Theo thuyết tương đối, một electron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì electron này chuyển động với tốc độ bằng A.. Khối lượng nghỉ của hạt đó là A.[r]
(1)BÀI TẬP TỔNG HỢP HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - LTĐH Câu 1: Ban đầu (t=0) có mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã còn 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã chất phóng xạ đó là A 50 s B 25 s C 400 s D 200 s Gợi ý N1=N0.2-t1/T=0,2N0; N2=N0.2-(t1+100)/T=0,05N0=>N0.2-t1/T.2-100/T=0,05N0 =>0,2N0.2-100/T=0,05N0=>T=50s H H 24 He 01n 17, 6MeV Năng lượng tỏa tổng hợp g khí heli xấp Câu 2: Cho phản ứng hạt nhân xỉ A 4,24.108J B 4,24.105J 23 Gợi ý N=mNA/A= 1,505.10 W= 17,6.1,6.10-19.N= 4,24.1011J C 5,03.1011J D 4,24.1011J Li Câu 3: Dùng hạt prôtôn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti ( ) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu hai hạt giống có cùng động và không kèm theo tia Biết lượng tỏa phản ứng là 17,4 MeV Động hạt sinh là A 19,0 MeV B 15,8 MeV C 9,5 MeV D 7,9 MeV Gợi ý Kp+W=2K=>K Câu 4: Khi nói tia , phát biểu nào sau đây là sai? A Tia phóng từ hạt nhân với tốc độ 2000 m/s B Khi qua điện trường hai tụ điện, tia bị lệch phía âm tụ điện C Khi không khí, tia làm ion hóa không khí và dần lượng He D Tia là dòng các hạt nhân heli ( ) Gợi ý Tia phóng từ hạt nhân với tốc độ 2.107 m/s Câu 5: Phản ứng nhiệt hạch là A kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng B phản ứng hạt nhân thu lượng C phản ứng đó hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ D phản ứng hạt nhân tỏa lượng 35 Cl Câu 6: Hạt nhân 17 có: A 35 nơtron B 35 nuclôn C 17 nơtron D 18 proton Câu 7: Trong khoảng thời gian 4h có 75% số hạt nhân ban đầu đồng vị phóng xạ bị phân rã Chu kì bán rã đồng vị đó là: A 1h B 3h C 4h D 2h HD: ΔN 1 t t =1 − k =0 75 ⇒ k = ⇒ k =2= ⇒T = =2h N0 T 2 Câu 8: Dùng hạt ∝ bắn phá hạt nhân nitơ đứng yên thì thu hạt proton và hạt nhân ôxi theo phản ứng: 147 N 17 O 11 p Biết khối lượng các hạt phản ứng trên là: m 4, 0015 u; mN 13,9992 u; mO 16,9947 u; mp= 1,0073 u Nếu bỏ qua động các hạt sinh thì động tối thiểu hạt ∝ là A 1,503 MeV B 29,069 MeV C 1,211 MeV D 3,007 Mev 2 2 HD: áp dụng định luật bảo toàn lượng : ƯW đα + m0 c =mc ⇒ W đα =mc − m0 c =1 , 211 MeV Câu 9: Biết khối lượng hạt nhân 235 92 U là 234,99 u, proton là 1,0073 u và nơtron là 1,0087 u Năng lượng liên kết 235 riêng hạt nhân 92 A 8,71 MeV/nuclôn HD: W= U là B 7,63 MeV/nuclôn C 6,73 MeV/nuclôn D 7,95 MeV/nuclôn ( Z m p + N mn − m) =¿ 7,63 MeV/nuclôn A Câu 10: Giả thiết chất phóng xạ có số phóng xạ là = 5.10-8s-1 Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ đó giảm e lần (với lne = 1) là A 5.108s B 5.107s C 2.108s D 2.107s Giải: N=N0 e − λt N0 e = Câu 11: Trong các hạt nhân: A 235 92 = N0e-1 -> t = -> t = U Câu 12: Hai hạt nhân A số nơtron T và He , 37 Li , 56 Fe B 26 56 26 Fe và 235 92 = 2.107 (s) Chọn