ứng có thể có các hạt đơn giản hạt nhân (hạt sơ cấp) C) Nếu vế trái phản ứng có hạt nhân có thể áp dụng định luật phóng xạ cho phản ứng D) A, B và C đúng 9.56 Cho ph¶n øng h¹t nh©n 199 F p 168 O X , h¹t nh©n X lµ h¹t nµo sau ®©y? A α; B β-; C β+; D n 25 22 9.57 Cho ph¶n øng h¹t nh©n 12 Mg X 11 Na , h¹t nh©n X lµ h¹t nh©n nµo sau ®©y? A α; B 31T ; 9.58 Cho ph¶n øng h¹t nh©n A 11 H ; B 21 D ; C 21 D ; 37 17 Cl D p X 37 18 Ar n , h¹t nh©n X lµ h¹t nh©n nµo sau ®©y? C 31T ; D 42 He 9.59 Cho ph¶n øng h¹t nh©n 31T X n , h¹t nh©n X lµ h¹t nh©n nµo sau ®©y? A 11 H ; B 21 D ; C 31T ; D 42 He 9.60 Cho phản ứng hạt nhân 31 H 21 H n 17,6 MeV , biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 Năng lượng toả tổng hîp ®îc 1g khÝ hªli lµ bao nhiªu? A ΔE = 423,808.103J B ΔE = 503,272.103J C ΔE = 423,808.10 J D ΔE = 503,272.109J 37 9.61 Cho ph¶n øng h¹t nh©n 37 17 Cl p 18 Ar n , khối lượng các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c2 Năng lượng mà phản ứng này toả thu vào là bao nhiªu? A To¶ 1,60132MeV B Thu vµo 1,60132MeV Lop12.net (10) C To¶ 2,562112.10-19J D Thu vµo 2,562112.10-19J 9.62 Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 126 C thành hạt α là bao nhiêu? (biết mC = 11, 9967u, mα = 4,0015u) A ΔE = 7,2618J B ΔE = 7,2618MeV -19 C ΔE = 1,16189.10 J D ΔE = 1,16189.10-13MeV 27 30 9.63 Cho phản ứng hạt nhân 13 Al 15 P n , khối lượng các hạt nhân là mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lượng mà phản ứng này toả thu vào là bao nhiêu? A To¶ 4,275152MeV B Thu vµo 2,67197MeV C To¶ 4,275152.10-13J D Thu vµo 2,67197.10-13J 30 9.64 Hạt α có động Kα = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm gây phản ứng 27 13 Al 15 P n , khối lượng các h¹t nh©n lµ mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Gi¶ sö hai h¹t sinh cã cïng vËn tèc §éng n¨ng cña h¹t n lµ A Kn = 8,8716MeV B Kn = 8,9367MeV C Kn = 9,2367MeV D Kn = 10,4699MeV Chủ đề : Sự phân hạch 9.65 Chän c©u §óng Sù ph©n h¹ch lµ sù vì mét h¹t nh©n nÆng A thường xảy cách tự phát thành nhiều hạt nhân nặng B Thµnh hai h¹t nh©n nhÑ h¬n hÊp thô mét n¬tron C thµnh hai h¹t nh©n nhÑ h¬n vµ vµi n¬tron, sau hÊp thô mét ntrron chËm D Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, thường xảy cách tự phát 9.66 Chọn phương án Đúng Đồng vị có thể hấp thụ nơtron chậm là: A 238 B 234 C 235 D 239 92 U 92 U 92 U 92 U 9.67 Chọn phương án Đúng Gọi k là hệ số nhận nơtron, thì điều kiện cần và đủ để phản ứng dây chuyền xảy là: A k < B k = C k > 1; D k > 9.68 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ Sai nãi vÒ ph¶n øng h¹t nh©n? A Ph¶n øng ph©n h¹ch lµ ph¶n øng h¹t nh©n t¹o hai h¹t nh©n nhÑ h¬n, cã tÝnh phãng x¹ B Khi hạt nhân nặng hấp thụ nơtron vỡ thành hạt nhân trung bình và 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 và phân