BÀI TẬP LÀM THÊM

- Định luật bảo tồn năng lượng

BÀI TẬP LÀM THÊM

Bài tập tự luận: Bài 1:(ĐH - 2006)

Hạt nhân Poloni (²¹⁰₈₄Po) phĩng ra hạt  và biến thành hạt nhân chì (Pb) bền. a. Viết phương trình diễn tả quá trình phĩng xạ và cho biết cấu tạo của hạt nhân chì..

b. Ban đầu cĩ một mẫu Poloni nguyên chất. Hỏi sau bao lâu thì tỉ lệ giữa khối lượng chì và khối lượng Poloni cịn lại trong mẫu là n = 0,7? Biết chu kì bán rã của Poloni là 138,38 ngày.

Lấy ln2 = 0,693; ln1,71 = 0,536.

ĐS: a) b) 107ngày

Bài 2: (Đề dự bị TS ĐH&CĐ 2003)

Người ta dùng một hạt  cĩ động năng 9,1 MeV bắn phá hạt nhân nguyên tử N₁₄ đứng yên. Phản ứng sinh ra hạt phơtơn p và hạt nhân nguyên tử ơxy O₁₇

a. Hỏi phản ứng thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng (Tính theo MeV)?

b. Giả sử độ lớn vận tốc của hạt prơtơn lớn gấp 3 lần vận tốc của hạt nhân ơxy. Tính động năng của hạt đĩ? Cho biết khối lượng của hạt là mN = 13,9992u; m_ 4, 0015u; mp = 110073u; m_O17 16, 9947u;1u = 931MeV/C²

www.MATHVN.com

28

ĐS: 1) 1,21MeV 2) 5,16MeV

Bài 3: (Đề dự bị 1 TS ĐH&CĐ năm 2002)

Bắn hạt  vào hạt nhân ¹⁴₇N thì hạt nhân ơxy và hạt prơtơn sau phản ứng. Viết phương trình của phản ứng và cho biết phản ứng là phản ứng tỏa hay thu năng lượng? Tính năng lượng tỏa ra (hay thu vào) và hãy cho biết nếu là năng lượng tỏa ra thì dưới dạng nào, nếu là năng lượng thu thì lấy từ đâu? Khối lượng của các hạt nhân: m_ 4, 0015u; m_N 13,9992u; m_O 16,9947u; m_P 1, 0073u;1u931MeV / c².

ĐS: 1,2103MeV

Bài 4: (Đề dự bị 2 TS ĐH&CĐ năm 2002)

Đồng vị coban ⁶⁰₂₇Co là chất phĩng xạ ^-; hạt nhân con là niken (Ni). Độ phĩng xạ của 0.2g ⁶⁰₂₇Co là H = 225 Ci. Hãy viết phương trình của phĩng xạ và nêu rõ thành phần cấu tạo của hạt nhân con. Tìm chu kì bán rã của

60

27Co và tìm thời gian để cĩ 75% ⁶⁰₂₇Co bị phân rã. Biết số Avogadro NA = 6.032 x 10²³mol^-1.

ĐS: 5,3 năm ; 10,6năm

Bài 5: ( TS CĐSP Hà Nội 2004) Hạt nhân 210

84Po đứng yên phĩng xạ ra một hạt X , biến đổi thành hạt nhân Z

APb cĩ kèm theo một photon a. Viết phương trình phản ứng, xác định A, Z.

b. Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc động năng của hạt X là 6,18 MeV. Tính động năng của hạt nhân Pb theo đơn vị MeV.

c. Tính bước sĩng của bức xạ. Biết

rằngm_Po 209,9828u;m_He 4, 0015u;m_Pb 205,9744u; 34 6, 625.10 h ^ Js;c310⁸m s/ ;1u 931^MeV₂ c  . ĐS: 1) 2) 0,12MeV 3) 10pm Bài 6:(TS CĐSP Hà Nội 2005)

a.Độ phĩng xạ là gì? Viết biểu thức và vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ phĩng xạ vào thời gian. Chất Poloni P210 cĩ chu kì bán rã là 138 ngày. Tính khối lượng Poloni cĩ độ phĩng xạ 1Ci. Cho số Avogaro N_A = 6.023 10²³ mol^-1

b.Bắn hạt  vào hạt Nito (¹⁴7N) đứng yên. Sau phản ứng sinh ra 1 hạt proton và 1 hạt nhân oxy. Các hạt sinh ra sau phản ứng cĩ cùng vecto vận tốc và cùng phương vớ vận tốc của hạt . Phản ứng trên thu năng lượng là1.21MeV. Tính động năng của hạt, proton, và hạt nhân oxy. Coi khối lượng các hạt xấp xỉ số khối.

