Các dạng bài tập Vật lý hạt nhân - Trịnh Minh Hải

Nội dung text: Các dạng bài tập Vật lý hạt nhân - Trịnh Minh Hải

1. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ HẠT NHÂN DẠNG 1: TÌM SỐ NƠTRON, PROTƠN, SỐ KHỐI: + Khối lượng, năng lượng của vật (hạt) chuyển động với vận tốc lớn: m Khối lượng động: m = 0 . v 2 1 c 2 Năng lượng tồn phần: E = mc2 = c2. 2 Năng lượng nghĩ: E0 = m0c . 2 2 2 2 Động năng Wđ = E – E0 = mc – m0c = c – m0c A +Hạt nhân Z X . Có A nuclon ; Z prôtôn ; N = (A – Z) nơtrôn. 210 Câu 1.Trong hạt nhân nguyên tử 84 po cĩ A. 84 prơtơn và 210 nơtron. B. 126 prơtơn và 84 nơtron. C. 210 prơtơn và 84 nơtron. D. 84 prơtơn và 126 nơtron. 14 Câu 2.Trong hạt nhân nguyên tử 6 C cĩ A. 14 prơtơn và 6 nơtrơn. B. 6 prơtơn và 14 nơtrơn. B. 6 prơtơn và 8 nơtrơn. D. 8 prơtơn và 6 nơtrơn 23 Câu 3.Các nuclơn trong hạt nhân nguyên tử 11 Na gồm A. 11 prơtơn. B. 11 prơtơn và 12 nơtrơn. C. 12 nơtrơn. D. 12 prơtơn và 11 nơtrơn. Câu 4 (CĐ 2011). Một hạt đang chuyển động với tốc độ bằng 0,8 lần tốc độ ánh sáng trong chân khơng. Theo thuyết tương đối hẹp, động năng Wđ của hạt và năng lượng nghĩ E0 của nĩ liên hệ với nhau bởi hệ thức 3E0 8E0 2E0 15E0 A. Wđ = . B. Wđ = . C. Wđ = . D. Wđ = . 2 15 3 8 Câu 5 (CĐ 2012). : Biết động năng tương đối tính của một hạt bằng năng lượng nghỉ của nĩ. Tốc độ của hạt này (tính theo tốc độ ánh sáng trong chân khơng c) bằng 1 2 3 3 A. c. B. c. C. c. D. c. 2 2 2 4 Câu 6 (ĐH 2009). Một vật cĩ khối lượng nghĩ 60 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ của ánh sáng trong chân khơng) thì khối lượng tương đối tính của nĩ là A. 100 kg. B. 80 kg. C. 75 kg. D. 60 kg. Câu 7(ĐH 2010). Một hạt cĩ khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân khơng) là 2 2 2 2 A. 1,25m0c . B. 0,36m0c . C. 0,25m0c . D. 0,225m0c . Câu 8(ĐH 2011). Theo thuyết tương đối, một electron cĩ động năng bằng một nữa năng lượng nghĩ của nĩ thì electron này chuyển động với tốc độ bằng A. 2,41.108 m/s. B. 1,67.108 m/s. C. 2,24.108 m/s. D. 2,75.108 m/s. -27 8 -19 Câu 9Cho 1u = 1,66055.10 kg; c = 3.10 m/s; 1 eV = 1,6.10 J. Hạt prơtơn cĩ khối lượng mp = 1,007276 u, thì cĩ năng lượng nghỉ là Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   1
2. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 A. 940,86 MeV. B. 980,48 MeV. C. 9,804 MeV. D. 94,08 MeV. Câu 10 Một electron được gia tốc đến vận tốc v = 0,5c thì năng lượng sẽ tăng bao nhiêu % so với năng lượng nghĩ? A. 50%. B. 20%. C. 15,5%. D. 10%. Câu 11 Một hạt sơ cấp cĩ động năng lớn gấp 3 lần năng lượng nghĩ của nĩ. Tốc độ của hạt đĩ là 15 1 13 5 A. c. B. c. C. c. D. c. 4 3 4 3 DẠNG 2: TÌM SỐ NGUYÊN TỬ TRONG m gam CHẤT Số hạt trong m gam chất đơn nguyên tử: m m N = N . N 0 .N A A 0 A A 23 Lưu ý: NA=6,022.10 hạt/mol Khi đĩ : 1 hạt hạt nhân X cĩ Z hạt p và (A – Z ) hạt n . Do đĩ trong N hạt hạt nhân X cĩ : N.Z : hạt proton và (A-Z). N : hạt notron. 4 Câu 1. Tìm số nguyên tử trong 5,67gam chất 2 He. 4 Câu 2. Tìm số Proton và số nơtron trong 2 gam chất 2 He. 12 Câu 3. Tìm số nguyên tử trong 5,67gam chất 6 C. 14 Câu 4. Tìm số Proton và số nơtron trong 2 gam chất 7 N. 23 Câu 5. Tính số nguyên tử trong 1 gam khí O2. Cho NA = 6,022.10 /mol; O = 16. A. 376.1020. B. 736.1030. C. 637.1020. D. 367.1030. 