đáp án D λ U , hạt nhân bền vững là Li C D He He có cùng B số nuclôn C điện tích D số prôtôn (2) 3 T He Giải: Hai hạt nhân và có cùng số nuclôn là Chọn đáp án B Câu 13: Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Ban đầu (t=0), mẫu chất phóng xạ X có số hạt là N0 Sau khoảng thời gian t=3T (kể từ t=0), số hạt nhân X đã bị phân rã là A 0,25N0 B 0,875N0 C 0,75N0 D 0,125N0 Giải: số hạt nhân X đã bị phân rã là N = N0(1 235 ) = 0,875N0 Chọn đáp án B U Câu 14: Trong phân hạch hạt nhân 92 , gọi k là hệ số nhân nơtron Phát biểu nào sau đây là đúng? A Nếu k < thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy và lượng tỏa tăng nhanh B Nếu k > thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì và có thể gây nên bùng nổ C Nếu k > thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy D Nếu k = thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy Câu này khỏi nói Chọn B Câu 15: Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối và số nuclôn hạt nhân X lớn số nuclôn hạt nhân Y thì A hạt nhân Y bền vững hạt nhân X B hạt nhân X bền vững hạt nhân Y C lượng liên kết riêng hai hạt nhân D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân Y Độ hụt khối nhauNLLK nhauNLLK riêng X nhỏ YY bền XChọn A T D He X Câu 16: Cho phản ứng hạt nhân: Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 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 Quá dễ Chọn C Câu 17: Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau khoảng thời gian bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian đó ba lần số hạt nhân còn lại đồng vị ấy? A 0,5T B 3T C 2T D T Giả sử lúc đầu có hạt số hạt còn lại theo giả thuyết là hạt sau 2T(ai nhẩm ra) Chọn C Câu 18: Một chất phóng xạ ban đầu có N hạt nhân Sau năm, còn lại phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã chất phóng xạ đó là N0 A 16 N0 B Sau hai năm: N0 C N0 D − − N Chọn B T T =2 = = = N0 ( ) () Câu 19: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, động hạt này chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng chân không) là A 1,25m0c2 B 0,36m0c2 C 0,25 m0c2 D 0,225 m0c2 m0 c Giải: Wđ = mc2 - m0c2 = √ 0,6 c 1− c ( ) - m0c2 = 0,25 m0c2 đáp án C Câu 20: Cho ba hạt nhân X, Y, Z có số nuclon tương ứng là A X, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng là EX, EY, EZ với EZ < EX < EY Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y ΔEY ΔEY ΔE X ΔE X ΔE X ΔE Z =2 >2 =2 ε X ; =2 >2 =2 ε Z ⇒ ε Y > ε X > ε Z đáp án A AY AX AX AX AZ AZ 210 Câu 21: Hạt nhân 84 Po đứng yên thì phóng xạ , sau phóng xạ đó, động hạt Giải: A lớn động hạt nhân B có thể nhỏ động hạt nhân C động hạt nhân D nhỏ động hạt nhân Giải: 210 84 Po → He+ 206 82 Pb Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ⃗ Pα + ⃗ PPb=⃗ P Po= ⃗0 ⇒ P α =PPb ⇒mα W dα =mPb W dPb ⇒W dα =51 , 5W dPb đáp án A Câu 22: Dùng proton có động 5,45MeV bắn vào hạt