ĐS: 1) 0,222mg 2) K_ 1,56MeV ; KH = 1,56MeV/81 ; K0 = 26,52MeV/81

Bài 7: ( TS CĐCN Hà Nội 2003)

1. Phĩng xạ là gì? Nêu bản chất của tia phĩng xạ.

2.Mẫu chất phĩng xạ Poloni ²¹⁰₈₄Po cĩ khối lượng m = 2.1g phĩng xạ chuyển thành hạt nhân X. Poloni cĩ chu kì bán rã T = 138 ngày.

a. Sau bao lâu trong mẫu cĩ 38.073.10²⁰ hạt X.

b. Phản ứng khơng bức xạ điện từ, hạt, Po đứng yên. Tính động năng của hạt X và hạt . Cho m = 209.9373u; m = 205.9294u_{Po u} ; m = 4.0015u; MeV₂

1u = 931.5 C ^; 23 A hạt N = 6.032.10 mol ^.

ĐS: a) 199,1ngày b) W_đ = 5.848 Mev; W_đx = 0.114 MeV

Bài 8: (TS CĐCNHN 2004)

Pơlơni ²¹⁰₈₄Po là chất phĩng xạ  tạo thành hạt nhân ^A_ZX bền theo phản ứng: ²¹⁰₈₄Po⁴₂He^A_ZX.

Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498

29

1) Xác định tên gọi và cấu tạo hạt nhân ^A_ZX. Ban đầu cĩ 1gPơlơni, hỏi sau bao lâu thì khối lượng Pơlơni chỉ cịn lại 0,125g? Cho chu kỳ bán rã của Pơlơni T = 138 ngày.

2) Sau thời gian t bằng bao nhiêu thì tỉ lệ khối lượng giữa ^A_ZX và Pơlơni là 0,406? Lấy 2 1, 4138.

ĐS: 1) 414ngày 2) 69ngày

Bài 9: ( TS CĐCN HN 2005)

Hạt nhân Pơlơni ²¹⁰₈₄Po đứng yên, phĩng xạ à chuểyn thành hạt nhân ^A_ZX. Chu kì bán rã của Pơlơni là T = 138 ngày. Một mẫu Pơlơni nguyên chất cĩ khối lượng ban đầu m_o 2g.

a. Viết phương trình phĩng xạ. Tính thể tích khí Heli sinh ra ở điều kiện tiêu chuẩn sau thời gian 276 ngày. b. Tính năng lượng tỏa ra khi lượng chất phĩng xạ trên tan rã hết.

c. Tính động năng của hạt .

Cho biết m_Po 209,9828u, m_ 4, 0015u, m_X 205, 9744u, 1u 931MeV / c ².

ĐS: a) 0,16lit b) EN_o E 3,683.10 MeV²² c) K_ = 6,3 MeV.

Bài 10: ( TS CĐGTVT 2004)

Người ta dùng prơtơn cĩ động năng WP = 5,58MeV bắn phá hạt nhân ₁₁²³Na đứng yên, tạo ra phản ứng:

2311 11

p NaNe 

1. Nêu các định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhân và cấu tạo của hạt nhân Ne.

2. Biết động năng của hạt  ự là W  = 6,6 MeV, tính động năng của hạt nhân Ne. Cho m_p = 1,0073u; mNa

= 22,985u; m_Ne = 19,9869u; m_ = 4,9915; lu = 931MeV / c².

