năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng.. So với năng l
Trang 1BÀI TẬP TỔNG HỢP HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - LTĐH Câu 1: Ban đầu (t=0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa
bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
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
Câu 2: Cho phản ứng hạt nhân 13H 12H 24He 01n 17,6 MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí heli xấp
xỉ bằng
A 4,24.108J B 4,24.105J C 5,03.1011J D 4,24.1011J
Gợi ý N=mNA/A= 1,505.1023
W= 17,6.1,6.10-19.N= 4,24.1011J
Câu 3: Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti (37Li) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng và không kèm theo tia Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV Động năng của mỗi hạt sinh ra là
Gợi ý Kp+W=2K=>K
Câu 4: Khi nói về tia , phát biểu nào sau đây là sai?
A Tia phóng 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 không khí, tia làm ion hóa không khí và mất dần năng lượng
D Tia là dòng các hạt nhân heli (24He)
Gợi ý Tia phóng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng 2.10 7 m/s
Câu 5: Phản ứng nhiệt hạch là
A sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn
B phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn
D phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Câu 6: Hạt nhân
35
17Clcó:
Câu 7: Trong khoảng thời gian 4h có 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phóng xạ bị phân rã Chu kì bán rã của đồng vị
đó là:
T
t k
N
N
k
2
2 4
1 2
1 75 0 2
1 1
0
Câu 8: Dùng hạt ∝ bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt proton và hạt nhân ôxi theo phản ứng:
2 7N 8O 1p Biết khối lượng các hạt trong phản ứng trên là: m 4,0015u; m N 13,9992 u;
16,9947
O
m u; mp= 1,0073 u Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt ∝ là
HD: áp dụng định luật bảo toàn năng lượng : W đ m c mc W đ mc m c2 1,211MeV
0 2 2
2
Câu 9: Biết khối lượng của hạt nhân 23592U là 234,99 u, của proton là 1,0073 u và của nơtron là 1,0087 u Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 23592U là
A 8,71 MeV/nuclôn B 7,63 MeV/nuclôn C 6,73 MeV/nuclôn D 7,95 MeV/nuclôn
A
m m N m
Z p n )
(
7,63 MeV/nuclôn
Câu 10: Giả thiết một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ là = 5.10-8s-1 Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ đó giảm đi e lần (với lne = 1) là
Giải: N=N 0 e t =
e
N0
= N 0 e -1 -> t = 1 -> t =
1
= 2.10 7 (s) Chọn đáp án D
Câu 11: Trong các hạt nhân: 42He, 73Li, 5626Fe và 23592 U , hạt nhân bền vững nhất là
Câu 12: Hai hạt nhân 13T và 32He có cùng
1
Trang 2Giải: Hai hạt nhân 13T và 32He có cùng số nuclôn là 3 Chọn đáp án B
Câu 13: Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Ban đầu (t=0), một 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
Giải: số hạt nhân X đã bị phân rã là N = N 0 (1 - 3
2
1
) = 0,875N 0 Chọn đáp án B Câu 14: Trong sự phân hạch của hạt nhân 23592U, 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 có thể gây nên bùng nổ
C Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra
D Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra
Câu này khỏi nói Chọn B.
Câu 15: Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì
A hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
B hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y
C năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau
D năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y
Độ hụt khối bằng nhauNLLK bằng nhauNLLK riêng X nhỏ hơn YY bền hơn XChọn A.
Câu 16: Cho phản ứng hạt nhân: 31T 21D 42He 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 xấp xỉ bằng
Quá dễ Chọn C.
Câu 17: Một đồng vị phóng xạ có 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 đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy?
Giả sử lúc đầu có 4 hạt số hạt còn lại theo giả thuyết là 1 hạt sau 2T(ai cũng nhẩm ra) Chọn C.
Câu 18: Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau 1
năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ đó là
A 0
16
N
9
N
C 0
4
N
D 0
6
N
Sau hai năm:
9
1 3
1 2
2
2 2
1 2
0
T T
N
N
Chọn B.
Câu 19: Một hạt có 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 không) là
A 1,25m0c2 B 0,36m0c2 C 0,25 m0c2 D 0,225 m0c2
Giải: Wđ = mc2 - m0c2 = 2
2 0
6 , 0
c c
c m
- m0c2 = 0,25 m0c2 đáp án C
Câu 20: Cho ba hạt nhân X, Y, Z có số nuclon tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết năng lượng liên kết của từng 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
Z
Z Z
X X
X X X
X X
Y Y
Y
A
E A
E A
E A
E A
E A
E
2 2
2
; 2 2
Câu 21: Hạt nhân 210Po
84 đang đứng yên thì phóng xạ , ngay sau phóng xạ đó, động năng của hạt
A lớn hơn động năng của hạt nhân con
B chỉ có thể nhỏ hơn hoặc bằng động năng của hạt nhân con
C bằng động năng của hạt nhân con
D nhỏ hơn động năng của hạt nhân con
Giải: Po He 206Pb
82
4 2
210
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
dPb d
dPb Pb d
Pb Po
P
Câu 22: Dùng một proton có động năng 5,45MeV bắn vào hạt nhân 9Be
4 đang đứng yên Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt nhân Hạt bay ra theo phương vuông góc với phương tới của proton và có động năng 4 MeV Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
Trang 3Giải: p Be He 6Li
3
4 2
9
4
1
+) W = Wđ + WđLi - Wđp = WđLi - 1,45 (MeV)
+) P P P m W m W m W W MeV
P
P
P
dLi dp p d dLi Li p
Li
p
Li
p
575 ,3 2
2
W = 2,125 MeV đáp án D
Câu 23: Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A đều có sự hấp thụ nơtron chậm B đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C đều không phải là phản ứng hạt nhân D đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Giải: đáp án D
Câu 24: Cho khối lượng của proton, notron, 40Ar
18 , 6Li
3 lần lượt là: 1,0073 u ; 1,0087u; 39,9525 u; 6,0145 u và 1u = 931,5 MeV/c2 So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 6Li
3 thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 40Ar
18
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
Giải: Tính được năng lượng liên kết riêng của Ar và Li lần lượt là 8,62MeV và 5,20 MeV đáp án B.
Câu 25: Ban đầu có N0 hạt nhân của một 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 của mẫu chất phóng xạ này là
A
2
0
N
B
2
0
N
C
4
0
N
D N0 2
Giải: đáp án B.
Câu 26: Bắn một prôtôn vào hạt nhân 7Li
3 đứng yên Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 600 Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó Tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ độ của hạt nhân X là
2
1
4
1 Giải:
He He
Li
2
4
2
7
3
1
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, vẽ hình, dễ thấy:
p
He He
p
m
m v
v
Đáp án A
Câu 27: Chất phóng xạ poolooni 210Po
84 phát ra tia và biến đổi thành chì 206Pb
82 Cho chu kì của 210Po
84 là 138 ngày Ban đầu (t = 0) có một mẫu pôlôni chuyên chất Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là 3
1
Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là
A.
9
1
16
1
15
1
25
1 Giải:
3
1 ) 2 1 (
2
1 1
1 0
1 0 1
0
1 1
1 1
T t k
N
N N
N
N N
N N
N
k k Pb
* Tại thời điểm t2 = t1 + 276 = 552 ngày k2 = 4, tương tự có:
15
1 2 1
2 ) 2 1 (
2
4
4 2
0
2 0 2
0
2 2
2 2
k k Pb
Po
N
N N
N
N N
N N
N
Đáp án C
Câu 28: Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng của các hạt
sau phản ứng là 0,02 u Phản ứng hạt nhân này
A. tỏa năng lượng 1,863 MeV B tỏa năng lượng 18,63 MeV
C. thu năng lượng 1,863 MeV D thu năng lượng 18,63 MeV.
Giải: Vì mt < ms nên phản ứng thu năng 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 và biến thành hạt nhân Y Gọi m1 và m2, v1 và v2, K1 và K2 tương ứng là khối lượng, tốc độ, động năng của hạt và hạt nhân Y Hệ thức nào sau đây là đúng?
A
2
1 1
2 1
2
K
K m
m v
v
2
1 1
2 2
1
K
K m
m v
v
2
1 2
1 2
1
K
K m
m v
v
1
2 1
2 2
1
K
K m
m v
v
Giải: Áp dụng định luật bảo toàn động lương ta có : P1P2 0
P1 = P2 m1.v1 = m2.v2
2
1 1
2
v
v m
m
3
Pp
PHe1
PHe2
600
Trang 4* Lại có: P12 = P22 2m1.K1 = 2m2.K2
2
1 1
2
K
K m
m
Từ (1) và (2) ta có :
2
1 1
2
v
v m
m
=
2
1
K
K
Đáp án B
Câu 30: Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng B đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C đều là phản ứng tổng hợp hạt nhân D đều không phải là phản ứng hạt nhân
Câu 31: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều Tỉ
số giữa tốc độ của êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M bằng
1 9 2
1 2
M K M
e
K e M
K
v
v v
m
v m E
E
Câu 32: Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn
HD: Phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn số nuclôn
Câu 33: Hạt nhân urani 23892U sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì 20682Pb Trong quá trình đó, chu kì bán rã của 238
92U biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.1020 hạt nhân 23892U và 6,239.1018 hạt nhân 20682Pb Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 23892U 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
HD:
+ Số hạt 23892U ban đầu: N0(23892U )= N(23892U ) + N(20682Pb) = 1,25039.1020 hạt
8 2
ln 238
92
238
92
)
(
)
(
U
N
U
Câu 34: Tổng hợp hạt nhân heli 24He từ phản ứng hạt nhân 11H 37Li 24He X Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 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 0,5.6,02.10 23 = 5,2.10 24 MeV
Câu 35: Các hạt nhân đơteri 21H; triti 13H, heli 24He có 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 21H; 24He; 13H B 12H; 13H ; 24He C 24He; 13H;12H D 13H; 24He; 21H
HD: Năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân đơteri 12H; triti 13H, heli 24He lần lượt là 1,11 MeV; 2,83 MeV; 7,04 MeV + 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 phát
ra tốc độ v Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u Tốc độ của hạt nhân Y bằng
A 4
4
v
2 4
v
4 4
v
2 4
v
A
HD: Theo định luật bảo toàn động lượng
(A - 4)V+ 4v = 0 =>
4
4
A
v V
=> Độ lớn V = 4
4
v
A
Câu 37: Hạt nhân 22688Ra biến đổi thành hạt nhân 22286Rn do phóng xạ
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) của lượng
chất phóng xạ còn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ ban đầu?
H
0
Trang 5Câu 39: Hạt nhân 104Becó khối lượng 10,0135u Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton)
mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 104Be là
A
2
6 3215 10
Câu 40 : Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB và hạt có khối lượng m Tỉ số giữa động
năng của hạt nhân B và động năng của hạt ngay sau phân rã bằng
A
B
m
m
B
2 B
m
m
C mB
m D
2 B
m m
HD: Theo định luật bảo toàn động lượng:
B
m W
Câu 41 : Hạt nhân 1
1
A
Z X phóng xạ và biến thành một hạt nhân
2 2
A
Z Y bền Coi khối lượng của hạt nhân X, Y bằng số khối của
chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ 1
1
A
Z X có chu kì bán rã là T Ban đầu có một khối lượng chất
1 1
A
Z X, sau 2 chu kì bán
rã thì tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là
2
A
4
2 1
A 4
2 1
A 3
1 2
A 3 A
T
t T
Y
X X
A
N
N
A N
2
2 1
1
1 2
3 2
Bài giải chi tiết một số bài toán hay và khó mà các bạn đề nghị trợ giúp:
Câu 42: Giả sử ban đầu có một 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 giữa hạt nhân Y và hạt nhân X là k Tại thời điểm t2 t1 2T thì tỉ lệ đó là
Bài giải:Áp dụng công thức ĐL phóng xạ ta có:
1
1 1
0 1
1
t
t X
(1)
2
2
( 2 ) 0
2
1
Y
X
k
Ta có
ln 2
2
4
T
(3) Thay (1), (3) vào (2) ta được tỉ lệ cần tìm:
2
1
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 của sự biến đổi tổng hợp này là T = 4,6.109 năm Giả sử ban đầu một loại đá chỉ chứa urani, không có chì Nếu hiện nay tỉ lệ các khối lượng của U238 và Pb206 là
50 thì tuổi của đá ấy là bao nhiêu năm?
A 1,5.108 năm B 0,5.108 năm C 1,2.108 năm D 2.108 năm
Giải:
5
Trang 6206 1
238 50 1,0231
ln(1,0231) 1,5.10
ln 2
t
e
T
t
Đáp án A
Câu 44: Trong các mẫu quặng Urani có lẫn chì Pb206 và U238 Chu kỳ bán rã của U238 là 4,5.109 năm Khi trong mẫu cứ 20 nguyên tử U thì có 4 nguyên tử Pb thì tuổi của 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 ở thời điểm t
NU = N0e-t ; NPb = ∆NU = N0 (1 - e -t)
U
Pb
N
N
= 1 2
e
e t
= 20
4
-> e t = 1,2 -> t = T
2 ln
2 , 1 ln
= 1,18.10 9 năm Chọn đáp án D Câu 45: Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ , người ta dùng máy đếm xung Máy bắt đầu đếm tại thời điểm t = 0 Đến thời điểm t1 = 7,6 ngày máy đếm được n1 xung Đến thời điểm t2=2t1 máy điếm được n2=1,25n1 Chu kì bán rã của 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 của chất phóng xạ Mỗi xung ứng với 1 hạt nhân bị phân rã
n1 = ∆N1 = N0(1- e t1) (*)
n2 = ∆N2 = N0(1- e t2 ) = N0(1- e2 t 1) (**)
Từ (*) và (**):
1
1
1
t
t
e
e
= 1
2
n
n
= 1,25 (***) Đặt X = e t1 1 – X2 = 1,25(1-X) > X2 – 1,25X +0,25 = 0 (****)
Phương trình (****) có hai nghiêm: X1 =
4
1
và X2 = 1 Loại X2 vì khi đó t1 = 0
1
t
e =
4
1
> et1 = 4 ->
T
2 ln t1 = ln4 = 2ln2 -> T =
2
1
t
= 3,8 ngày Đáp án A
Baì 46 :1124Na là một chất phóng xạ β− có chu kỳ bán rã T = 15 giờ Một mẫu 24
11Na ở thời điểm t = 0 có khối lượng m0 = 72g Sau một khoảng thời gian t , khối lượng của mẫu chất chỉ còn m = 18g Thời gian t có giá trị
A 60giờ B.30 giờ C 120giờ D 45 giờ
Giải:
m = m0e-t -> t = ln
m
m0
> t =
2 ln
T
ln
m
m0
= 2 ln
15
ln4 = 30h Đáp án B Cách 2
0
m
m
=
72
18
=
4
1
= 2-2
0
m
m
= T t
2 = 2-2 -> T
t
= 2 > t = 2T = 30h Đáp án B Câu 47:Dùng p có động năng K1 bắn vào hạt nhân 49Be đứng yên gây ra phản ứng: p 49Be 36Li Phản ứng này tỏa
ra năng lượng bằng W=2,1MeV Hạt nhân 36Li và hạt bay ra với các động năng lần lượt bằng K2 3,58 MeV và
K MeV Tính góc giữa các hướng chuyển động của hạt và hạt p (lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân, tính theo đơn
vị u, bằng số khối)
A 450 B 900 C 750 D 1200
Giải;
Động năng của proton: K1 = K2 + K3 - ∆E = 5,48 MeV
Gọi P là động lượng của một vật; P = mv; K =
2
2
mv
=
m
P
2
2
P1 = 2m1K1 = 2uK1; P2 = 2m2K2 = 12uK2 ; P3 = 2m3K3 = 8uK3
P1 = P2 + P3
6
P
3
Trang 7P2 = P1 + P3 – 2P1P3cos
cos =
3 1
2 2
2 3
2
1
2 P P
P P
P
=
3 1
2 3
1
16 2
12 8
2
K K
K K
K
= 0
-> = 90 0 Chọn đáp án B
Câu 48: Hạt nhân U234 đang đứng yên ở trạng thái tự do thì phóng xạ và tạo thành hạt X Cho năng lượng liên kết riêng của hạt , hạt X và hạt U lần lượt là 7,15 MeV, 7,72 MeV và 7,65 MeV Lấy khối lượng các hạt tính theo u xấp xỉ số khối của chúng Động năng của hạt bằng
A 12,06MeV B 14,10MeV C 15,26MeV D 13,86MeV.
Giải: Phương trình phản ứng 234U
92 ->4He
2 + 230X
90
Theo ĐL bảo toàn động lượng ta có mαvα = mXvX >
X v
v
=
m
mX
= 4
230
= 57,5 Gọi động năng các hạt X và hạt α là WX và Wα
X
W
W
2
x
Xv
m
v
=
m
mX
= 2
115 -> Wα =
117
115 (WX +Wα ) =
117
115
∆E (*)
mU = 234u - ∆mU ; mX = 230u - ∆mX ; mα = 4u - ∆mα
Năng lượng tỏa ra trong phản ứng dưới dạng động năng của các hạt::
∆E = (mU – mX - mα)c2 = (∆mX + ∆mα - ∆mU)c2 =
WlkX + Wlkα - WlkU = 230,7,72 + 4 7,15 – 234.7,65 (MeV) = 14,1 MeV
∆E = WX + Wα = 14,1 MeV (**)
Từ (*) và (**) ta có: W α =
117
115
14,1 MeV = 13,85897 MeV = 13,86 MeV Chọn đáp án D Câu 49: Giả sử ban đầu có một 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 giữa hạt nhân Y và hạt nhân X là 2013
2012 Tại thời điểm t2 t1 T thì tỉ lệ đó là
A 4025
3019
5013
2003 1006
Bài giải: Áp dụng công thức ĐL phóng xạ ta có:
k 1 =
X
Y
N
N
1
1
=
1
1
N
N
=
1 1 0
t
t
e N
e N
==> e t1=
1
1
1
k
với k1 =
2012
2013
k2 =
X
Y
N
N
2
2
=
2
2
N
N
=
2 2 0
t
t
e N
e N
) ( 1
1
1
T t
T t
e
e
====> e (t1 T)=
2
1
1
k
-> e (t1 T)= 0,5e t1=
2
1
1
k
->
1
1
1
k
=
2
1
2
k
====> k 2 = 2k 1 + 1 = 2
2012
2013
+ 1 =
2012
6038
=
1006
3019
Chọn đáp án B Câu 50; Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ, người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ t 0 0 Đến thời điểm
t h, máy đếm đươc n1 xung, đến thời điểm t2 3 , t1 máy đếm được n2 2,3 n1xung (Một hạt bị phân rã, thì số đếm của máy tăng lên 1 đơn vị) Chu kì bán rã của chất phóng xạ này xấp xỉ bằng :
A 6,90h B 0,77h C 7,84h D 14,13h
Giải:
Giải Ta có n1 = N1 = N0(1-e t1) n2 = N2 = N0(1- e t2 ) = N0(1- e3 t 1)
1
2
n
n
=
) 1
(
1
1
1
3
t
t
e
e
=
) 1 (
1 3
X
X
= 1+X +X2 (Với X = e t1)
Do đó ta có phương trình: X2 + X + 1 = 2,3 hay X2 + X – 1,3= 0
Phương btrình có các nghiệm X1 = 0,745 và X2 = - 1,75 <0 loại
7
Trang 8e-t 1 = 0,745 - -t1 = ln 0,745 -
T
2 ln t1 = ln 0,745
-> T = -lnln0,7452 6 h = 14,13h Chọn đáp án D
Câu 51: Ra224 là chất phóng xạ Biết rằng cứ mỗi hạt nhân Ra224 bị phân rã là phát ra một hạt α (đi kèm với một hạt nhân
khác) Lúc ban đầu ta dùng m0 = 1 gam Ra224 thì sau 7,3 ngày ta thu được V = 75 cm3 khí hêli ở điều kiện tiêu chuẩn Tính chu
kì bán rã của Ra224:
GIẢI :
+ Số mol He tạo thành là : n = 3
10 4 , 22
75
(cũng là số mol Ra đã phân rã.)
+ Nên : m = 224 3
10 4 , 22
75
= 0,75g
Mà : m = m0(1 – 2-t/T) => (1 – 2-t/T) = ¾
=> 2-t/T = ¼ => t/T = 2 => T = t/2 = 3,65 ngày
Câu 53: Cho khối lượng của prôtôn, nơtron và hạt nhân
4
2He lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087u và 4,0015u Biết 1uc2 = 931,5 MeV Năng lượng liên kết của hạt nhân
4
2He là
Câu 54: Hạt nhân
35
17Cl có
Câu 55: Hạt nhân
210
84 Po phóng xạ và biến thành hạt nhân 206
82 Pb Cho chu kì bán rã của 210
84 Polà 138 ngày và ban đầu có
0,02 g
210
84 Po nguyên chất Khối lượng 210
84 Po còn lại sau 276 ngày là
Câu 56 : Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của 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 nay urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ 235U và 238U, với tỷ lệ số hạt 235U và số hạt 238Ulà 7
1000.
Biết chu kì bán rã của 235
U và 238
U lần lượt là 7,00.108 năm và 4,50.109 năm Cách đây bao nhiêu năm, urani tự nhiên có tỷ
lệ số hạt 235U và số hạt238Ulà 3
100?
Câu 58: Cho khối lượng của hạt prôtôn, nơtrôn và hạt nhân đơteri 21D lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u Biết 1u=
2
931,5 MeV / c Năng lượng liên kết của hạt nhân 21D là:
A 2,24MeV 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 năng lượng liên kết càng nhỏ B năng lượng liên kết càng lớn
C năng lượng liên kết riêng càng lớn D năng lượng liên kết riêng càng nhỏ
Câu 60: Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự
phân hạch của 235U và đồng vị này chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số A-vô-ga-đrô NA=6,02.1023 mol-1 Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là
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
Câu 61: Dùng một hạt có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân 147 N đang đứng yên gây ra phản ứng
Hạt prôtôn bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt Cho khối lượng các hạt
17O
Trang 9A 2,075 MeV B 2,214 MeV C 6,145 MeV D 1,345 MeV.
Giải
Định luật bảo toàn động lượng:
p O
p p p vì p p p nên pO2 p2 p2p 2mOKO=2mK+2mpKp (1)
Định luật bảo toàn năng lượng:
Có K=7,7MeV, giải hệ (1) và (2) tìm được 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) của hạt này khi
chuyển động với tốc độ 0,6 c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
A 1,25 m0 B 0,36 m0 C 1,75 m0 D 0,25 m0
v c
Câu 63 Một hạt có khối lượng nghỉ mo 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 không) là
A K = 0,36moc² B K = 1,25moc² C K = 0,225moc² D K = 0,25moc²
Câu 64 Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ Vận tốc của nó là:
Câu 65 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 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 đang chuyển động với tốc độ v = 0,8c thì có động năng là K = 1,2.1017 J Khối lượng nghỉ của hạt đó là
Câu 67 Hạt α có động năng ban đầu K đến đập vào hạt nhân nito đứng yên gây ra phản ứng hạt nhân: α + 147N → 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 năng lượng?
A Thu 12,1 MeVB Thu 1,21 MeV C Tỏa 12,1 MeV D 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
ứng: 2713Al α 3015P n sẽ tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?
A tỏa năng lượng 2,98MeV B tỏa năng lượng 2,45MeV
Câu 69 Chất phóng xạ 210Po phát ra tia α và biến đổi thành 206Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u,
mα = 4,0026u Coi hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và sự phân rã không có tia γ thì động năng của hạt α là
Câu 70 Cho phản ứng hạt nhân xảy ra như sau: n + 63Li → T + α Năng lượng tỏa ra từ phản ứng là Q = 4,8MeV Giả sử động năng của các hạt ban đầu là không đáng kể Động nặng của hạt α thu được sau phản ứng là
A Kα = 2,74 MeV B Kα = 2,4 MeV C Kα = 2,06 MeV D Kα = 1,2 MeV
Câu 71 Dùng hạt proton có động năng 5,48 MeV bắn phá vào hạt nhân 2311Na đứng yên sinh ra hạt α và hạt X Phản ứng không bức xạ γ Biết động năng của hạt α là 6,66 MeV Tính động năng của hạt X Cho biết mp = 1,0073u, mNa = 22,98503u, mX
= 19,9869u, mα = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c²
Câu 72 Người ta dùng proton có động năng Kp = 5,45 MeV bắn phá vào hạt nhân 9Be đứng yên sinh ra hạt α và hạt nhân Li Biết rằng hạt α sinh ra có động năng 4MeV và chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của proton ban đầu Động năng của hạt nhân Li mới sinh ra là
A 3,575 MeV B 3,375 MeV C 6,775 MeV D 4,565 MeV
9