nhân Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X và hạt nhân Hạt bay theo phương vuông góc với phương tới proton và có động MeV Khi tính động các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng này A 3,125 MeV B 4,225 MeV C 1,145 MeV D 2,125 MeV (3) Giải: p+ Be → He+ Li +) W = Wđ + WđLi - Wđp = WđLi - 1,45 (MeV) ¿ ⃗ P p =⃗ Pα + ⃗ P Li ⃗ P α ⊥⃗ Pp +) ⇒ PLi =P α + P p ⇔m Li W dLi =mα W dα +m p W dp ⇒ W dLi =3 , 575 MeV ¿{ ¿ 2 W = 2,125 MeV đáp án D Câu 23: Phóng xạ và phân hạch hạt nhân A có hấp thụ nơtron chậm B là phản ứng hạt nhân thu lượng C không phải là phản ứng hạt nhân D là phản ứng hạt nhân tỏa lượng Giải: đáp án D 40 Câu 24: Cho khối lượng proton, notron, 18 Ar , Li là: 1,0073 u ; 1,0087u; 39,9525 u; 6,0145 u và 1u = 40 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân Li thì lượng liên kết riêng hạt nhân 18 Ar A lớn lượng là 5,20 MeV B lớn lượng là 3,42 MeV C nhỏ lượng là 3,42 MeV D nhỏ lượng là 5,20 MeV Giải: Tính lượng liên kết riêng Ar và Li là 8,62MeV và 5,20 MeV đáp án B Câu 25: Ban đầu có N0 hạt nhân mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kỳ bán rã T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã mẫu chất phóng xạ này là N0 A B N √2 N0 √2 C N0 D Giải: đáp án B Câu 26: Bắn prôtôn vào hạt nhân Li đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống bay với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới prôtôn các góc là 60 Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối nó Tỉ số tốc độ prôtôn và tốc độ độ hạt nhân X là A B C D PHe1 Giải: 1 p+ 73 Li → 42 He+ 42 He 60 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, vẽ hình, dễ thấy: Pp = PHe ⇔ v p mHe = =4 v He m p Pp Đáp án A 210 206 210 Câu 27: Chất phóng xạ poolooni phát tia α và biến đổi thành chì 84 Po 82 Pb Cho chu kì PHe84 Po là 138 ngày Ban đầu (t = 0) có mẫu pôlôni chuyên chất Tại thời điểm t1, tỉ số số hạt nhân pôlôni và số hạt2nhân chì mẫu là Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì mẫu là 1 A B C 16 15 D 25 Giải: −k1 * Tại thời điểm t1: N Po N N1 N = = = = ⇔ k 1=2 ⇒ t 1=2T =276 ngày −k1 N Pb ΔN N − N N (1 −2 ) * Tại thời điểm t2 = t1 + 276 = 552 ngày k2 = 4, tương tự có: N 2Po N N2 N 2− k 2−4 = = = = = N 2Pb ΔN N − N N (1 −2− k 2) 1− 2−4 15 Đáp án C Câu 28: Giả sử phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng các hạt trước phản ứng nhỏ tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,02 u Phản ứng hạt nhân này A tỏa lượng 1,863 MeV B tỏa lượng 18,63 MeV C thu lượng 1,863 MeV D thu lượng 18,63 MeV Giải: Vì mt < ms nên phản ứng thu lượng Năng lượng phản ứng thu vào : W = |( mt – ms ).c2|= 0,02.931,5 = 18,63MeV Câu 29: Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y Gọi m và m2, v1 và v2, K1 và K2 tương ứng là khối lượng, tốc độ, động hạt α và hạt nhân Y Hệ thức nào sau đây là đúng? A v m2 K = = B v m1 K v m2 K = = v m1 K C v m1 K = = D v m2 K v m2 K = = v m1 K (4) ⃗ P1+ ⃗ P 