ĐS: 1) SGK 2) 2,61 MeV

Bài 11: (TSĐH&CĐ 2005)

Phốt pho

 

15P phĩng xạ ^- với chu kỳ bán rã T = 14, 2 ngày và biến đổi thành lưu huỳnh (S). Viết phương trình của sự phĩng xạ đĩ và nêu cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh. Sau 42, 6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phĩng xạ ³²

15P cịn lại là 2, 5g. Tính khối lượng ban đầu của nĩ.

ĐS: 20gam

Bài 12: ( TS CĐGTVT 2005)

1. Thế nào là lực hạt nhân? Lực này cĩ phải lực hấp dẫn khơng? Vì sao?

2. Chất phĩng xạ urani 238 sau một loạt phĩng xạ  v  thì biến thành chì 206. Chu kì bán rã của sự biến đổi tổng hợp này là 4,6 x 10⁹ năm. Giả sử ban đầu một loại đá chỉ chứa urani khơng chứa chì. Nếu hiện nay tỉ lệ các khối lượng của urani và chì trong đá là ^u 

(Pb) m

37

m ^{thì tuổi của đá là bao nhiêu?}

ĐS: 1) SGK 2) 0,2 tỉ năm

Bài 13: (TS CĐKT-KTCNI 2004)

Hạt proton cĩ động năng Kp = 2 MeV, bắn vào hạt nhân

 

3Li đứng yên, sinh ra hai hạt nhân X cĩ cùng động năng, theo phản ứng hạt nhân sau P⁷₃LiX X

1. Viết phương trìng đầy đủ của phản ứng. Tính động năng K của mỗi hạt X.

2. Tính năng lượng mà một phản ứng tỏa ra. Để tạo thành 1,5g chất X theo phản ứng hạt nhân nĩi trên thì năng lượng tỏa ra bằng bao nhiêu?

www.MATHVN.com

30

Cho mu = 1,0073u; mLi = 7,0744u; mX = 4,0015u;  MeV₂ 1u 931

C ^{; NA = 6.02 x 10}

23

mol^-1

Bài 14: ( CĐNL 2003)

1.Urani phân rã theo chuỗi phĩng xạ sau đây ₉₂²³⁸U ^Th^P_a ^U^Th^Ra

Viết đầy đủ chuỗi phĩng xạ này (ghi thêm Z và A của các hạt nhân).

2. Chuỗi phĩng xạ trên cịn tiếp tục cho đến khi hạt nhân cuối là đồng vị bền ²⁰⁶₈₂ Pb chì. Hỏi ²³⁸₉₂ U biến thành

206

82 Pb sau bao nhiêu phĩng xạ  , ^

ĐS: 2) 8 và 6^

Bài 15: ( TS CĐNL 2004) Hạt nhân phĩng xạ ²³⁴₉₂ Uphát ra hạt  a. Viết phương trình phản ứng

b. Tính năng lượng toả ra (dưới dạng động năng của hạt  và hạt nhân con). Tính động năng của hạt  và hạt nhân con         u x 27 2

Cho m 233,9904u; m 229,9737u;

MeV m 4,0015u; u 1,66055 10 kg 931 C ĐS: b) 13,91MeV và 0,24MeV Bài 16: ( CĐNL 2005) Đồng vị ²³⁵₉₂U phân rã  thành hạt nhân ^A_ZTh .

1. Viết đầy đủ phương trình phân rã trên. Nêu rõ cấu tạo của hạt nhân được tạo thành.

2. Chuỗi phĩng xạ trên cịn tiếp tục cho đến hạt nhân con là đồng vị bền ²⁰⁷₈₂Pb . Hỏi cĩ bao nhiêu hạt nhân Hêli và hạt nhân điện tử được tạo thành trong quá trình phân rã đĩ.

ĐS: 2) 7 hạt Hêli và 4 hạt điện tử

Bài 17: (CĐXD Số 3 năm 2004)

Đồng vị Pơlơni ²¹⁰₈₄Po là chất phĩng xạ  và tạo thành chì (Pb).

1. Viết phương trình phân rã và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân chì tạo thành.

2. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên dưới dạng động năng của hạt  và hạt nhân chì. Tính động năng mỗi hạt.