hạch toả lượng 9.69 Ph¸t biÓu nµo sau ®©y lµ Sai nãi vÒ ph¶n øng ph©n h¹ch? A Urani ph©n h¹ch cã thÓ t¹o n¬tron 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 9.70 Chän c©u §óng: Sù ph©n h¹ch lµ sù vì mét h¹t nh©n nÆng A Mét c¸ch tù ph¸t thµnh nhiÒu h¹t nh©n nhÑ h¬n B Thµnh hai h¹t nh©n nhÑ h¬n hÊp thô mét n¬tron C Thµnh hai h¹t nh©n nhÑ h¬n vµ vµi n¬tron, sau hÊp thô mét n¬tron chËm D Thµnh hai h¹t nh©n nhÑ h¬n mét c¸ch tù ph¸t 9.71 Chän c©u Sai Ph¶n øng d©y chuyÒn A lµ ph¶n øng ph©n h¹ch liªn tiÕp x¶y B lu«n kiÓm so¸t ®îc C x¶y sè n¬tron trung b×nh nhËn ®îc sau mçi ph©n h¹ch lín h¬n D x¶y sè n¬tron trung b×nh nhËn ®îc sau mèi ph©n h¹ch b»ng 9.72 Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 lượng trung bình toả phân chia hạt nhân là 200MeV Khi 1kg U235 phân hạch hoàn toàn thì toả lượng là: A 8,21.1013J; B 4,11.1013J; C 5,25.1013J; D 6,23.1021J 9.73 Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 lượng trung bình toả phân chia hạt nhân là 200MeV Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu u rani, có công suất 500.000kW, hiệu suất là 20% Lượng tiêu thụ hàng năm nhiªn liÖu urani lµ: A 961kg; B 1121kg; C 1352,5kg; D 1421kg 8.74 Chän c©u sai A Ph¶n øng h¹t nh©n d©y chuyÒn ®îc thùc hiÖn c¸c lß ph¶n øng h¹t nh©n B Lò phản ứng hạt nhân có các nhiên liệu (urani) dã làn giầu đặt xen kẽ chất làm chận nơtron C Trong lò phản ứng hạt nhân có các điều khiển đẻ đảm bảo cho hệ số nhân nơtron lớn D Có các ống tải nhiệt và làm lạnh để truyền lượng lò chạy tua bin Lop12.net (11) Chủ đề : Phản ứng nhiệt hạch 9.75 Chän c©u §óng Ph¶n øng nhiÖt h¹ch lµ ph¶n øng h¹t nh©n A toả nhiệt lượng lớn B cần nhiệt độ cao thực C hấp thụ nhiệt lượng lớn D đó, hạt nhân các nguyên tử bị nung nóng chảy thành các nuclon 9.76 Chọn phương án Đúng Phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch là hai phản ứng hạt nhân trái ngược vì A phản ứng toả, phản ứng thu lượng B phản ứng xảy nhiệt độ thấp, phản ứng xảy nhiệt độ cao C mét ph¶n øng lµ tæng hîp hai h¹t nh©n nhÑ thµnh h¹t nh©n nÆng h¬n, ph¶n øng lµ sù ph¸ vì mét h¹t nh©n nÆng thµnh hai h¹t nh©n nhÑ h¬n D mét ph¶n øng diÔn biÕn chËm, ph¶n rÊt nhanh 9.77 Chän c©u §óng A Ph¶n øng nhiÖt h¹ch lµ ph¶n øng kÕt hîp hai h¹t nh©n nhÑ thµnh h¹t nh©n nÆng h¬n B Phản ứng xảy nhiệt độ cao (hàng trăm triệu độ) nên gọi là phản ứng nhiệt hạch C Xét lượng toả trên đơn vị khối lượng thì phản ứng nhiệt hạch toả lượng lớn nhiều phản ứng ph©n h¹ch D Tất A, B, C đúng 9.78 Chän c©u §óng Ph¶n øng nhiÖt h¹ch: A toả nhiệt lượng lớn B cần nhiệt độ cao thực C hấp thụ nhiệt lượng lớn D đó, hạt nhân các nguyên tử bị nung chảy thành các nuclon 9.79 Chän c©u Sai A Nguồn gốc lượng mặt trời và các vì là chuỗi liên tiếp các phản ứng nhiệt hạch xảy B Trên trái đất người đã thực phản ứng nhiệt hạch: bom gọi