Bài tập về Hạt nhân nguyên tử môn Vật lý Lớp 12 - Phần 3

Nội dung text: Bài tập về Hạt nhân nguyên tử môn Vật lý Lớp 12 - Phần 3

1. BÀI TẬP VỀ HẠT NHÂN NGUYấN TỬ P - 3 Cõu 11 : Hạt có động năng K = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm đứng yờn gây ra phản ứng 27 30 13Al 15 P n , khối lượng của các hạt nhân là m = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931,5Mev/c2. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc. Động năng của hạt n là A. Kn = 0,8716MeV. B. Kn = 0,9367MeV. C. Kn = 0,2367MeV. D. Kn = 0,0138MeV. 2 2 Giải Năng lượng phản ứng thu : E = (m + mAl - mP - mn ) uc = - 0,00287uc = - 2,672 MeV 2 2 mPvP mnvn KP + Kn = K + E = 0,428 MeV KP = ; Kn = mà vP = vn 2 2 Kn mn 1 Kn 1 KP Kn 0,428 . ĐỏpKn ỏn D 0,0138MeV KP mP 30 KP Kn 30 1 31 31 3 24 - Cõu 12 : . Tiờm vào mỏu bệnh nhõn 10cm dung dịch chứa 11 Na cú chu kỡ bỏn ró T = 15h với nồng độ 10 3mol/lớt. Sau 6h lấy 10cm3 mỏu tỡm thấy 1,5.10-8 mol Na24. Coi Na24 phõn bố đều. Thể tớch mỏu của người được tiờm khoảng: A. 5 lớt. B. 6 lớt. C. 4 lớt. D. 8 lớt. -3 -2 -5 Giải: Số mol Na24 tiờm vào mỏu: n0 = 10 .10 =10 mol. ln 2.t ln 2.6 - t -5 T -5 15 -5 Số mol Na24 cũn lại sau 6h: n = n0 e = 10 .e = 10 e = 0,7579.10 mol. 0,7579.10 5.10 2 7,578 Thể tớch mỏu của bệnh nhõn V = 5,05l 5lit Chọn đỏp ỏn A 1,5.10 8 1,5 2 2 3 1 2 Cõu 13.Cho phản ứng hạt nhõn 1 D +1 D 2 He + 0 n . Biết độ hụt khối của 1 D là ( ∆mD = 0,0024u, ∆mHe 2 23 -1 = 0,0505u và 1u = 931,5Mev/c , NA = 6,022.10 mol . Nước trong tự nhiờn cú chứa 0,015% D2O, nếu toàn 2 bộ 1 D được tỏch ra từ 1kg nước làm nhiờn liệu dựng cho phản ứng trờn thỡ toả ra năng lượng là A. 3,46.108KJ B.1,73.1010KJ C.3,46.1010KJ D. 30,762.106 kJ Giải: Độ hụt khối: ∆m = Zmp + (A-Z)mn – m > m = Zmp + (A-Z)mn – ∆m Năng lượng một phản ứng toả ra 2 2 2 E = (2mD – mHe – mn ) c = [2(mP + mn - ∆mD) – (2mp + mn - ∆mHe ) - mn]c = (∆mHe - 2∆mD)c = 0,0457uc2 = 42,57MeV = 68,11.10-13J Khối lượng D2O cú trong 1000g H2O = 0,015x 1000/100 = 0,15 g. 23 N A 6,022.10 .0,15 21 Số phõn tử D2 chứa trong 0,15 g D2O : N= 0,15 = = 4,5165.10 20 20 Năng lượng cú thể thu được từ 1 kg nước thường nếu toàn bộ đơtờri thu được đều dựng làm nhiờn liệu cho phản ứng nhiệt hạch là E = N. E = 4,5165.1021. 68,11.10-13 = 307,62.108 J = 30,762.106 kJ . Đỏp ỏn D Cõu 14: Một hỗn hợp 2 chất phúng xạ cú chu kỡ bỏn ró lần lượt là T1= 1 giờ và T2 =2 giờ. Vậy chu kỡ bỏn ró của hỗn hợp trờn là bao nhiờu? A. 0,67 giờ. B. 0,75 giờ. C. 0,5 giờ. D. Đỏp ỏn khỏc. Giải: Sau t = T1 = 1h số hạt nhõn của chất phúng xạ thứ nhất giảm đi một nửa, cũn số hạt nhõn của chất N N N phúng xạ thứ hai cũn 02 = 02 > 02 . Như vậy chu kỡ bỏn ró cảu hỗn hợp T > 1h. Chọn đỏp ỏn D 1 2 2 2 2 14 4 14 1 17 Cõu 15 :Bắn một hat anpha vào hạt nhõn nito 7 N đang đứng yờn tạo ra phản ứng 2 H e 7 +N .1 H 8 O Năng lượng của phản ứng là E =1,21MeV.Giả sử hai hạt sinh ra cú cựng vecto vận tốc. Động năng của hạt anpha:(xem khối lượng hạt nhõn tớnh theo đơn vị u gần bằng số khối của nú) A1,36MeV B:1,65MeV C:1.63MeV D:1.56MeV
2. Giải: 4 14 1 17 Phương trỡnh phản ứng 2 H e 7 +N .1 HPhản 8ứngO thu năng lượng E = 1,21 MeV Theo ĐL bảo toàn động lượng ta cú; m v 2 m v = (mH + mO )v (với v là vận tốc của hai hạt sau phản ứng) > v = = v mH mO 9 2 m v 2 K = = 2v 2 2 (mH mO )v (mH mO ) 2 2 2 4 2 2 KH + KO = = ( ) v = v = K 2 2 9 9 9 2 7 K = KH + KO + E > K - K = K = E 9 9 9 > K = E = 1,5557 MeV = 1,56 MeV. Chọn đỏp ỏn D 7