2=⃗0 Giải: Áp dụng định luật bảo toàn động lương ta có : m2 v = m1 v P1 = P2 m1.v1 = m2.v2 (1) m2 K = m1 K * Lại có: P12 = P22 2m1.K1 = 2m2.K2 Từ (1) và (2) ta có : m2 v K1 = = m1 v K2 (2) Đáp án B Câu 30: Phóng xạ và phân hạch hạt nhân A là phản ứng hạt nhân tỏa lượng B là phản ứng hạt nhân thu lượng C là phản ứng tổng hợp hạt nhân D không phải là phản ứng hạt nhân Câu 31: Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, chuyển động êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn Tỉ số tốc độ êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ êlectron trên quỹ đạo M A B C D me v K EK v = = => K =3 EM 1 vM m v e M ( ) HD: Câu 32: Trong phản ứng hạt nhân, có bảo toàn A số prôtôn B số nuclôn C số nơtron D khối lượng HD: Phản ứng hạt nhân có bảo toàn số nuclôn 238 92 U sau chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì Câu 33: Hạt nhân urani 238 92 U Pb Trong quá trình đó, chu kì bán rã biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm Một khối đá phát có chứa 1,188.10 20 hạt nhân hạt nhân 206 82 206 82 Pb 238 92 U và 6,239.1018 Giả sử khối đá lúc hình thành không chứa chì và tất lượng chì có mặt đó là sản phẩm phân rã 238 92 U Tuổi khối đá phát là A 3,3.108 năm HD: B 6,3.109 năm C 3,5.107 năm D 2,5.106 năm 238 206 U ban đầu: N ( 238 92 U )= N( 92 U ) + N( 82 Pb ) = 1,25039.1020 hạt 238 ln t N ( 92 U) T =e => t=3,3 10 năm 238 N ( 92 U ) He từ phản ứng hạt nhân 11H 37 Li 24 He X Mỗi phản ứng trên tỏa lượng 17,3 Câu 34: Tổng hợp hạt nhân heli + Số hạt 238 92 MeV Năng lượng tỏa tổng hợp 0,5 mol heli là A 1,3.1024 MeV B 2,6.1024 MeV C 5,2.1024 MeV D 2,4.1024 MeV HD: Năng lượng tỏa ra: E = 17,3.N = 17,3 0,5.6,02.1023 = 5,2.1024MeV H H He Câu 35: Các hạt nhân đơteri ; triti , heli có lượng liên kết là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV Các hạt nhân trên xếp theo thứ tự giảm dần độ bền vững hạt nhân là He ; 13 H ; 12 H H He ; 12 H D ; 2 H H He là 1,11 MeV; 2,83 MeV; 7,04 MeV HD: Năng lượng liên kết riêng các hạt nhân đơteri ; triti , heli A H ; 24 He ; 13 H B H ; 13 H ; 24 He C + Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt càng bền vững => Đáp án C Câu 36: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ và biến thành hạt nhân Y Biết hạt nhân X có số khối là A, hạt tốc độ v Lấy khối lượng hạt nhân số khối nó tính theo đơn vị u Tốc độ hạt nhân Y 4v A A 2v B A 4v C A phát 2v D A HD: Theo định luật bảo toàn động lượng ⃗v ⃗ ⃗ V= ⃗v V (A - 4) +4 = => A−4 Câu 37: Hạt nhân A và - 226 88 4v => Độ lớn V = A Ra biến đổi thành hạt nhân B - 222 86 Rn phóng xạ C D + (5) Câu 38: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) lượng chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu? A 25% B 75% C 12,5% D 87,5% H t 2 T 2 0 ,125 12 , 5% H0 HD: 10 Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) m = 1,0087u, khối lượng prôtôn (prôton) Câu 39: Hạt nhân n 10 Be là m = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân P A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV Elk 4m p 6mn mBe c 6 , 3215 MeV A 10 HD: Câu 40 : Hạt nhân A đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng m B và hạt có khối lượng m Tỉ số động hạt nhân B và động hạt sau phân rã mB m B m m A B m mB D mB m C HD: Theo định luật bảo toàn động lượng: ⃗ m W ⃗ ⃗ 2 mBvB m v mBvB m v mBWB m W B W mB A1 Câu 41 : Hạt nhân A2 Z1 X phóng xạ và biến thành hạt nhân Z2 Y bền Coi khối lượng hạt nhân X, Y số khối A1 A1 Z chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ X có chu kì bán rã là T Ban đầu có khối lượng chất rã thì tỉ số khối lượng chất Y và khối lượng chất X là A A1 A2 B A2 A1 C A2 A1 D Z1 X, sau chu kì bán A1 A2 NY Tt A mY N A N0 A2 A t NX mX A1 N0 T A1 A1 NA HD: Bài giải chi tiết số bài toán hay và khó mà các bạn đề nghị trợ giúp: Câu 42: Giả sử ban đầu có mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T và biến thành hạt nhân bền Y Tại thời điểm t1 tỉ lệ hạt nhân Y và hạt nhân X là k Tại thời điểm t2 t1 2T thì tỉ lệ đó là A k + B 4k/3 C 4k+3 D 4k Bài giải:Áp dụng công thức ĐL phóng xạ ta có: NY1 N1 N (1 e t1 ) k e t1 t1 N1 N0e k 1 N1 X1 k2 NY2 N1 X t2 (1) ( t1 2T ) N N (1 e ) (1 e ) (t1 2T ) t1 2T t2 N2 N 0e e e e (2) Ta có e T k2 e 2 ln T T e 2ln (3) Thay (1), (3) vào (2) ta tỉ lệ cần tìm: 4k 1 1 k Chọn đáp án C Câu 43: U sau nhiều lần phóng xạ hạt α và β biến thành Pb Biết chu kì bán rã biến đổi tổng hợp này là T = 4,6.109 năm Giả sử ban đầu loại đá chứa urani, không có chì Nếu tỉ lệ các khối lượng U238 và Pb206 là 50 thì tuổi đá là bao nhiêu năm? (6) A 1,5.108 năm Giải: B 0,5.108 năm C 1,2.108 năm D 2.108 năm mPb A 206 (et 1) Pb (et 1) mU AU 238 50 e t 1, 0231 T t ln(1, 0231) 1,5.108 ln Đáp án A Câu 44: Trong các mẫu quặng Urani có lẫn chì Pb206 và U238 Chu kỳ bán rã U238 là 4,5.109 năm Khi mẫu 20 nguyên tử U thì có nguyên tử Pb thì tuổi mẫu quặng là A 1,42.109 năm B 2,1.109 năm C 1,83.109 năm D 1,18.109 năm Giải: Ta có số nguyên tử U và số nguyên tử Pb thời điểm t NU = N0e-t ; NPb = ∆NU = N0 (1 - e-t) N Pb NU − e− λt = − λ2 e ln 1,2 -> et = 1,2 > t = T = 1,18.109 năm Chọn đáp án D 20 ln Câu 45: Để đo chu kì bán rã chất phóng xạ , người ta dùng máy đếm xung Máy bắt đầu đếm thời điểm t = = Đến thời điểm t1 = 7,6 ngày máy đếm n1 xung Đến thời điểm t2=2t1 máy điếm n2=1,25n1 Chu kì bán rã lượng phóng xạ trên là bao nhiêu ? A 3,8 ngày B 7,6 ngày C 3,3 ngày D 6,6 ngày Giải: Gọi N0 là số hạt nhân ban đầu chất phóng xạ Mỗi xung ứng với hạt nhân bị phân rã n1 = ∆N1 = N0(1- e − λt1 ) (*) − λt ) = N0(1- e −2 λt ) (**) e − λt n2 1−e = = 1,25 (***) − λt n1 1−e n2 = ∆N2 = N0(1- 1 Từ (*) và (**): e Đặt X = − λt1 – X2 = 1,25(1-X) > X2 – 1,25X +0,25 = (****) và X2 = Loại X2 vì đó t1 = t1 ln = -> t1 = ln4 = 2ln2 -> T = = 3,8 ngày Đáp án A T Phương trình (****) có hai nghiêm: X1 = e − λt = 24 11 Na > e λt là chất phóng xạ β− có chu kỳ bán rã T = 15 Một mẫu 24 11 Na Baì 46 : khoảng thời gian t , khối lượng mẫu chất còn m = 18g Thời gian t có giá trị A 60giờ B.30 C 120giờ Giải: m = m0e-t > t = ln m0 m > t = m0 T ln ln m = thời điểm t = có khối lượng m = 72g Sau D 45 15 ln4 = 30h Đáp án B ln Cách m m0 = 18 = 72 = 2-2 t m t − = T = 2-2 -> m0 T = > t = 2T = 30h Đáp án B K1 bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên gây phản ứng: p 49 Be 36 Li Phản ứng này tỏa K 3,58MeV và Li lượng W=2,1MeV Hạt nhân và hạt bay với các động K 4 MeV Tính góc các hướng chuyển động hạt và hạt p (lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân, tính theo đơn Câu 47:Dùng p có động vị u, số khối) 0 0 A 45 B 90 C 75 Giải; Động proton: K1 = K2 + K3 - ∆E = 5,48 MeV Gọi P là động lượng vật; P = mv; K = mv 2 = D 120 P2 2m P12 = 2m1K1 = 2uK1; P22 = 2m2K2 = 12uK2 ; P32 = 2m3K3 = 8uK3 (7) P3 P1 = P2 + P3 P22 = P12 + P32 – 2P1P3cos cos = K +8 K −12 K P21 + P23 − P22 = √ 16 K K P1 P3 =0 P1 -> = 900 Chọn đáp án B Câu 48: Hạt nhân U234 đứng yên trạng thái tự thì phóng xạ và tạo thành hạt X Cho lượng liên kết riêng hạt , hạt X và hạt U là 7,15 MeV, 7,72 MeV và 7,65 MeV Lấy khối lượng các hạt tính theo u xấp xỉ số khối chúng Động hạt P2 A 12,06 MeV B 14,10 MeV C 15,26 MeV D 13,86MeV 234 92 Giải: Phương trình phản ứng U -> 230 90 He + Theo ĐL bảo toàn động lượng ta có mαvα = mXvX > vα vX X = mX mα 230 = 57,5 = Gọi động các hạt X và hạt α là WX và Wα ƯW α ƯW X mα v α = mX v mX mα = x = 115 115 115 > Wα = (WX +Wα ) = ∆E (*) 117 117 mU = 234u - ∆mU ; mX = 230u - ∆mX ; mα = 4u - ∆mα Năng lượng tỏa phản ứng dạng động các hạt:: ∆E = (mU – mX - mα)c2 = (∆mX + ∆mα - ∆mU)c2 = WlkX + Wlkα - WlkU = 230,7,72 + 7,15 – 234.7,65 (MeV) = 14,1 MeV ∆E = WX + Wα = 14,1 MeV (**) Từ (*) và (**) ta có: Wα = 115 14,1 MeV = 13,85897 MeV = 13,86 MeV Chọn đáp án D 117 Câu 49: Giả sử ban đầu có mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T và biến thành hạt nhân bền Y Tại thời điểm 2013 t t1 T thì tỉ lệ đó là hạt nhân Y và hạt nhân X là 2012 Tại thời điểm 4025 3019 5013 A 1006 B 1006 C 1006 t1 tỉ lệ 2003 D 1006 Bài giải: Áp dụng công thức ĐL phóng xạ ta có: N 1Y k1 = N1 X = N 2Y N 2X = ΔN N1 = ΔN N2 = N (1− e − λt1 ) − λt1 N0 e N (1− e− λt ) ==> e − λt = 1+ k với k1 = 2013 2012 − λ(t +T) 1−e ====> e − λ(t +T ) = − λt − λ (t +T) 1+ k N0 e e 1 -> e − λ(t +T ) = 0,5 e − λt = -> = 1+ k 1+ k 1+ k 2013 6038 3019 ====> k2 = 2k1 + = +1= = Chọn đáp án B 2012 2012 1006 k2 = 2 = 1 t Câu 50; Để đo chu kì bán rã chất phóng xạ, người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ t1 6h , máy đếm đươc n1 xung, đến thời điểm t2 3t1 , 0 Đến thời điểm n 2,3n1 xung (Một hạt bị phân rã, thì số máy đếm đếm máy tăng lên đơn vị) Chu kì bán rã chất phóng xạ này xấp xỉ : A 6,90h B 0,77h C 7,84h D 14,13h Giải: Giải Ta có n1 = N1 = N0(1- e − λt1 ) −3 λt1 n2 = N2 = N0(1- e − λt2 ) = N0(1- e −3 λt1 ) n2 −e 1− X = = = 1+X +X2 (Với X = e − λt ) − λt n1 (1− X ) (1− e ) 1 Do đó ta có phương trình: X2 + X + = 2,3 hay X2 + X – 1,3= Phương btrình có các nghiệm X1 = 0,745 và X2 = - 1,75 <0 loại (8) e-t1 = 0,745 - -t1 = ln 0,745 -> T = - ln t1 = ln 0,745 T ln h = 14,13h Chọn đáp án D ln , 745 Câu 51: Ra224 là chất phóng xạ Biết hạt nhân Ra224 bị phân rã là phát hạt α (đi kèm với hạt nhân khác) Lúc ban đầu ta dùng m0 = gam Ra224 thì sau 7,3 ngày ta thu V = 75 cm khí hêli điều kiện tiêu chuẩn Tính chu kì bán rã Ra224: A 0,365 ngày B 3,65 ngày C 365 ngày D 36,5 ngày GIẢI : 75 22 , 103 + Số mol He tạo thành là : n = + Nên : m = 224 (cũng là số mol Ra đã phân rã.) 75 = 0,75g 22 , 10 Mà : m = m0(1 – 2-t/T) => (1 – 2-t/T) = ¾ => 2-t/T = ¼ => t/T = => T = t/2 = 3,65 ngày Câu 53: Cho khối lượng prôtôn, nơtron và hạt nhân 4 Câu 54: Hạt nhân A 17 nơtron Câu 55: Hạt nhân 210 Cl C 14,21 MeV D 28,41 MeV C 35 nuclôn D 18 prôtôn có B 35 nơtron 210 84 là: 1,0073 u; 1,0087u và 4,0015u Biết 1uc = 931,5 He MeV Năng lượng liên kết hạt nhân là A 18,3 eV B 30,21 MeV 35 17 He Po phóng xạ và biến thành hạt nhân 210 Po 206 82 Pb Cho chu kì bán rã 210 84 Po là 138 ngày và ban đầu có Po 0,02 g 84 nguyên chất Khối lượng 84 còn lại sau 276 ngày là A mg B 10 mg C 7,5 mg D 2,5 mg Câu 56 : Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân nó có A cùng khối lượng, khác số nơtron B cùng số nơtron, khác số prôtôn C cùng số prôtôn, khác số nơtron D cùng số nuclôn, khác số prôtôn Câu 57: Hiện urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ 235 U và 238 U , với tỷ lệ số hạt 235 U và số hạt 238 U là 1000 238 U là 7,00.108 năm và 4,50.109 năm Cách đây bao nhiêu năm, urani tự nhiên có tỷ 235 238 U và số hạt U là 100 ? lệ số hạt Biết chu kì bán rã A 2,74 tỉ năm U và 235 B 2,22 tỉ năm C 1,74 tỉ năm D 3,15 tỉ năm Câu 58: Cho khối lượng hạt prôtôn, nơtrôn và hạt nhân đơteri D là 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u Biết 1u= 931,5 MeV / c Năng lượng liên kết hạt nhân D là: A 2,24 MeV B 4,48 MeV C 1,12 MeV D 3,06 Mev Câu 59: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có A lượng liên kết càng nhỏ B lượng liên kết càng lớn C lượng liên kết riêng càng lớn D lượng liên kết riêng càng nhỏ Câu 60: Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW Cho toàn lượng mà lò phản ứng này sinh phân hạch 235U và đồng vị này bị tiêu hao quá trình phân hạch Coi năm có 365 ngày; phân hạch sinh 200 MeV; số A-vô-ga-đrô NA=6,02.1023 mol-1 Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ năm là A 461,6 kg B 461,6 g C 230,8 kg D 230,8 g Giải P=W/t=NW1/t với W1=200 MeV=200.1,6.1013J ; t=3.365.24.3600 (s) N=Pt/(W1) m=nM=N.M/NA=P.t.M/(W1.NA) =230823gam=230,823kg (9) 14 Câu 61: Dùng hạt có động 7,7 MeV bắn vào hạt nhân 14 1 17 N đứng yên gây phản ứng N p O Hạt prôtôn bay theo phương vuông góc với phương bay tới hạt Cho khối lượng các hạt nhân: m = 4,0015u; mP = 1,0073u; mN14 = 13,9992u; mO17=16,9947u Biết 1u = 931,5 MeV/c2 Động hạt nhân A 2,075 MeV B 2,214 MeV C 6,145 MeV D 1,345 MeV Giải Định luật bảo toàn động lượng: ⃗ ⃗ ⃗ p p p pO ⃗ ⃗ p p p vì nên Định luật bảo toàn lượng: pO2 p2 p 2p 17 O là 2mOKO=2mK+2mpKp (1) K (m mN m p mO ).931,5 K p KO (2) Có K=7,7MeV, giải hệ (1) và (2) tìm Kp=4,417MeV và KO=2,075 MeV Câu 62: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính) hạt này chuyển động với tốc độ 0,6 c (c là tốc độ ánh sáng chân không) là A 1,25 m0 B 0,36 m0 C 1,75 m0 D 0,25 m0 m m0 1 v / c m0 0, 62 1, 25m0 Giải Câu 63 Một hạt có khối lượng nghỉ m o Theo thuyết tương đối, động hạt này chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng chân không) là A K = 0,36moc² B K = 1,25moc² C K = 0,225moc²D K = 0,25moc² Câu 64 Một hạt có động năng lượng nghỉ Vận tốc nó là: A 0,866c B 0,60c C 0,80c D 0,50c Câu 65 Theo thuyết tương đối, electron có động nửa lượng nghỉ nó thì electron này chuyển động với tốc độ A 2,41.108 m/s B 2,24.108 m/s C 1,67.108 m/s D 2,75.108 m/s Câu 66 Một hạt chuyển động với tốc độ v = 0,8c thì có động là K = 1,2.1017 J Khối lượng nghỉ hạt đó là A 2,37kg B 3,20kg C 2,67kg D 2,00kg 14 N Câu 67 Hạt α có động ban đầu K đến đập vào hạt nhân nito đứng yên gây phản ứng hạt nhân: α + → p + X Cho mα = 4,0015u; mp = 1,0073u; mN14 = 13,9992u; mX = 16,9947u; 1u = 931,5 MeV/c² Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu lượng? A Thu 12,1 MeV B Thu 1,21 MeVC Tỏa 12,1 MeVD Tỏa 1,21 MeV Câu 68 Cho khối lượng các hạt nhân: mAl = 26,974u; mα = 4,0015u; mp = 29,970u; mn = 1,0087u và 1u = 931,5 MeV/c² Phản 27 30 Alα P 15 n tỏa hay thu bao nhiêu lượng? ứng: 13 A tỏa lượng 2,98MeV B tỏa lượng 2,45MeV C thu lượng 2,98MeV D thu lượng 2,45MeV Câu 69 Chất phóng xạ 210Po phát tia α và biến đổi thành 206Pb Biết khối lượng các hạt là m Pb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Coi hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và phân rã không có tia γ thì động hạt α là A 5,3MeV B 4,7MeV C 5,8MeV D 6,0MeV Li Câu 70 Cho phản ứng hạt nhân xảy sau: n + → T + α Năng lượng tỏa từ phản ứng là Q = 4,8MeV Giả sử động các hạt ban đầu là không đáng kể Động nặng hạt α thu sau phản ứng là A Kα = 2,74 MeV B Kα = 2,4 MeV C Kα = 2,06 MeV D Kα = 1,2 MeV 23 Na Câu 71 Dùng hạt proton có động 5,48 MeV bắn phá vào hạt nhân 11 đứng yên sinh hạt α và hạt X Phản ứng không xạ γ Biết động hạt α là 6,66 MeV Tính động hạt X Cho biết m p = 1,0073u, mNa = 22,98503u, mX = 19,9869u, mα = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c² A 2,64MeV B 4,68MeV C 8,52MeV D 3,43MeV Câu 72 Người ta dùng proton có động Kp = 5,45 MeV bắn phá vào hạt nhân 9Be đứng yên sinh hạt α và hạt nhân Li Biết hạt α sinh có động 4MeV và chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động proton ban đầu Động hạt nhân Li sinh là A 3,575 MeV B 3,375 MeV C 6,775 MeV D 4,565 MeV (10)