là bom H C Nguồn nhiên liệu để thực phản ứng nhiệt hạch rễ kiếm, vì đó là đơteri và triti có sẵn trên núi cao D phản ứng nhiệt hạch có ưu điểm lớn là toả lượng lớn và bảo vệ môi trường tốt vì chất thải sạch, không gây ô nhiễm môi trường 9.80 Ph¶n øng h¹t nh©n sau: 73 Li 11 H 42 He 42 He BiÕt 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 9.81 Ph¶n øng h¹t nh©n sau: H 2T 1 H He BiÕt 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 9.82 Ph¶n øng h¹t nh©n sau: Li H He He BiÕt 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 9.83 Ph¶n øng h¹t nh©n sau: Li H He He BiÕt 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 4 9.84 Trong ph¶n øng tæng hîp hªli: Li H He He BiÕt mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Nhiệt dung riêng nước là c = 4,19kJ/kg.k-1 Nếu tổng hợp hêli từ 1g liti thì lượng toả có thể đun sôi khối lượng nước 00C là: A 4,25.105kg; B 5,7.105kg; C 7,25 105kg; D 9,1.105kg * C¸c c©u hái vµ bµi tËp tæng hîp kiÕn thøc 9.85 Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt α và hạt nơtrôn Cho biết độ hụt khối hạt nhân triti là mT = 0,0087u, hạt nhân đơteri là mD = 0,0024u, hạt nhân X là mα = 0,0305u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng toả từ phản ứng trên là bao nhiêu? A ΔE = 18,0614MeV B ΔE = 38,7296MeV C ΔE = 18,0614J D ΔE = 38,7296J 9.86 Cho hạt prôtôn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 37 Li đứng yên, sinh hai hạt α có cùng độ lớn vận tèc vµ kh«ng sinh tia vµ nhiÖt n¨ng Cho biÕt: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10— 27kg Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu lượng? A To¶ 17,4097MeV B Thu vµo 17,4097MeV C To¶ 2,7855.10-19J D Thu vµo 2,7855.10-19J Lop12.net (12) 9.87 Cho hạt prôtôn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên, sinh hai hạt α có cùng độ lớn vận tèc vµ kh«ng sinh tia vµ nhiÖt n¨ng Cho biÕt: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10— 27kg §éng n¨ng cña mçi h¹t míi sinh b»ng bao nhiªu? A Kα = 8,70485MeV B Kα = 9,60485MeV C Kα = 0,90000MeV D Kα = 7,80485MeV 9.88 Cho hạt prôtôn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 37 Li đứng yên, sinh hai hạt α có cùng độ lớn vận tèc vµ kh«ng sinh tia vµ nhiÖt n¨ng Cho biÕt: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10— 27kg §é lín vËn tèc cña c¸c h¹t míi sinh b»ng bao nhiªu? A vα = 2,18734615m/s B vα = 15207118,6m/s C vα = 21506212,4m/s D vα = 30414377,3m/s 9.89 Cho hạt prôtôn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 37 Li đứng yên, sinh hai hạt α có cùng độ lớn vận tèc vµ kh«ng sinh tia vµ nhiÖt n¨ng Cho biÕt: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10— 27kg §é lín vËn tèc gãc gi÷a vËn tèc c¸c h¹t lµ bao nhiªu? A 83045’; B 167030’; C 88015’ D 178030’ Đáp án chương 9.1 Chän D 9.2 Chän B 9.3 Chän A 9.4 Chän C 9.5 Chän C 9.6 Chän B 9.7 Chän B 9.8 Chän C 9.9 Chän D 9.10 Chän B 9.11 Chän D 9.12 Chän A 9.13 Chän C 9.14 Chän A 9.15 Chän A 9.16 Chän C 9.17 Chän C 9.18 Chän C 9.19 Chän D 9.20 Chän C 9.21 Chän C 9.22 Chän A 9.23 Chän D 9.24 Chän B 9.25 Chän B 9.26 Chän D 9.27 Chän A 9.28 Chän D 9.29 Chän C 9.30 Chän A 9.31 Chän B 9.32 Chän B 9.33 Chän A 9.34 Chän A 9.35 Chän A 9.36 Chän D 9.37 Chän B 9.38 Chän C 9.39 Chän D 9.40 Chän A 9.41 Chän B 9.42 Chän C 9.43 Chän A 9.44 Chän B 9.45 Chän B 9.46 Chän A 9.47 Chän A 9.48 Chän A 9.49 Chän A 9.50 Chän D 9.51 Chän B 9.52 Chän C 9.53 Chän C 9.54 Chän C 9.55 Chän D 9.56 Chän A 9.57 Chän D 9.58 Chän A 9.59 Chän B 9.60 Chän C 9.61 Chän B 9.62 Chän B 9.63 Chän B 9.64 Chän C 9.65 Chän C 66 Chän C 9.67 Chän D 9.68 Chän A 9.69 Chän B 9.70 Chän C 9.71 Chän B 9.72 Chän A 9.73 Chän A 9.74 Chän C 9.75 Chän B 9.76 Chän C 9.77 Chän D 9.78 Chän B 9.79 Chän C 9.80 Chän B 9.81 Chän A 9.82 Chän D 9.83 Chän A 9.84 Chän B 9.85 Chän A 9.86 Chän A 9.87 Chän B 9.88 Chän C 9.89 Chän D Hướng dẫn giải và trả lời chương 9.1 Chọn D.Hướng dẫn: Cả ba ý trên đúng 9.2 Chọn B.Hướng dẫn: Nơtron không mang điện 9.3 Chọn A.Hướng dẫn: Đồng vị là nguyên tố mà hạt nhân có cùng prôton nơtron hay số nuclon khác 9.4 Chọn C.Hướng dẫn: Theo quy ước ký hiệ hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo gồm Z prôton và (A – Z) n¬tron ®îc kys hiÖu lµ ZA X 9.5 Chọn C.Hướng dẫn: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ các prôton và các nơtron 9.6 Chọn B.Hướng dẫn: Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân chúng có cùng số prôton, khác số nơtron 9.7 Chọn B.Hướng dẫn: Khối lượng nguyên tử đo các đơn vị: Kg, MeV/c2, u 9.8 Chọn C Hướng dẫn: Theo định nghĩa đơn cị khối lượng nguyên tử: u nguyªn tö Cacbon 12 khối lượng hạt nhân 12 C 9.9 Chọn D.Hướng dẫn: Hạt nhân 238 92 U cã cÊu t¹o gåm: 92p vµ 146n 9.10 Chọn B.Hướng dẫn: Khối lượng hạt nhân tạo thành từ nhiều nuclôn thì bé tổng khối lượng các nuclôn, hiệu số Δm gọi là độ hụt khối Sự tạo thành hạt nhân toả lượng tương ứng ΔE = Δmc2, gọi là lượng liên kết hạt nhân (vì muốn tách hạt nhân thành các nuclôn thì cần tốn lượng ΔE) Hạt nhân có lượng liên kết riêng ΔE/A càng lớn thì càng bền vững Năng lượng liên kết là lượng tỏa các nuclon liên kết với tạo thµnh h¹t nh©n 9.11 Chọn D.Hướng dẫn: Năng lượng liên kết hạt nhân 12 D là: E m.c (m m)c {[ Z.m p (A Z )m n ] m}c = 2,23MeV Lop12.net (13) 9.12 Chọn A.Hướng dẫn: Năng lượng toả tổng hợp hạt α từ các nuclôn là E m.c ((2.m p m n ) m )c Năng lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli là: E = NA.ΔE = 2,7.1012J 9.13 Chọn C.Hướng dẫn: Hạt nhân 60 27 Co cã cÊu t¹o gåm: 27 pr«ton vµ 33 n¬tron 9.14 Chọn A.Hướng dẫn: Độ hụt khối hạt nhân 60 27 Co lµ: m m m [ Z.m p (A Z )m n ] m = 4,544u 9.15 Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.14 9.16 Chọn C.Hướng dẫn: Xem định ngiã phóng xạ 9.17 Chọn C.Hướng dẫn: Xem tính chất các tia phóng xạ 9.18 Chọn C.Hướng dẫn: Xem tính chất các tia phóng xạ 9.19 Chọn D.Hướng dẫn: Cả ý trên đúng 9.20 Chọn C.Hướng dẫn: Vận tốc tia anpha cỡ 2.107m/s 9.21 Chọn C.Hướng dẫn: Tia beta trừ có khả đâm xuyên có thể qua lá nhom dày cỡ mm 9.22 Chọn A.Hướng dẫn: Tia + còng gọi là electron dương 9.23 Chọn D.Hướng dẫn: Tia là sóng điện từ, có bước sóng ngắn tia X, có tính chất gióng tia X khả ®©m xuyªn m¹nh h¬n tia X t t T 9.24 Chọn B.Hướng dẫn: m m.0 e m m.0 9.25 Chọn B.Hướng dẫn: Độ phóng xạ giảm theo quy luật hàm số mũ âm 9.26 Chọn D.Hướng dẫn: Cả ý trên đúng 9.27 Chọn A.Hướng dẫn: Tia - là êlectron 9.28 Chọn D.Hướng dẫn: Cả ý trên đúng 9.29 Chọn C.Hướng dẫn: Phóng xạ là tượng hạt nhân nguyên tử phát các tia không nhìn thấy và biến đổi thành h¹t nh©n kh¸c 9.30 Chọn A.Hướng dẫn: - Tia α lµ dßng c¸c h¹t nh©n nguyªn tö 42 He - Tia β- lµ dßng electron, tia β+ lµ dßng p«ziton - Tia γ lµ sãng ®iÖn tõ 9.31 Chọn B.Hướng dẫn: Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ và 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 e t 9.32 Chọn B.Hướng dẫn: Công thức tính độ phóng xạ: H t dN t t T N t H dt 9.33 Chọn A.Hướng dẫn: Phương trình phản ứng hạt nhân: AZ X AZ '' X , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khèi ta cã Z' = (Z + 1); A' = A 9.34 Chän A Hướng dẫn: Phương trình phản ứng hạt nhân: AZ X AZ '' X , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta có Z' = (Z - 1); A' = A 9.35 Chọn A.Hướng dẫn: Thực chất phóng xạ hạt prôton biến đổi thành hạt nơtron theo phương trình p n e 9.36 Chọn D.Hướng dẫn: Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử Hêli 42 He , qua điện trường hai tụ ®iÖn tia α bÞ lÖch vÒ phÝa b¶n ©m Tia α cã kh¶ n¨ng ion hãa kh«ng khÝ rÊt m¹nh 9.37 Chọn B.Hướng dẫn: Một đồng vị phóng xạ không thể phóng đồng thời hạt và hạt , 693 t t 9.38 Chọn C.Hướng dẫn: áp dụng định luật phóng xạ m(t ) m e t m e T m T Sau chu kỳ bán rã, chất phãng x¹ cßn l¹i lµ m = m0/32 9.39 Chän D Hướng dẫn: Chất phóng xạ bị phân rã 75%, còn lại 25%, suy m/m0 = 0,25 suy t/T = → t = 30h Lop12.net (14) t 9.40 Chọn A Hướng dẫn: Khối lượng Co còn lại sau năm là m(t ) m T , khối lượng Co bị phân rã thời gian m m đó là m0 – m →Số phần trăm chất phóng xạ bị phân rã năm là = 12,2% m0 9.41 Chọn B.Hướng dẫn: Độ phóng xạ 222 86 Rn t¹i thêi ®iÓm t lµ H(t ) H t T , độ phóng xạ giảm thời gian H0 H = 93,75%, t ®©y ta tinh ®îc T = 3,8ngµy H0 9.42 Chọn C.Hướng dẫn: Tính chu kỳ bán rã T: Xem hướng dẫn câu 8.41, độ phóng xạ ban đầu H0 = λ.N0; độ phóng xạ 12,5ngµy lµ t¹i thêi ®iÓm t = 12,5ngµy lµ H(t ) H 9.43 Chọn A.Hướng dẫn: Khối lượng t T = 3,58.1011Bq 210 84 Po cßn l¹i ®îc tÝnh theo