Chơng 8: Hạt nhân nguyên tử I Hệ thống kiến thức t- 123docz.net

II. Câu hỏi và bài tập

Chơng 8: Hạt nhân nguyên tử I Hệ thống kiến thức trong ch ơng

1. Thuyết tơng đối hẹp: a. Các tiên đề của Anhstanh

- Hiện tợng vật lý xảy ra nh nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính.

- Vận tốc của ánh sáng trong chân không có cùng độ lớn c trong mọi hệ quy chiếu quán tính. c là giới hạn của các vận tốc vật lý.

b. Một số kết quả của thuyết tơng đối.

- Đội dài của một thanh bị co lại dọc theo phơng chuyển động của nó.

- Đồng hồ gắng với quan sát viên chuyển động chạy chậm hơn đồng hồ gắng với quan sát viên đứng yên.

- Khối lợng của vật chuyển động với vận tốc v (khối lợng tơng đối tính) là:

22 2 0 c v 1 m m − = , với m0 là khối lợng nghỉ.

- Hệ thức Anhstanh giữa năng lợng và khối lợng: Nếu một vật có khối lợng m thì có năng lợng E tỉ lệ với m 2 2 2 0 2 c v 1 c m mc E − = =

Đối với hệ kín, khối lợng và năng lợng nghỉ không nhất thiết đợc bảo toàn, nhng năng lợng toàn phần (bao gồm cả động năng và năng lợng nghỉ) đợc bảo toàn.

Cơ học cổ điển là trờng hợp riêng của cơ học tơng đối tính khi vận tốc chuyển động rất nhỏ so với vận tốc ánh sáng.

2. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôtôn (mang điện tích nguyên tố dơng), và các nơtron (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn, liên kết với nhau bởi lực hạt nhân rất mạnh nhng có bán kính tác dụng rất ngắn.

Hạt nhân của các nguyên tố có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton và N nơtron; A = Z + N đợc gọi là số khối. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhng khác số nơtron N gọi là các đồng vị.

Đơn vị khối lợng nguyên tử u có trị số bằng 1/12 khối lợng của đồng vị 12C

6 ; u xấp xỉ bằng khối lợng của một nuclôn, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lợng xấp xỉ bằng A(u).

a. Tia phóng xạ gồm nhiều loại: α, β-, β+, γ. Hạt α là hạt nhân của 4He

2 . Hạt β- là các electron, kí hiệu là e-. Hạt β+ là pôziton kí hiệu là e+. Tia γ là sóng điện từ có bớc sóng rất ngắn (ngắn hơn tia X).

b. Chu kỳ bán rã T của một chất phóng xạ là thời gian sau đó số hạt nhân của một lợng chất ấy chỉ còn bằng một nửa số hạt nhân ban đầu N0. Số hạt nhân N hoặc khối lợng m của chất phóng

xạ giảm với thời gian t theo định luật hàm số mũ: t

0 t 0e ,m(t) m e N ) t ( N = −λ = −λ , λ là hằng số phóng xạ, tỉ lệ nghịch với chu kỳ bán rã: T 693 , 0 T 2 ln ≈ = λ .

c. Độ phóng xạ H bằng số phân rã trong 1s. Nó cũng bằng số nguyên tử N nhân với λ. H giảm

theo định luật phóng xạ giống nh N: t

0e H ) t ( H = −λ .

d. Trong phân rã α hạt nhân con lùi hai ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ. Trong phân rã β- hoặc β+hạt nhân con tiến hoặc lùi một ô trong bẳng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.

Trong phân rã γ hạt nhân không biến đổi mà chỉ chuyển từ mức năng lợng cao xuống mức năng lợng thấp hơn.

4. Phản ứng hạt nhân là tơng tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi hạt nhân.

a. Trong phản ứng hạt nhân, các đại lợng sau đây đợc bảo toàn: số nuclôn, điện tích, năng lợng toàn phần và động lợng. Khối lợng không nhất thiết đợc bảo toàn.

b. Khối lợng của một hạt nhân đợc tạo thành từ nhiều nuclôn thì bé hơn tổng khối lợng của các nuclôn, hiệu số Δm gọi là độ hụt khối. Sự tạo thành hạt nhân toả năng lợng tơng ứng ΔE = Δmc2, gọi là năng lợng liên kết của hạt nhân (vì muốn tách hạt nhân thành các nuclôn thì cần tốn một năng lợng bằng ΔE). Hạt nhân có năng lợng liên kết riêng ΔE/A càng lớn thì càng bền vững. c. Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lợng M0 của các hạt nhân ban đầu có thể khác tổng khối l- ợng M của các hạt sinh ra. Nếu M0 > M thì phản ứng toả năng lợng. Nếu M0 < M thì phản ứng hạt nhân thu năng lợng.

d. Có hai loại phản ứng hạt nhân toả ra năng lợng, năng lợng đó gọi là năng lợng hạt nhân.

- Một hạt nhân rất nặng khi hấp thụ một nơtron sẽ vỡ thành hai hạt trung bình, cùng với 2-3 nơtron (sự phân hạch). Nếu sự phân hạch có tính chất dây chuyền, thì nó toả ra năng lợng rất lớn. Nó đợc khống chế trong lò phản ứng hạt nhân.

- Hai hạt nhân rất nhẹ, có thể kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn. Phản ứng này chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch. Con ngời mới chỉ thực hiện đợc phản ứng này dới dạng không kiểm soát đợc (bom H). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

II. Câu hỏi và bài tập

Chủ đề 1: Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

8.1 Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hạt nhân nguyên tử AX

Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và A prôton. B. Hạt nhân nguyên tử AX

Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và A nơtron.

C. Hạt nhân nguyên tử AX

Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và (A – Z) nơtron.

D. Hạt nhân nguyên tử AX

Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và (A + Z) prôton. 8.2 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton. B. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các nơtron.

C. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton và các nơtron.

D. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton, nơtron và electron . 8.3 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau.

B. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số prôton bằng nhau, số nơtron khác nhau.

C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôton khác nhau.

8.4 Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị khối lợng nguyên tử?

A. Kg B. MeV/c C. MeV/c2 D. u

8.5 Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lợng nguyên tử u là đúng? A. u bằng khối lợng của một nguyên tử Hyđrô 1H

B. u bằng khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon 13C 1 C. u bằng

12 1

khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon 12C

D. u bằng

12 1

khối lợng của một nguyên tử Cacbon 12C

8.6 Hạt nhân 238U

92 có cấu tạo gồm:

A. 238p và 92n B. 92p và 238n C. 238p và 146n D. 92p và 146n (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

8.7 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Năng lợng liên kết là toàn bộ năng lợng của nguyên tử gồm động năng và năng lợng nghỉ.

B. Năng lợng liên kết là năng lợng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.

C. Năng lợng liên kết là năng lợng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon. D. Năng lợng liên kết là năng lợng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử.

8.8 Hạt nhân đơteri 2D

1 có khối lợng 2,0136u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối l- ợng của nơtron là 1,0087u. Năng lợng liên kết của hạt nhân 2D

1 là

A. 0,67MeV B. 1,86MeV C. 2,02MeV D. 2,23MeV

8.9 Hạt α có khối lợng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2. Các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành hạt α, năng lợng tỏa ra khi tạo thành 1mol khí Hêli là

A. 2,7.1012J B. 3,5. 1012J C. 2,7.1010J D. 3,5. 1010J8.10 Hạt nhân 60Co 8.10 Hạt nhân 60Co

27 có cấu tạo gồm:

A. 33 prôton và 27 nơtron B. 27 prôton và 60 nơtron

C. 27 prôton và 33 nơtron D. 33 prôton và 27 nơtron 8.11 Hạt nhân 60Co

27 có khối lợng là 55,940u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng của nơtron là 1,0087u. Độ hụt khối của hạt nhân 60Co

27 là

A. 4,544u B. 4,536u C. 3,154u D. 3,637u

8.12 Hạt nhân 60Co

27 có khối lợng là 55,940u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng của nơtron là 1,0087u. Năng lợng liên kết riêng của hạt nhân 60Co

27 là

A. 70,5MeV B. 70,4MeV C. 48,9MeV D. 54,4MeV

Chủ đề 2: Sự phóng xạ

8.13 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra sóng điện từ. B. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia α, β, γ.

C. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác.

D. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ khi hấp thụ nơtron.

8.14 Kết luận nào về bản chất của các tia phóng xạ dới đây là không đúng?

A. Tia α, β, γ đều có chung bản chất là sóng điện từ có bớc sóng khác nhau.

B. Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử. C. Tia β là dòng hạt mang điện.

D. Tia γ là sóng điện từ.

8.15 Kết luận nào dới đây không đúng? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

A. Độ phóng xạ là đại lợng đặc trng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lợng chất phóng xạ.

C. Độ phóng xạ phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xạ, tỉ lệ thuận với số nguyên tử của chất phóng xạ.

D. Độ phóng xạ của một lợng chất phóng xạ giảm dần theo thời gian theo qui luật qui luật hàm số mũ.

8.16 Công thức nào dới đây không phải là công thức tính độ phóng xạ?

A. ( ) ( ) dt dN H t =− t B. ( ) ( ) dt dN H t t = C. H( )t =λN( )t D. ( ) T t t H H = 02− 8.17 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β− hạt nhân AX

Z biến đổi thành hạt nhân AY

Z' ' ' 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) 8.18 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β+ hạt nhân AX

Z biến đổi thành hạt nhân AY

Z'' 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)

8.19 Trong phóng xạ β+ hạt prôton biến đổi theo phơng trình nào dới đây?

A. p→n+e++ν B. p→n+e+ C. n→ p+e− +ν D. n→ p+e−

8.20 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử Hêli 4He

2 .

B. Khi đi qua điện trờng giữa hai bản của tụ điện tia α bị lệch về phía bản âm. C. Tia α ion hóa không khí rất mạnh.

D. Tia α có khả năng đâm xuyên mạnh nên đợc sử dụng để chữa bệnh ung th.

8.21 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Hạt β+ và hạt β− có khối lợng bằng nhau.

B. Hạt β+ và hạt β− đợc phóng ra từ cùng một đồng vị phóng xạ

C. Khi đi qua điện trờng giữa hai bản tụ hạt β+ và hạt β− bị lệch về hai phía khác nhau. D. Hạt β+ và hạt β− đợc phóng ra có vận tốc bằng nhau (gần bằng vận tốc ánh sáng).

8.22 Một lợng chất phóng xạ có khối lợng m0. Sau 5 chu kỳ bán rã khối lợng chất phóng xạ còn lại là

A. m0/5 B. m0/25 C. m0/32 D. m0/50

8.23 24Na

11 là chất phóng xạ β− với chu kỳ bán rã 15 giờ. Ban đầu có một lợng 24Na

11 thì sau

một khoảng thời gian bao nhiêu lợng chất phóng xạ trên bị phân rã 75%?

A. 7h30' B. 15h00' C. 22h30' D. 30h00'

8.24 Đồng vị 60Co

27 là chất phóng xạ β− với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, ban đầu một lợng Co có khối lợng m0. Sau một năm lợng Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

A. 12,2% B. 27,8% C. 30,2% D. 42,7%

8.25 Một lợng chất phóng xạ 222Rn

86 ban đầu có khối lợng 1mg. Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75%. Chu kỳ bán rã của Rn là

A. 4,0 ngày B. 3,8 ngày C. 3,5 ngày D. 2,7 ngày

8.26 Một lợng chất phóng xạ 222Rn

86 ban đầu có khối lợng 1mg. Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75%. Độ phóng xạ của lợng Rn còn lại là

A. 3,40.1011Bq B. 3,88.1011Bq C. 3,58.1011Bq D. 5,03.1011Bq

8.27 Chất phóng xạ 210Po