23 -1 238 Câu 6: Biết số Avơgađrơ là 6,02.10 mol , khối lượng mol của hạt nhân urani 92U là 238 gam / mol. Số 238 nơtron trong 119 gam urani 92U là : 25 25 A. 2,2.10 25 hạt B.1,2.10 hạt C 8,8.10 hạt D. 4,4.10 25 hạt 23 -1 131 Câu 7. Cho số Avơgađrơ là 6,02.10 mol . Số hạt nhân nguyên tử cĩ trong 100 g Iốt 52 I là : A. 3,952.1023 hạt B. 4,595.1023 hạt C.4.952.1023 hạt D.5,925.1023 hạt DẠNG 3: ĐỊNH LUẬT PHĨNG XẠ Định luật phóng xạ: t -t ln2 0,693 N = No 2 T = No e ; với  = T T t -t m = mo 2 T = moe . N 1 1 N 1 1 Tỉ lệ phân rã : ; 1 1 N t et N t et O 2T O 2T t T t N N 0 (1 2 ) N 0 (1 e ) : Số nguyên tử bi phân rã Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   2
3. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 Câu 1.Một chất phĩng xạ sau 10 ngày đêm giảm đi 3/4 khối lượng ban đầu. Chu kì bán rã của chất này là A. 20 ngày B. 5 ngày C. 24 ngày D. 15 ngày Câu 2. Chất phĩng xạ cĩ chu kì bán rã 8 ngày đêm, khối lượng ban đầu 100g. Sau 32 ngày đêm khối lượng chất phĩng xạ cịn lại là A. 12,5g B. 3,125g C. 25g D. 6,25g Câu 3.Chất phĩng xạ cĩ chu kì bán rã 138 ngày đêm, khối lượng ban đầu 200g. Sau 276 ngày đêm khối lượng chất phĩng xạ cịn lại là A. 150g B. 50g C. ≈ 1,45g D. ≈ 0,725g Câu 4.Ban đầu cĩ 128g plutoni, sau 432 năm chỉ cịn 4g. Chu kì bán rã của plutoni là A. 68,4 năm B. 86,4 năm C. 108 năm D. giá trị khác. 16 Câu 5. Côban 60 Co là chất phóng xạ với chu kì bán rã năm. Nếu lúc đầu có 1kg chất phóng xạ này thì 27 3 sau 16 năm khối lượng Co bị phân rã là: A. 875g. B. 125g. C. 500g. D. 250g. Câu 6. Chu kì bán rã của radon là T = 3,8 ngày. Hằng số phóng xạ của radon là A. 5,0669.10-5s-1. B. 2,112.10-6s-1. C. 2,1112.10-5s-1. D. Một kết quả khác. 131 Câu7: Chất Iốt phĩng xạ 53I dùng trong y tế cĩ chu kỳ bán rã 8 ngày đêm. Nếu nhận được 100g chất này thì sau 8 tuần lễ cịn bao nhiêu? A. O,87g B. 0,78g C. 7,8g D. 8,7g Câu 8:Một lượng chất phĩng xạ cĩ khối lượng ban đầu là m0 . Sau 5 chu kì bán rã khối lượng chất phĩng xạ cịn lại là bao nhiêu? A.m= m0/5 B.m = m0/8 C. m = m0/32 D. m = m0/10 Câu 9 : Một chất phĩng xạ cĩ chu kỳ bán rã là 3,8 ngày. Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phĩng xạ (hoạt độ phĩng xạ) của lượng chất phĩng xạ cịn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phĩng xạ của lượng chất phĩng xạ ban đầu? A. 25%. B. 75%. C. 12,5%. D. 87,5%. Câu 10 : Một chất phĩng xạ ban đầu cĩ N hạt nhân. Sau 1 năm, cịn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa 0 phân rã. Sau 1 năm nữa, số hạt nhân cịn lại chưa phân rã của chất phĩng xạ đĩ là A. N0 /6 B. N0 /16. C. N0 /9. D. N0 /4. Câu 11:Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1s trong 1g Rađi 226 Ra . Cho biết chu kỳ bán rã của 226 Ra là 1580 23 -1 năm. Số Avơgađrơ là NA = 6,02.10 mol . A). 3,55.1010 hạt. B). 3,40.1010 hạt. C). 3,75.1010 hạt. D).3,70.1010 hạt. 60 ─ Câu 12: Đồng vị phóng xạ Côban 27 Co phát ra tia β và α với chu kỳ bán rã T = 71,3 ngày. Trong 365 ngày, phần trăm chất Côban này bị phân rã bằng A. 97,12% B. 80,09% C. 31,17% D. 65,94% Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   3
4. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 Câu 13a: Một chất phĩng xạ cĩ chu kì bán ra T. Sau thời gian t = 3T kể từ thời điển ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân bị phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác với số hạt nhân của chất phĩng xạ cịn lại A. 7 B. 3 C. 1/3 D. 1/7 Câu 13b : Ban đầu cĩ một lượng chất phĩng xạ X nguyên chất, cĩ chu kì bán rã là T. Sau thời gian t = 2T kể từ thời điểm ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân chất phĩng xạ X phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác và số hạt nhân chất phĩng xạ X cịn lại là A. 3. B. 4/3. C. 4. D. 1/3 Câu 14 : Một lượng chất phĩng xạ sau 12 năm thì cịn lại 1/16 khối lượng ban đầu của nĩ. Chu kì bán rã của chất đĩ là A. 3 năm B. 4,5 năm C. 9 năm D. 48 năm Câu 15: Sau khoảng thời gian 1 ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu của một chất phĩng xạ bị phân rã thành chất khác. Chu kì bán rã của chất phĩng xạ đĩ là A. 12 giờ. B. 8 giờ. C. 6 giờ. D. 4 giờ. Câu 16: Ban đầu cĩ N0 hạt nhân của một chất phĩng xạ. Giả sử sau 4 giờ, tính từ lúc ban đầu, cĩ 75% số hạt nhân N0 bị phân rã. Chu kì bán rã của chất đĩ là A. 8 giờ. B. 4 giờ. C. 2 giờ. D. 3 giờ. Câu 17: Một đồng vị phĩng xạ cĩ chu kì bán xã T. Sau 105 giờ kể từ thời điểm ban đầu (t0 = 0) thì số nguyên tử của mẫu chất đĩ giảm đi 128 lần. Chu kì bán rã T là. A. 15 h B. 30 h C. 45 h D. 105 h Câu 18: Một đồng vị phĩng xạ cĩ chu kì bán rã T. Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đĩ bằng ba lần số hạt nhân cịn lại của đồng vị ấy? A. 0,5T. B. 3T. C. 2T. D. T. Câu 19: Một phịng thí nghiệm nhận được một mẫu chất phĩng xạ cĩ chu kì bán rã là 25 ngày. Khi đem ra sử dụng thì thấy khối lượng mẫu chất chỉ cịn ¼ khối lượng ban đầu. Thời gian từ lúc nhận mẫu về tới lúc đem ra sử dụng A. 5 ngày B. 25 ngày C. 50 ngày D. 200 ngày Câu 20 (TN 2011). Ban đầu cĩ N0 hạt nhân của một đồng vị phĩng xạ. Sau 9 giờ kể từ thời điểm ban đầu, cĩ 87,5% số hạt nhân của đồng vị này đã bị phân rã. Chu kì bán rã của đồng vị này là A. 24 giờ. B. 3 giờ. C. 30 giờ. D. 47 giờ. Câu 21(CĐ 2009). Gọi  là khoảng thời gian để số hạt nhân của một đồng vị phĩng xạ giảm đi bốn lần. Sau thời gian 2 số hạt nhân cịn lại của đồng vị đĩ bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu? A. 25,25%. B. 93,75%. C. 6,25%. D. 13,5%. Câu 22(CĐ 2010). Ban đầu (t = 0) cĩ một mẫu chất phĩng xạ X nguyên chất. Ở thời điểm t1 mẫu chất phĩng xạ X cịn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ cịn 5% so với số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phĩng xạ đĩ là A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s. Câu 23(CĐ 2011). Trong khoảng thời gian 4h cĩ 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phĩng xạ bị phân rã. Chu kì bán rã của đồng vị đĩ là A. 1h. B. 3h. C. 4h. D. 2h. Câu 24(CĐ 2012). Giả thiết một chất phĩng xạ cĩ hằng số phĩng xạ là  = 5.10-8 s-1. Thời gian để số hạt nhân chất phĩng xạ đĩ giảm đi e lần (với lne = 1) là A. 5.108 s. B. 5.107 s. C. 2.108 s. D. 2.107 s. Câu 25(CĐ 2012). Chất phĩng xạ X cĩ chu kì bán rã T. Ban đầu (t = 0), một mẫu chất phĩng xạ X cĩ số hạt là N0. Sau khoảng thời gian t = 3T (kể từ lúc t = 0), số hạt nhân X đã bị phân rã là A. 0,25N0. B. 0,875N0. C. 0,75N0. D. 0,125N0. Câu 26 (ĐH 2010). Ban đầu cĩ N0 hạt nhân của một mẫu chất phĩng xạ nguyên chất cĩ chu kì bán rã T. Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phĩng xạ này là Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   4
5. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 N 0 N0 N 0 A. . B. . C. . D. N0 2 . 2 2 4 210 206 Câu 27 (ĐH 2011). Chất phĩng xạ pơlơni 84 Po phát ra tia và biến đổi thành chì 82 Pb . Cho chu kì bán rã của là 138 ngày đêm. Ban đầu (t = 0) cĩ một mẫu pơlơni nguyên chất. Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân 1 pơlơni và số hạt nhân chì trong mẫu là . Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pơlơni và số 3 hạt nhân chì trong mẫu là 1 1 1 1 A. . B. . C. . D. . 15 16 9 25 238 206 Câu 28(ĐH 2012). Hạt nhân urani 92U sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì 82 Pb . Trong quá trình đĩ, chu kì bán rã của biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện cĩ chứa 1,188.1020 hạt nhân và 6,239.1018 hạt nhân . Giả sử khối đá lúc mới hình thành khơng chứa chì và tất cả lượng chì cĩ mặt trong đĩ đều là sản phẩm phân rã của . Tuổi của khối đá khi được phát hiện là A. 3,3.108 năm. B. 6,3.109 năm. C. 3,5.107 năm. D. 2,5.106 năm. DẠNG 4: HỒN THÀNH PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Trong phản ứng hạt nhân a + b c + d ta có Sự bảo toàn số nuclon (số khối): Aa + Ab = Ac + Ad. Sự bảo toàn điện tích: Za + Zb = Zc + Zd. Một vài loại hạt phĩng xạ và đặc trưng về điện tích, số khối của chúng : 4 1 hạt α ≡ 2 He , hạt nơtron ≡ 0 n , 1 ─ 0 hạt proton ≡ 1 p , tia β ≡ 1 e , + 0 tia β ≡ .1 e , tia γ cĩ bản chất là sĩng điện từ 37 A 37 Câu 1.Phương trình phĩng xạ : 17 Cl ZX n 18 Ar . Trong đĩ Z, A là A. Z = 1 ; A = 1 B. Z = 1 ; A = 3 C. Z = 2 ; A = 3 D. Z = 2 ; A = 4 Câu 2 .Hãy cho biết x và y là các nguyên tố gì trong các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây 9 4 Be x n 19 16 p 9F 8 O y 14 1 12 4 A. x : 6 C ; y : 1 H B. x : 6 C ; y : 2 He 14 4 10 7 C. x : 6 C ; y : 2 He D. x : 5 B ; y : 3 Li 226 - Câu 3. Từ hạt nhân 88 Ra phĩng ra 3 hạt α và một β trong một chuỗi phĩng xạ liên tiếp, khi đĩ hạt nhân tạo thành là 224 214 218 224 A. 84 X B. 83 X C. 84 X D. 82 X 238 - 206 Câu 4. 92 U sau một số lần phân rã α và β biến thành hạt nhân bền là 82 Pb. Hỏi quá trình này đã phải trải qua bao nhiêu lần phân rã α và β- ? a. 6 lần phân rã α và 8 lần phân rã β- . b. 8 lần phân rã α và 6 lần phân rã β- . Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   5
6. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 c. 32 lần phân rã α và 10 lần phân rã β- . d. 10 lần phân rã α và 32 lần phân rã β- . 210 206 Câu 5.Hạt nhân poloni 84 Po phân rã cho hạt nhân con là chì 82 Pb. Đã cĩ sự phĩng xạ tia A. α B. β- C. β+ D. γ 10 8 Câu 6 : Tìm hạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau : 5 Bo + X → α + 4 Be 3 2 1 1 A. 1 T B. 1 D C. 0 n D.1 p 235 95 139 – Câu 7. Trong phản ứng sau đây : n + 92 U → 42 Mo + 57 La + 2X + 7β ; hạt X là A. Electron B. Proton C. Hêli D. Nơtron 24 – Câu 8. . Hạt nhân 11Na phân rã β và biến thành hạt nhân X . Số khối A và nguyên tử số Z cĩ giá trị A. A = 24 ; Z =10 B. A = 23 ; Z = 12 C. A = 24 ; Z =12 D. A = 24 ; Z = 11 \ Câu 9. . Urani 238 sau một loạt phóng xạ α và biến thành chì. Phương trình của phản ứng là: 238 206 4 0 – 92 U → 82 Pb + x 2 He + y 1 β . y có giá trị là : A. y = 4 B. y = 5 C. y = 6 D. y = 8 – 232 Câu 10. Sau bao nhiêu lần phĩng xạ α và bao nhiêu lần phĩng xạ β thì hạt nhân 90 Th biến đổi thành hạt nhân 208 82 Pb ? – – A. 4 lần phĩng xạ α ; 6 lần phĩng xạ β B. 6 lần phĩng xạ α ; 8 lần phĩng xạ β – – C. 8 lần phĩng xạ ; 6 lần phĩng xạ β D. 6 lần phĩng xạ α ; 4 lần phĩng xạ β DẠNG 5: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT RIÊNG CỦA HẠT NHÂN Năng lượng nghĩ: E = mc2. Độ hụt khối của hạt nhân: m = Zmp + (A – Z)mn – mhn. 2 2 Năng lượng liên kết : Wlk = mc = [Zmp + (A – Z)mn – mX].c W Năng lượng liên kết riêng:  = lk , năng lượng liên kết riêng càng lớn hạt nhân càng bền. A mp =1,0073u: Khối lượng prôtôn mn = 1,0087u: Khối lượng nơtron m: Khối lượng hạt nhân MeV 1u = 931,5 1eV 1,6.10 19 ( J ) 1MeV 1,6.10 13 ( J );1 MeV 10 6 eV C 2 14 56 238 2 Câu 1. Tính năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân 7 N,26 Fe, 92 U,1D . mN 13,9992u,mD 2,0136u,mFe 55,9207u,mn 1,0087u,mU 238,0002u,mp 1,0073u Câu 2. Cần tốn bao nhiêu năng lượng đẻ tách 4 a) Một hạt 2 He thành nơtron và prroton tự do biết mHe=4,0028u Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   6
7. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 4 b) 1g 2 He thành nơtron và prroton tự do 2 2 4 1 2 Câu 3.Cho phản ứng hạt nhân sau : 1 H 1H 2 He 0n 3,25 MeV . Biết độ hụt khối của 1 H là ∆mD = 0,0024 2 4 u và 1u = 931 MeV/c . Năng lượng liên kết của hạt nhân 2 He là A. 7,7188 MeV B. 77,188 MeV C. 771,88 MeV D. 7,7188 eV Câu 4. Một khối lượng prơtơn là mp = 1,0073u ; khối lượng nơtrơn là mn = 1,0087u ; khối lượng hạt α là mα = 2 4 4,0015u ; 1u = 931,5 MeV/c . Năng lượng liên kết riêng của 2 He là A. ≈ 28,4 MeV B. ≈ 7,1 MeV C. ≈ 1,3 MeV D. ≈ 0,326 MeV 10 Câu 5. Khối lượng của hạt nhân 4 Be là 10,0113 (u), khối lượng của nơtrơn là mn = 1,0086 (u) khối lượng 2 prơtơn là mp = 1,0072 (u) và 1u = 931 MeV/c . Năng lượng liên kết hạt nhân là A. 64,332 (MeV) B. 6,4332 (MeV) C. 0,64332 (MeV) D. 6,4332 (KeV) 10 Câu 6. : Hạt nhân 4 Be cĩ khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrơn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của 2 prơtơn (prơton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 10 là : A. 0,6321 MeV. B. 63,2152 MeV. C. 6,3215 MeV. D. 632,1531 MeV. 2 Câu 7. Tính năng lượng liên kết hạt nhân Đơtêri 1 D ? Cho mp = 1,0073u, mn = 1,0087u, mD = 2,0136u; 1u = 931 MeV/c2. A) 2,431 MeV. B) 1,122 MeV. C) 1,243 MeV. D)2,234MeV. Câu 8.: Cho biết mα = 4,0015u; mO 15,999 u; m p 1,007276 u , mn 1,008667u . Hãy sắp xếp các hạt nhân 4 12 16 2 He , 6C , 8 O theo thứ tự tăng dần độ bền vững :Câu trả lời đúng là: 12 4 16 12 16 12 16 16 12 A. 6C , 2 He, 8 O . B. 6C , 8 O , C. 6C , 8 O . D. 8 O , 6C . 40 6 Câu 9(ĐH 2010). Cho khối lượng của prơtơn; nơtron; 18 Ar ; của 3 Li lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 2 6 6,0145 u; 1 u = 931,5 MeV/c . So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng lượng liên kết riêng của 40 hạt nhân 18 Ar A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV. B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV. C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV. D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV. Câu 10(ĐH 2010). Cho ba hạt nhân X, Y và Z cĩ số nuclơn tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ. Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY. 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. 2 3 4 Câu 11 (ĐH 2012). Các hạt nhân đơteri 1 H ; triti 1 H , heli 2 He cĩ năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là A. ; ; . B. ; ; . C. ; ; . D. ; ; . DẠNG 6: PHẢN ỨNG TỎA HAY THU NĂNG LƯỢNG Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   7
8. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 Trong phản ứng hạt nhân a + b c + d ta có Nếu Mo = ma + mb > M = mc + md ta có phản ứng hạt nhân toả năng lượng, Nếu Mo < M ta có phản ứng hạt nhân thu năng lượng. 2 Năng lượng toả ra hoặc thu vào: E = |Mo – M|.c . Câu 1.Cho khối lượng các hạt nhân : mAl = 26,974u ; mα = 4,0015u ; mp = 29,970u ; mn = 1,0087u và 1u = 2 27 30 931,5 MeV/c . Phản ứng : 13 Al 15 P n sẽ tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ? A. Phản ứng tỏa năng lượng = 2,98MeV. B. Phản ứng tỏa năng lượng = 2,98 J. C. Phản ứng thu năng lượng = 2,98MeV. D. Phản ứng thu năng lượng = 2,98 J. 23 2 4 20 Câu 2 :Thực hiện phản ứng hạt nhân sau : 11 Na + 1 D → 2 He + 10 Ne . Biết mNa = 22,9327 u ; mHe = 4,0015 u ; mNe = 19,9870 u ; mD = 1,0073 u. Phản úng trên toả hay thu một năng lượng bằng bao nhiêu J ? A.thu 2,2375 MeV B. toả 2,3275 MeV. C.thu 2,3275 MeV D. toả 2,2375 MeV 2 2 3 1 2 Câu 3: Cho phản ứng hạt nhân sau: 1 D 1D 1T 1p . Biết khối lượng các hạt nhân 1 H là 2 mD 2,0163u; mT 3,016u; mp 1,0073u và 1u 931MeV / c . Năng lượng toả ra của phản ứng A. 1,8 MeV B. 2,6 MeV C. 3,6 MeV D. 8,7 MeV 23 4 20 Câu 4: Cho phản ứng hạt nhân sau: 11 Na X 2He 10 Ne . 27 2 mNa 22,9837u; mHe 4,0015u; mNe 19,9870u; mX 1,0073u;1u 1,66.10 kg 931MeV / c . Phản ứng trên A. toả năng lượng 2,33 MeV B. thu năng lượng 2,33 MeV C. toả năng lượng 3,728.10-15 J D. thu năng lượng 3,728.10-15 J 2 3 4 1 Câu 5: Cho phản ứng hạt nhân sau: 1 D 1T 2He 0n . Biết độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân 2 3 4 1 D; 1T và 2 He lần lượt là 2 : mD 0,0024u; mT 0,0087u; mHe 0,0395u; u 931MeV / c . Năng lượng toả ra của phản ứng A. 1,806 MeV B. 18,06 MeV C. 180,6 MeV D. 18,06 eV Câu 6: Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân U234 phĩng xạ tia tạo thành đồng vị Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt là 7,10 MeV; của U234 là 7,63 MeV; của Th230 là 7,70 MeV A. 13,98 eV B. 13,98 MeV C. 42,82 MeV D. 42,82 MeV. Câu 7: Biết khối lượng của các hạt nhân mC 12,000u; m 4,0015u; mp 1,0073u; mn1,0087u và 2 12 1u 931Mev/ c . Năng lượng cần thiết tối thiểu để chia hạt nhân 6 C thành ba hạt theo đơn vị Jun là A. 6,7.10-13 J B. 6,7.10-15 J C. 6,7.10-17 J D. 6,7.10-19 J 7 Câu 8: (CĐ 2010). Dùng hạt prơtơn cĩ động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti ( 3 Li ) đứng yên. Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau cĩ cùng động năng và khơng kèm theo tia . Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra là A. 19,0 MeV. B. 15,8 MeV. C. 9,5 MeV. D. 7,9 MeV. Câu 9(CĐ 2010). Cho phản ứng hạt nhân : 3 2 4 1 1H 1 H 2 He 0 n 17,6 MeV . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí hêli xấp xỉ bằng A. 4,24.108J. B. 4,24.105J. C. 5,03.1011J. D. 4,24.1011J. Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   8
9. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 210 Câu 10(CĐ 2010). Pơlơni 84 Po phĩng xạ và biến đổi thành chì Pb. Biết khối lượng các hạt nhân Po; ; Pb MeV lần lượt là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u = 931,5 . Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân c2 pơlơni phân rã xấp xỉ bằng A. 5,92 MeV. B. 2,96 MeV. C. 29,60 MeV. D. 59,20 MeV. 2 6 4 4 Câu 11(CĐ 2011). Cho phản ứng hạt nhân 1H 3 Li 2 He 2 He . Biết khối lượng các hạt đơtêri, liti, hêli trong phản ứng trên lần lượt là 2,0136 u; 6,01702 u; 4,0015 u. Coi khối lượng của nguyên tử bằng khối lượng hạt nhân của nĩ. Năng lượng tỏa ra khi cĩ 1 g hêli được tạo thành theo phản ứng trên là A. 3,1.1011 J. B. 4,2.1010 J. C. 2,1.1010 J. D. 6,2.1011 J. 3 2 4 Câu 12(ĐH 2009). Cho phản ứng hạt nhân: 1T 1 D 2 He X. Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng tỏa ra của phản ứng là A. 15,017 MeV. B. 200,025 MeV. C. 17,498 MeV. D. 21,076 MeV. DẠNG 7: ĐỘNG NĂNG VÀ VẬN TỐC CỦA CÁC HẠT TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN . - Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D . a) Khi biết khối lượng đầy đủ của các chất tham gia phản ứng . - Ta sẽ áp dụng định luật bảo tồn năng lượng : 2 2 M0c + WA +WB = Mc + WC +WD Q + WA +WB = WC +WD . Chú ý : dấu của Q là toả năng lượng hay thu năng lượng để khỏi bị nhầm lúc làm tốn. b) Khi biết khối lượng khơng đầy đủ và một vài điều kiện về động năng và vận tốc của hạt nhân . - Ta sẽ áp dụng định luật bảo tồn động lượng : p A pB pC pD . 2 2 Chú ý : p mv 2m.W 27 30 Ví dụ 1. hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng : α + 13 Al → 15 P + n. phản ứng này thu năng lượng Q= 2,7 MeV. Biết hai hạt sinh ra cĩ cùng vận tốc, tính động năng của hạt α . ( coi khối lượng hạt nhân bằng số khối của chúng). A. 1,3 MeV B. 13 MeV C. 3,1 MeV D. 31 MeV Giải K p mP - Ta cĩ =30 Kp = 30 Kn K n mn Mà Q = Kα ─ Kp ─ Kn = Kα ─ 31 K n (1) Áp dụng định luật bảo tồn động lượng: mα .vα = ( mp + mn)v 2 mα Kα = 2( mp + mn)( Kp +Kn) Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   9
10. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 4K 4 Kα = 31( Kp + Kn)= 961 Kn Kn= 961 27 K 31Q 31 Thay vào (1) ta cĩ Q = Kα = .2,7 3,1MeV 31 27 27 Chọn đáp án C. Ví dụ 2: người ta dùng hạt prơtơn cĩ động năng Wp= 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu được 2 hạt 2 α cĩ cùng động năng . cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m α =4,0015u ; 1u = 931 MeV/c . tính động năng và vận tốc của mổi hạt α tạo thành? A. 9,755 MeV ; 3,2.107m/s B.10,55 MeV ; 2,2.107 m/s C. 10,55 MeV ; 3,2.107 m/s D. 9,755.107 ; 2,2.107 m/s. Giải 2 2 Năng lượng của phản ứng hạt nhân là : Q = ( M0 – M ).c = 0,0187uc = 17,4097 MeV. Q W p Áp dụng định luật bảo tồn năng lượng ta cĩ Q +Wp= 2W α W α = 10,05MeV 2 2W Vận tốc của mổi hạt α là: v = c =2,2.107m/s. 931.4,0015 Chọn đáp án B. Ví dụ 3: Một nơtơron cĩ động năng Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản ứng: 1 6 4 0 n + 3 Li → X+ 2 He . Biết hạt nhân He bay ra vuơng gĩc với hạt nhân X. Động năng của hạt nhân X và He lần lượt là :? Cho mn = 1,00866 u;mx = 3,01600u ; mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u. A.0,12 MeV & 0,18 MeV B.0,1 MeV & 0,2 MeV C.0,18 MeV & 0,12 MeV D. 0,2 MeV & 0,1 MeV Giải 2 - Ta cĩ năng lượng của phản ứng là : : Q = ( mn+ mLi─ m x ─ m He).c = - 0,8 MeV ( đây là phản ứng thu năng lượng ) 2 2 2 - Áp dụng định luật bảo tồn động lượng: pn pHe p X Pn PHe PX 2mnWn= 2mHe .W He + 2mx Wx (1) - Áp dụng định luật bảo tồn năng lượng :Q =Wx +W He ─Wn = -0,8 (2) Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   10
11. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 4WH e 3WX 1,1 WHe 0,2 Từ (1),(2) ta cĩ hệ phương trình: MeV WHe WX 0,3 WX 0,1 Chọn đáp án B. Câu 1 9 A Người ta dùng p bắn vào 4 Be đứng yên .Hai hạt sinh ralà He và Z X Biết KP=5,45 MeV; KHe= 4MeV Hạt nhân He sinh ra cĩ vận tốc vuơng gĩc với vận tốc của p. Tính KX? Biết tỉ số khối lượng bằng tỉ số số khối . A: 3,575 MeV B: 5,375 MeV C: 7,375MeV D: Một giá trị khác 23 Câu 2. Dùng hạt prơton cĩ động năng làWp = 5,58MeV bắn vào hạt nhân 11 Na đang đứng yên ta thu được hạt α và hạt nhân Ne . cho rằng khồng cĩ bức xạ γ kèm theo trong phản ứng và động năng hạt α là W α = 6,6 MeV của hạt Ne là 2,64MeV .Tính năng lượng toả ra trong phản ứng và gĩc giữa vectơ vận tốc của hạt α và hạt nhân Ne ?(xem khối lượng của hạt nhân bằng số khối của chúng) A. 3,36 MeV; 1700 B. 6,36 MeV; 1700 C. 3,36 MeV; 300 D . 6,36 MeV; 300 7 Câu 3. Dùng hạt prơton cĩ động năng làWp = 3,6MeV bắn vào hạt nhân 3 Li đang đứng yên ta thu được2 hạt X giống hệt nhau cĩ cùng động năng .tính động năng của mổi hạt nhân X? 2 Cho cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m X = 4,0015u ; 1u = 931 MeV/c Câu 4. Dùng hạt prơton cĩ động năng làWp = 5,58MeV bắn vào hạt nhân Na đang đứng yên ta thu được hạt α và hạt nhân Ne . cho rằng khồng cĩ bức xạ γ kèm theo trong phản ứng và động năng hạt α là W α = 6,6 MeV của hạt Ne là 2,64MeV .Tính năng lượng toả ra trong phản ứng và gĩc giữa vectơ vận tốc của hạt α và hạt nhân Ne ?(xem khối lượng của hạt nhân bằng số khối của chúng) A. 3,36 MeV; 1700 B. 6,36 MeV; 1700 C. 3,36 MeV; 300 D . 6,36 MeV; 300 Câu 5. Dùng hạt prơton cĩ động năng làWp = 3,6MeV bắn vào hạt nhân Li đang đứng yên ta thu được2 hạt A.8,5MeV B.9,5MeV C.10,5MeV D.7,5MeV 234 Câu 6. Đồng vị 92 U phĩng xạ α biến thành hạt nhân Th khơng kèm theo bức xạ γ .tính năng lượng của phản ứng và tìm động năng , vận tốc của Th? cho m α = 4,0015u; mU =233,9904u ; mTh=229,9737u; 1u = 931MeV/c2 Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   11
12. GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573 A. thu 14,15MeV; 0,242MeV; 4,5.105 m/s B. toả 14,15MeV; 0,242 MeV; 4,5.105 m/s C. toả 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.105 m/s D. thu 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.105 m/s Câu 7. Hạt α cĩ động năng W α = 4MeV bắn vào hạt nhân Nitơ đang đứng yên gây ra phản ứng : 14 1 α + 7 N ─> 1 H + X Tìm năng lượng của phản ứng hạt nhân và vận tốc của hạt nhân X . Biết hai hạt sinh ra cĩ cùng động năng . 2 Cho m α = 4,002603u ; mN = 14,003074u; mH = 1,0078252u; mX = 16,999133u;1u = 931,5 MeV/c A. toả 11,93MeV; 0,399.107 m/s B. thu 11,93MeV; 0,399.107 m/s C. toả 1,193MeV; 0,339.107 m/s D. thu 1,193MeV; 0,399.107 m/s. 226 Câu 8. 88 Ra là hạt nhân phĩng xạ sau một thời gian phân rã thành một hạt nhân con và tia α . 2 Biết mRa = 225,977 u; mcon = 221,970 u ; m α = 4,0015 u; 1u = 931,5 MeV/c Tính động năng hạt α và hạt nhân con khi phĩng xạ Radi A. 5,00372MeV; 0,90062MeV B. 0,90062MeV; 5,00372MeV C. 5,02938MeV; 0,09062MeV D. 0,09062MeV; 5,02938MeV. 7 Câu 9. Chọn câu trả lời đúng. Prơtơn bắn vào nhân bia đứng yên Liti ( 3 Li ). Phản ứng tạo ra hai hạt X giống hệt nhau bay ra. Hạt X là : A. Đơtêri B. Prơtơn C. Nơtron. D. Hạt α Khơng ai khác - chính chúng ta tạo nên số phận của chúng ta !   12