c«ng thøc: m(t ) m 9.44 Chọn B.Hướng dẫn: Phương trình phân rã 210 84 Po t T suy t = 916,85 ngµy 206 82 Pb , phân rã toả lượng E (m Po m m Pb )c = 5,4MeV 206 82 Pb , phân rã toả lượng 10 = 2,5.1010J E (m Po m m Pb )c = 5,4MeV Năng lượng toả 10g 210 84 Po ph©n r· hÕt lµ E E 210 9.46 Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.44, gọi động Po là KPo, Pb là KPb hạt α 9.45 Chọn B.Hướng dẫn: Phương trình phân rã 210 84 Po là Kα theo bảo toàn lượng ta có KPb + Kα – KPo = ΔE áp dụng định luật bảo toàn động P Po P Pb P Ban đầu hạt K Pb K E nhân Po đứng yên nên KPo = và P Po ta suy hệ phương trình: giải hệ phương trình ta Kα = 2 m Pb K Pb m K 5,3MeV vµ KPb = 0,1MeV 9.47 Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.46 9.48 Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.38 9.49 Chọn A.Hướng dẫn: Gọi số lần phóng xạ α là x, và số lần phóng xạ β- là y, phương trình phân rã là 234 206 92 U x. y. 82 Pb áp dụng định luật bả toàn số khối ta có: 234 = x.4 + y.0 + 206 → x = áp dụng định luật bảo toàn ®iÖn tÝch ta cã: 92 = x.2 + y.(-1) + 82 → y = 9.50 Chọn D.Hướng dẫn: Khối lượng các hạt nhân không bảo toàn 9.51 Chọn B.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.49 9.52 Chọn C.Hướng dẫn: Tương tác hai hạt nhân là phản ứng hạt nhân 9.53 Chọn C.Hướng dẫn: Tổng số khối (nuclon) phản ứng luôn dương, tổng lần số khói trước hay sau phản øng 9.54 Chọn C.Hướng dẫn: Động lượng các tổng cộng các hạt nhân luôn khác không 9.55 Chọn D.Hướng dẫn: Cả ý trên đúng 9.56 Chọn A.Hướng dẫn: Xét phản ứng hạt nhân: 199 F 11 p 168 O AZ X , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và định luật b¶o toµn sè khèi ta ®îc: Z = 2, A = VËy h¹t nh©n 24 X chÝnh lµ h¹t nh©n 24 He (h¹t α) 9.57 Chọn D.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56 9.58 Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56 9.59 Chọn B.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56 9.60 Chọn C.Hướng dẫn: Muốn tổng hợp 1g khí Hêli ta phải thực N A phản ứng Tổng lượng toả là ΔE = 423,808.109J 37 9.61 Chọn B.Hướng dẫn: Xét phản ứng: 37 17 Cl p 18 Ar n Tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng là M0 = mCl + mp = 37,963839u Tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng là M = mAr + mn = 37,965559u Ta thấy M0 < M suy phản ứng thu lượng và thu vào lượng ΔE = 1,60132MeV 9.62 Chän B Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.60 với phản ứng hạt nhân: 126 C E 3 30 9.63 Chọn B.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.61 với phản ứng hạt nhân: 27 13 Al 15 P n Lop12.net (15) 30 9.64 Chọn C.Hướng dẫn: Xét phản ứng hạt nhân 27 13 Al 15 P n Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56 ta thấy phản ứng thu vào ΔE = 2,7MeV Động hạt n là Kn = mnvn2/2, động hạt P là KP = mPvP2/2, theo bài = vP suy Kn/KP = mn/mP Theo định luật baor toàn lượng Kα + ΔE = Kn + KP → Kn = 0,013MeV, và Kn = 0,387MeV 9.65 Chọn C.Hướng dẫn: Xem phân hạch 9.66 Chọn C.Hướng dẫn: Chỉ có U235 hấp thụ nơtron chậm sữ sảy phân hạch 9.67 Chọn D.Hướng dẫn: Điều kiện phản ứng dây chuyền k > 9.68 Chọn A.Hướng dẫn: Hai hạt nhân tạo sau phân hạch có thể là hạt nhân không có tính phóng xạ 9.69 Chọn B.Hướng dẫn: Xem phân hạch 9.70 Chọn C.Hướng dẫn: Hai hạt nhân tạo thành phân hạch có là bền 9.71 Chọn B.Hướng dẫn: Phản ứng phân hạch kiểm soát k = 9.72 Chọn A.Hướng dẫn: 1/ a/ Số hạt nhân urani kg là : N = m.NA /A = 25,63.1023 hạt Năng lượng toả : Q = N.200MeV = 5,13.1026 MeV = 8,21.1013 J 9.73 Chọn A.Hướng dẫn: Do hiệu suất nhà máy là 20% => P = 500 000KW cần phải có công suất : P' = 100P/20 = 5P Nhiệt lượng tiêu thụ năm : Q = 5P.365.24.3600 = 7,884.106 J Sè h¹t nh©n ph©n d· lµ : N = Q/200MeV = 2,46.1027 h¹t Khối lượng hạt nhân tương ứng là: m = N.A/NA = 961kg 9.74 Chọn C.Hướng dẫn: Hệ số nhân nơtron luôn 9.75 Chọn C.Hướng dẫn: Phản ứng nhiệt hạch sảy nhiệt độ cao 9.76 Chọn C.Hướng dẫn: Xem hai loại phản ứng hạt nhân toả lượng 9.77 Chọn D.Hướng dẫn: Xem điều kiện có phản ứng nhiệt hạch 9.78 Chọn B.Hướng dẫn: Xem câu 9.77 9.79 Chọn C.Hướng dẫn: đơteri và triti có sắn nước 9.80 Chọn B.Hướng dẫn: Tìm độ hụt khối, sau đó tìm lượng toả phản ứng 9.81 Chọn A.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.80 9.82 Chọn D.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.80 9.83 Chọn A.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.80 9.84 Chọn B.Hướng dẫn: Tìm lượng toả phản ứng là Q1 Tìm nhiều lượng cần đun sôi 1kg nước là Q2 Khối lượng nước đun là m = Q1/Q2 9.85 Chọn A.Hướng dẫn: Phản ứng xảy theo phương trình: 31T 21 D n Tổng độ hụt khối trước phản ứng là ΔM0 = ΔmT + ΔmD Tổng độ hụt khối sau phản ứng là ΔM = Δmα + Δmn Độ hụt khối n không Ph¶n øng to¶ ΔE = (ΔM - ΔM0)c2 = 18,0614MeV 9.86 Chọn A.Hướng dẫn: Xét phản ứng 11 p 73 Li 2 Tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng là: M0 = mp + mLi = 8,0217u Tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng là: M = 2mα = 8,0030u Ta thấy M0 > M suy phản ứng là phản ứng toả lượng, và toả lượng: ΔE = (M0 - M)c2 = 17,4097MeV 9.87 Chọn B.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 8.62, theo bảo toàn lượng ta có Kp + ΔE = 2.Kα suy Kα = 9,60485MeV 9.88 Chän C Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 8.62 và 8.63 Động hạt α tính theo công thức 2K 2.9,60485 MeV K m v 2 v m 4,0015u 2.9,60485 MeV 2.9,60485 c = 21506212,4m/s 4,0015.931 4,0015.931MeV / c 9.89 Chän D v Hướng dẫn: Theo định luật bảo toàn động lượng: p p p 1 p P1 VÏ h×nh, chó ý P1 P PP Tõ h×nh vÏ ta ®îc: p p p 2p α1 p cos() 2p (1 cos ) ; m K mµ p 2m.K Nªn: cos P P => = 176030’ 2m P P α1 2 1 Lop12.net P (16)