Giả thiết ban đầu hạt nhân Pơlơni đứng yên. Cho khối lượng hạt nhân mPo = 209,9828u; mHe =4,0015u; mPb = 205,9744u;  2 MeV 1u 931 c . ĐS: 2) KPb = 0,12MeV ; K_ 6,12MeV Bài 18: ( CĐ CNTT TPHCM 2004) Cho phản ứng hạt nhân:    37 37 17Cl X n 18Ar

1. Viết phương trình phản ứng đầy đủ. Xác định tên hạt nhân X.

2. Phản ứng tỏa hay thu năng lượng. Tính năng lượng tỏa (hay thu) ra đơn vị MeV. Cho m_Cl36,9566u; m_Ar 36,9569u; m_n 1, 0087u;

Giáo viên: Nguyễn Thành Long Email: Loinguyen1310@gmail.com DĐ: 01694 013 498 31   X 2 MeV m 1, 0073u;1u 931 c ĐS: Thu 1,58MeV Bài 19: ( CĐ KT KTTM 2004) 1. Nêu bản chất phĩng xạ   .

2. Tính tuổi của một cái tượng cổ bằng gỗ, biết rằng độ phĩng xạ của C14 trong tượng gỗ bằng 0.707 lần độ phĩng xạ trong khúc gỗ cĩ cùng khối lượng vừa mới chặt. Biết chu kì bán rã C14 là 5600 năm.

ĐS: 2800năm

Bài 20: (Dự bị 1 TSĐH&CĐ 2004)

Natri





11Na là chất phĩng xạ ^- với chu kì bán rã T = 15 giờ. Ban đầu cĩ 12g natri. Hỏi sau bao lâu chỉ cịn lại 3g chất phĩng xạ trên? Tính độ phĩng xạ của 3g natri này. Cho số Avơgađrơ NA = 6,022 x 10²³ mol^-1

ĐS: 30h ; 2,61.10⁶ Ci

Câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết Câu 1:(CĐ 2007)Phĩng xạ β^- là

A. phản ứng hạt nhân thu năng lượng.

B. phản ứng hạt nhân khơng thu và khơng toả năng lượng.

C. sự giải phĩng êlectrơn (êlectron) từ lớp êlectrơn ngồi cùng của nguyên tử.

D. phản ứng hạt nhân toả năng lượng. Câu 2:(CĐ 2007) Hạt nhân Triti (³₁T ) cĩ

A. 3 nuclơn, trong đĩ cĩ 1 prơtơn. B. 3 nơtrơn (nơtron) và 1 prơtơn. C. 3 nuclơn, trong đĩ cĩ 1 nơtrơn (nơtron). D. 3 prơtơn và 1 nơtrơn (nơtron).

Câu 3: (CĐ 2007) Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo toàn

A. số nuclơn. B. số nơtrơn (nơtron). C. khối lượng. D. số prơtơn.

Câu 4:(CĐ 2007) Hạt nhân càng bền vững khi cĩ

A. số nuclơn càng nhỏ. B. số nuclơn càng lớn.

C. năng lượng liên kết càng lớn. D. năng lượng liên kết riêng càng lớn.

Câu 5:(CĐ 2007) Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết

A. tính cho một nuclơn. B. tính riêng cho hạt nhân ấy.

C. của một cặp prơtơn-prơtơn. D. của một cặp prơtơn-nơtrơn (nơtron).

Câu 6:(ĐH – 2007): Phát biểu nào là sai? A. Các đồng vị phĩng xạ đều khơng bền.

B. Các nguyên tử mà hạt nhân cĩ cùng số prơtơn nhưng cĩ số nơtrơn (nơtron) khác nhau gọi là đồng vị.

C. Các đồng vị của cùng một nguyên tố cĩ số nơtrơn khác nhau nên tính chất hĩa học khác nhau. D. Các đồng vị của cùng một nguyên tố cĩ cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Câu 7:(ĐH – 2007) Phản ứng nhiệt hạch là sự

A. kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn trong điều kiện nhiệt độ rất cao. B. kết hợp hai hạt nhân cĩ số khối trung bình thành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ rất cao. C. phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự tỏa nhiệt.

D. phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn.

Câu 8:(CĐ 2008) Trong quá trình phân rã hạt nhân ²³⁸₉₂U thành hạt nhân ²³⁴₉₂U, đã phĩng ra một hạt α và hai hạt

www.MATHVN.com

32

A. nơtrơn (nơtron). B. êlectrơn (êlectron). C. pơzitrơn (pơzitron). D. prơtơn (prơton).

Câu 9:(CĐ 2008) Khi nĩi về sự phĩng xạ, phát biểu nào dưới đây là đúng?

A. Sự phĩng xạ phụ thuộc vào áp suất tác dụng lên bề mặt của khối chất phĩng xạ. B. Chu kì phĩng xạ của một chất phụ thuộc vào khối lượng của chất đĩ.

C. Phĩng xạ là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.

D. Sự phĩng xạ phụ thuộc vào nhiệt độ của chất phĩng xạ.

Câu 10:(CĐ 2008) Phản ứng nhiệt hạch là

A. nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.

B. sự tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao. C. phản ứng hạt nhân thu năng lượng.

D. phản ứng kết hợp hai hạt nhân cĩ khối lượng trung bình thành một hạt nhân nặng.

Câu 11: (ĐH – 2008) Hạt nhân ²²⁶₈₈Ra biến đổi thành hạt nhân ²²²₈₆Rn do phĩng xạ

A.  và ^-. B. ^-. C.. D. ⁺

Câu 12: (ĐH – 2008) Phát biểu nào sao đây là sai khi nĩi về độ phĩng xạ (hoạt độ phĩng xạ)?

A. Độ phĩng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phĩng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phĩng xạ. B. Đơn vị đo độ phĩng xạ là becơren.

C. Với mỗi lượng chất phĩng xạ xác định thì độ phĩng xạ tỉ lệ với số nguyên tử của lượng chất đĩ.

D. Độ phĩng xạ của một lượng chất phĩng xạ phụ thuộc nhiệt độ của lượng chất đĩ.

Câu 13: (CĐ 2009): Phát biểu nào sau đây là sai khi nĩi về hiện tượng phĩng xạ? A. Trong phĩng xạ , hạt nhân con cĩ số nơtron nhỏ hơn số nơtron của hạt nhân mẹ.

B. Trong phĩng xạ ^-, hạt nhân mẹ và hạt nhân con cĩ số khối bằng nhau, số prơtơn khác nhau.

C. Trong phĩng xạ , cĩ sự bảo toàn điện tích nên số prơtơn được bảo toàn.

D. Trong phĩng xạ ⁺, hạt nhân mẹ và hạt nhân con cĩ số khối bằng nhau, số nơtron khác nhau.

Câu 14: (ĐH – 2009) Trong sự phân hạch của hạt nhân 235

92U, gọi k là hệ số nhân nơtron. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra và năng lượng tỏa ra tăng nhanh.

B. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và cĩ thể gây nên bùng nổ. C. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền khơng xảy ra.

D. Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền khơng xảy ra.

Câu 15: (CĐ 2010)Phĩng xạ và phân hạch hạt nhân

A. đều cĩ sự hấp thụ nơtron chậm. B. đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng. C. đều khơng phải là phản ứng hạt nhân. D. đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Câu 16: (CĐ 2010) Khi nĩi về tia , phát biểu nào sau đây là sai?

A. Tia  phĩng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng 2000 m/s.

B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia  bị lệch về phía bản âm của tụ điện. C. Khi đi trong khơng khí, tia  làm ion hĩa khơng khí và mất dần năng lượng.

D. Tia  là dịng các hạt nhân heli (4 2He).

Câu 17:(CĐ 2010) So với hạt nhân ₁₄²⁹Si, hạt nhân ₂₀⁴⁰Ca cĩ nhiều hơn A. 11 nơtrơn và 6 prơtơn. B. 5 nơtrơn và 6 prơtơn.

C. 6 nơtrơn và 5 prơtơn. D. 5 nơtrơn và 12 prơtơn.

Câu 18:(CĐ 2010) Phản ứng nhiệt hạch là

A. sự kết hợp hai hạt nhân cĩ số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn. B. phản ứng hạt nhân thu năng lượng .

C. phản ứng trong đĩ một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.

D. phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng