Ôn tập TN THPT môn Vật lí - Chuyên đề: Hạt nhân nguyên tử

Nội dung tài liệu: Ôn tập TN THPT môn Vật lí - Chuyên đề: Hạt nhân nguyên tử

1. Chương 7. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ CHỦ ĐỀ 1: TÍNH CHẤT. CẤU TẠO HẠT NHÂN I. CẤU TẠO HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân * Nguyên tử có cấu tạo rỗng gồm một hạt nhân mang điện tích dương ở giữa và e chuyển động xung quanh * Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ những hạt nhỏ gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn: - Prôtôn kí hiệu là p mang điện tích nguyên tố dương. - Nơtrôn kí hiêu là n năng lượng không mang điện tích. * Một nguyên tố có nguyên tử số Z thì: - vỏ nguyên tử có Z electron - hạt nhân có N nơtron và Z prôtôn * Tổng số A = Z + N gọi là số khối * Một nguyên tử hay hạt nhân của A nguyên tố X kí hiệu là: Z X 23 Ví dụ. Hạt nhân 11 Na có 11 proton và (23 – 11) = 12 notron 2. Đồng vị Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau nên số khối A cũng khác nhau. 1 2 2 3 3 Ví dụ. Hiđrô có 3 đồng vị : hiđrô thường 1 H ; đơteri 1 H (hay 1 D ) và triti 1 H (hay 1T ). 3. Lực hạt nhân Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh). Lực hạt nhân có tác dụng liên kết các nuclôn với nhau Đặc điểm: * Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích các nuclôn. * Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, có cường độ rất lớn, còn gọi là lực tương tác mạnh. * Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (khoảng 10-15m). II. KHỐI LƯỢNG HẠT NHÂN 1. Đơn vị khối lượng hạt nhân Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường được đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử. Kí hiệu là u. Theo 1 định nghĩa, u có trị số bằng khối lượng của đồng vị cacbon 12 C 12 6 1 1 12 1u m . (gam) ≈ 1,66.1027 kg 12 C 12 6,023.1023 ♥ Chú ý: Khối lượng của các nuclon tính theo đơn vị u thường dùng mP = 1,0073u và mN = 1,0087u 2. Khối lượng và năng lượng hạt nhân Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c2 theo biểu thức: E = mc2 c là tốc độ ánh sáng trong chân không có giá trị c = 3.108m/s. Khi đó 1uc2 = 931,5 MeV → 1u = 931,5 MeV/c2 MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân. ♥ Chú ý: 1
2. * Một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với m m 0 v2 1 c2 Trong đó m0: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động. 2 2 m0c * Năng lượng toàn phần: E mc . Trong đó: E0 = m0c2 gọi là năng lượng nghỉ. v 2 1 c 2 2 E – E0 = (m – m0)c chính là động năng của vật. Dạng 1: Tính chất và cấu tạo hạt nhân. Thuyết tương đối Anh-xtanh 1. Cấu tạo hạt nhân Câu 1. Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi A. prôtôn, nơtron và êlectron. B. nơtron và êlectron. C. prôtôn, nơtron. D. prôtôn và êlectron. A Câu 3. Hạt nhân nguyên tử Z X được cấu tạo gồm A. Z nơtron và A prôtôn. B. Z nơtron và A nơtron. C. Z prôtôn và (A – Z) nơtron. D. Z nơtron và (A – Z) prôton. Câu 4. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân nguyên tử ? A. Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chứa Z prôtôn B. Số nuclôn bằng số khối A của hạt nhân. C. Số nơtron N bằng hiệu số khối A và số prôtôn Z. D. Hạt nhân trung hòa về điện. 238 Câu 8. Hạt nhân 92 U có cấu tạo gồm A. 238p và 92n. B. 92p và 238n. C. 238p và 146n. D. 92p và 146n. 4 14 1 Câu 9. (QG 2017).Cho phản ứng hạt nhân: 2He 7 N 1 H X . số prôtôn và nơtron của hạt nhân X lần lượt là A. 8 và 9. B. 9 và 17. C. 9 và 8. D. 8 và 17. Câu 10. Kí hiệu của hạt nhân nguyên tử X có 3 proton và 4 notron là 4 7 7 3 A. 3 X . B. 3 X . C. 4 X . D. 7 X . Câu 11. Các chất đồng vị là các nguyên tố có A. cùng khối lượng nhưng khác điện tích hạt nhân. B. cùng nguyên tử số nhưng khác số nuclôn. C. cùng điện tích hạt nhân nhưng khác số prôtôn. D. cùng điện tích hạt nhân nhưng khác số nơtrôn. Câu 12. 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. D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau. Câu 13. Các đồng vị của cùng một nguyên tố thì A. có cùng khối lượng. B. có cùng số Z, khác số A. C. có cùng số Z, cùng số A. D. cùng số A. 210 Câu 18. Hạt nhân pôlôni 84 Po có điện tích là A. 210e. B. 126e. C. 84e. D. 0e. Câu 19. Hạt nhân Triti có A. 3 nơtrôn và 1 prôtôn. B. 3 nuclôn, trong đó có 1 nơtrôn C. 3 nuclôn, trong đó có 1 prôtôn. D. 3 prôtôn và 1 nơtrôn. Câu 20. Các đồng vị của Hidro là A. Triti, đơtêri và hidro thường. B. Heli, tri ti và đơtêri. C. Hidro thường, heli và liti. D. heli, triti và liti. Câu 21. Theo định nghĩa về đơn vị khối lượng nguyên tử thì 1u bằng 2
3. 1 A. khối lượng của một nguyên tử hiđrô 1 H 12 B. khối lượng của một hạt nhân nguyên tử cacbon 6 C 12 C. 1/12 khối lượng hạt nhân nguyên tử của đồng vị cacbon 6 C . D. 1/12 khối lượng của đồng vị nguyên tử Oxi Câu 22. Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị của khối lượng? A. kg. B. MeV/C. C. MeV/c2. D. u. Câu 23. Khối lượng proton mP = 1,007276u. Khi tính theo đơn vị kg thì A. mP = 1,762.10-27 kg. B. mP = 1,672.10-27 kg. C. mP = 16,72.10-27 kg. D. mP = 167,2.10-27 kg. Câu Câu 25. Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức nào là đúng khi so sánh khối lượng prôtôn (mP), nơtron (mN) và đơn vị khối lượng nguyên tử u ? A. mP > u > mn B. mn mP > u D. mn = mP > u Câu 26. Với c là vận tốc ánh sáng trong chân không, hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng E và khối lượng m của vật là A. E = mc2. B. E = m2c C. E = 2mc2. D. E = 2mc. Câu 27. Lực hạt nhân là lực nào sau đây? A. Lực điện. B. Lực từ. C. Lực tương tác giữa các nuclôn. D. Lực lương tác giữa các thiên hà. Câu 28. Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là A. lực tĩnh điện. B. lực hấp dẫn. C. lực điện từ. D. lực lương tác mạnh. Câu 29. Phát biểu nào sau đây là sai. Lực hạt nhân A. là loại lực mạnh nhất trong các loại lực đã biết hiện nay. B. chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân. C. là lực hút rất mạnh nên có cùng bản chất với lực hấp dẫn nhưng khác bản chất với lực tĩnh điện. D. không phụ thuộc vào điện tích. Câu 30. Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là A. 10-13 cm. B. 10-8 cm. C. 10-10 cm. D. vô hạn. Câu 31. Chọn câu sai khi nói về hạt nhân nguyên tử? 4 5 A. Kích thước hạt nhân rất nhỏ so với kích thước nguyên tử, nhỏ hơn từ 10 đến 10 lần B. Khối lượng nguyên tử tập trung toàn bộ tại nhân vì khối electron rất nhỏ so với khối lượng hạt nhân. C. Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số prôtôn. D. Khối lượng của một hạt nhân luôn bằng tổng khối lượng các nuclôn tạo hành hạt nhân đó. 23 -1 238 Câu 32. Biết số Avôgađrô là 6,02.10 mol , khối lượng mol của hạt nhân urani 92 U là 238 gam/mol. 238 Số nơtron trong 119 gam urani 92 U là 25 25 25 25 A. 2,2.10 hạt B. 1,2.10 hạt C 8,8.10 hạt D. 4,4.10 hạt 23 -1 131 Câu 33. . Cho số Avôgađrô là 6,02.10 mol . Số hạt nhân nguyên tử có trong 100 g Iốt 52 I là 23 23 23 23 A. 3,952.10 hạt B. 4,595.10 hạt C.4.952.10 hạt D.5,925.10 hạt. 23 -1 238 Câu 34. (CĐ- 2009): Biết NA = 6,02.10 mol . Trong 59,50g 92 U có số nơtron xấp xỉ là A. 2,38.1023. B. 2,20.1025. C. 1,19.1025. D. 9,21.1024. Câu 35. (CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam Al1327 là A. 6,826.1022. B. 8,826.1022. C. 9,826.1022. D. 7,826.1022. 2. Thuyết tương đối Câu 1. (QG 2017). Cho tốc độ ánh sáng trong chân không là c. Theo thuyết tương đối, một vật có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v thì nó có khối lượng động (khối lượng tương đối tính) là m0 2 m0 2 A. . B. m0 1 (v / c) . C. . D. m0 1 (v / c) . 1 (v / c)2 1 (v / c)2 Câu 2.a. Giả sử ban đầu có Z prôtôn và N nơtron đứng yên, chưa liên kết với nhau, khối lượng tổng cộng là 3
4. m0, khi chúng kết hợp lại với nhau để tạo thành một hạt nhân thì có khối lượng m. Gọi W là năng lượng liên kết và c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Biểu thức nào sau đây luôn đúng? 2 A. m = m0 B. W = 0,5(m0 – m)c C. m > m0 D. m m, thì ta phải tốn năng lượng ΔE = Δm.c2 để thắng lực tương tác giữa chúng. ΔE càng lớn thì càng tốn nhiều năng lượng để phá vỡ liên kết giữa các nuclôn. Vì vậy, đại lượng ΔE = Δm.c2 được gọi là năng lượng liên kết các nuclôn trong hạt nhân, hay gọn hơn, năng lượng liên kết hạt nhân. 2 2 2 Ta có: E m.c (m0 m).c  Z.m p N.mn m.c b) Năng lượng liên kết riêng Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn, kí hiệu là ε và được cho bởi công thức ε = ΔE/A Đặc điểm: Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Chú ý: 4
5. A Cho khối lượng m hoặc số mol của hạt nhân Z X . Tìm số hạt p, n có trong mẫu hạt nhân đó . m * Nếu có khối lượng m suy ra số hạt hạt nhân X là : N .N (hạt) . A A m N V 23 * Số mol: n . Hằng Số Avôgađrô: NA = 6,023.10 nguyên tử/mol A N A 22,4 * Nếu có số mol suy ra số hạt hạt nhân X là : N = n.NA (hạt). +Khi đó: 1 hạt hạt nhân X có Z hạt proton và (A – Z ) hạt hạt notron. =>Trong N hạt hạt nhân X có : N.Z hạt proton và (A-Z) N hạt notron. II. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Định nghĩa Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình biến đổi hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác. X1 + X2 → X3 + X4 trong đó X1, X2 là các hạt tương tác, còn X3, X4 là các hạt sản phẩm. Nhận xét: Sự phóng xạ: A→ B + C cũng là một dạng của phản ứng hạt nhân, trong đó A là hạt nhân mẹ, B là hạt nhân con và C là hạt α hoặc β. Một số dạng phản ứng hạt nhân: a. Phản ứng hạt nhân tự phát - Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. b. Phản ứng hạt nhân kích thích - Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. c. Đặc điểm của phản ứng hạt nhân: * Biến đổi các hạt nhân. * Biến đổi các nguyên tố. * Không bảo toàn khối lượng nghỉ. 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân A Xét phản ứng hạt nhân: A1 X A2 X 3 X A4 X Z1 1 Z2 2 Z3 3 Z4 4 a) Định luật bảo toàn điện tích. Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm. Tức là: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 b) Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A). Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm. Tức là: A1 + A2 = A3 + A4 c) Bảo toàn động lượng. Trong phản ứng hạt nhân thì động lượng của các hạt trước và sau phản ứng được bằng nhau Tức là p1 p2 p3 p4 m1 v1 m2 v2 m3 v3 m4 v4 d) Bảo toàn năng lượng toàn phần. Trong phản ứng hạt nhân thì năng lượng toàn phần trước và sau phản ứng là bằng nhau. Năng lượng toàn phần gồm động năng và năng lượng nghỉ nên ta có biểu thức của định luật bảo toàn năng lượng toàn phần: 2 2 2 2 m c K m c K m c K m c K X1 X1 X 2 X 2 X3 X3 X 4 X 4 Chú ý: Từ công thức tính động lượng và động năng ta có hệ thức liên hệ giữa động lượng và động năng 2 2 2 p mv p m v 2 2 mv 2 mv2 mv2 p 2m. p 2m.K , (1) K K 2 2 2 Dạng 2. Năng lượng liên kết hạt nhân. Năng lượng tỏa thu. 1. Độ hụt khối – Năng lượng liên kết. 5
6. A Câu 1. Độ hụt khối của hạt nhân Z X là (đặt N = A – Z) A. Δm = NmN – ZmP. B. Δm = m – NmP – ZmP. C. Δm = (NmN + ZmP ) – m. D. Δm = ZmP – NmN Câu 2. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Năng lượng liên kết là toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ. B. Năng lượng liên kết là năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân thành các các nuclon riêng biệt. C. Năng lượng liên kết là năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon. D. Năng lượng liên kết là năng lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử. Câu 3. Tìm phát biểu sai về độ hụt khối ? A. Độ chênh lệch giữa khối lượng m của hạt nhân và tổng khối lượng m0 của các nuclôn cấu tạo nên hạt nhân gọi là độ hụt khối. B. Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn cấu tạo thành hạt nhân đó. C. Độ hụt khối của một hạt nhân luôn khác không. D. Khối lượng của một hạt nhân luôn lớn hơn tổng khối lượng của các nuclôn cấu tạo thành hạt nhân đó. 17 Câu 4.(QG 2017). Hạt nhân 8 O có khối lượng 16,9947u. Biết khối lượng của prôtôn và notron lần 17 lượt là 1,0073 u và 1,0087 u. Độ hụt khối của 8 O là A. 0,1294 u. B. 0,1532 u. C. 0,1420 u. D. 0,1406 u. 16 Câu 5.(CĐ- 2009): Biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân 8 O lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 2 16 và 1u = 931,5 MeV/c . Năng lượng liên kết của hạt nhân 8 O xấp xỉ bằng A. 14,25 MeV. B. 18,76 MeV. C. 128,17 MeV. D. 190,81 MeV. 2. Năng lượng liên kết riêng – Năng lượng tỏa thu Câu 1. Năng lượng liên kết riêng A. giống nhau với mọi hạt nhân. B. lớn nhất với các hạt nhân nhẹ. C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình. D. lớn nhất với các hạt nhân nặng. Câu 2. Năng lượng liên kết của một hạt nhân A. có thể dương hoặc âm. B. càng lớn thì hạt nhân càng bền. C. càng nhỏ thì hạt nhân càng bền. D. có thề bằng 0 với các hạt nhân đặc biệt. Câu 3. Các hạt nhân bền vững có năng lượng liên kết riêng vào cỡ 8,8 MeV/nuclôn, các hạt nhân đó có số khối A trong phạm vi A. 50 < A < 70. B. 50 < A < 95. C. 60 < A < 95. D. 80 < A < 160. Câu 4. Hạt nhân nào sau đây có năng lượng liên kết riêng lớn nhất ? A. Hêli. B. Cacbon. C. Sắt. D. Urani. Câu 5. Chọn câu sai ? A. Các hạt nhân có số khối trung bình là bền vững nhất. B. Các nguyên tố đầu bảng tuần hoàn như H, He kém bền vững hơn các nguyên tố ở giữa bảng tuần hoàn. C. Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững. D. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. 6 Câu 6. Cho khối lượng của proton, notron, 40 Ar; 3 Li lần lượt là: 1,0073 u ; 1,0087u; 39,9525 u; 6,0145 u và 2 6 1u = 931,5 MeV/c . So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng lượng liên kết riêng của hạt 40 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. 4 Câu 7. Hạt nhân 2 He có năng lượng liên kết là 28,4 MeV; hạt nhân 6 Li có năng lượng liên kết là 39,2 MeV; 2 hạt nhân 1 D có năng lượng liên kết là 2,24 MeV. Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của ba hạt nhân này. 6
7. 4 6 2 2 4 6 4 2 6 2 6 4 A. 2 He , 3 Li , 1 D B. 1 D , 2 He , 3 Li C. 2 He , 1 D , 3 Li , D. 1 D , 3 Li , 2 He 210 238 230 Câu 8. Cho khối lượng các hạt nhân 84 Po , 92 U , 90Th lần lượt là mPo = 210u, mU = 238u, mTh = 230u. Biết 2 khối lượng các nuclôn là mP = 1,0073u, mn= 1,0087u, 1uc = 931,5 MeV. Hãy sắp theo thứ tự giảm dần về tính bền vững của ba hạt nhân này. 210 238 210 238 210 238 210 238 A. 84 Po , 92 U B. 84 Po , 92 U C. 84 Po , 92 U D. 84 Po , 92 U Câu 9. (ĐH 2010). 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 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. 235 Câu 10. (QG2017). Hạt nhân 92 U có năng lượng liên kết 1784 MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là A. 5,46 MeV/nuelôn. B. 12,48 MeV/nuelôn. C. 19,39 MeV/nuclôn. D. 7,59 MeV/nuclôn. 7 1 4 Câu 11. (QG 2017). Cho phản ứng hạt nhân: 3 Li 1 H 2 He X . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 mol heli theo phản ứng này là 5,2.1024 MeV. Lấy NA= 6,02.1023 mol-1. Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân trên là A. 69,2 MeV. B. 34,6 MeV. C. 17,3 MeV. D. 51,9 MeV. 235 Câu 12.(QG 2017). Cho rằng khi một hạt nhân urani 92U phân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 200 23 -1 235 MeV. Lấy NA =6,023.10 mol , khối lượng mol của urani 92U là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra khi phân 235 hạch hết 1 kg urani 92U là A. 5,12.1026 MeV. B. 51,2.1026 MeV. C. 2,56.1015 MeV. D. 2,56.1016 MeV. 235 Câu 13. (QG 2017). Cho rằng một hạt nhân urani 92 U khi phân hạch thì tỏa ra năng lượng là 200 MeV. Lấy 23 -1 -19 235 NA = 6,02.10 mol , 1 eV = 1,6.10 J và khối lượng mol của urani 92 U là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra khi 2 235 g urani 92 U phân hạch hết là A. 9,6.1010 J. B. 10,3.1023J. C. 16,4.1023 J. D. 16,4.1010J. Câu 14. Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2. Các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành hạt α, năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol khí Hêli là A. 2,7.1012J B. 3,5. 1012J C. 2,7.1010J D. 3,5. 1010J 4 Câu 15. (Minh họa lần 3 năm học 2016-2017). Cho khối lượng của hạt nhân 2 He ; prôtôn và nơtron lần lượt là 4,0015 u; 1,0073 u và 1,0087 u. Lấy 1 u = 1,66.10–27 kg; c = 3.108 m/s; NA = 6,02.1023 mol–1. Năng lượng tỏa ra 4 khi tạo thành 1 mol 2 He từ các nuclôn là A. 2,74.106 J. B. 2,74.1012 J. C. 1,71.106 J. D. 1,71.1012 J. 7 2 4 1 Câu 16. (Chuyên Vinh 2015). Trong phản ứng tổng hợp Heli 3 Li 1H 2 2 He 0 n + 15,1 MeV, nếu có 2g He được tổng hợp thì năng lượng tỏa ra có thể đun sôi bao nhiêu kg nước từ 00C? Lấy nhiệt dung riêng của J nước 4200 kg.K A. 9,95.105 kg . B. 27,6.106 kg. C. 86,6.104 kg . D. 7,75.105 kg 10 Câu 17(ÐH– 2008): Hạt nhân 4 Be có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, 2 khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 10 4 Be là A. 0,6321 MeV. B. 63,2152 MeV. C. 6,3215 MeV. D. 632,1531 MeV. 40 6 Câu 18. (ĐH- 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; 18 Ar ; 3 Li lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6 6,0145 u và 1u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng lượng liên kết 40 riêng của 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. 7
8. Câu 19. (QG 2017). Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng là 37,9638 u và tổng khối lượng nghỉ các hạt sau phản ứng là 37,9656 u. Lấy 1 u = 931,5 MeV/c2. Phản ứng này A. tỏa năng lượng 16,8 MeV B. thu năng lượng 1,68 MeV C. thu năng lượng 16,8 MeV D. tỏa năng lượng 1,68 MeV. 12 4 12 4 Câu 20. (QG 2017). Cho phản ứng hạt nhân 6C  3 2 He . Biết khối lượng của 6 C và 2 He lần lượt là 11,9970 u và 4,0015 u; lấy lu = 931,5 MeV/c2. Năng lượng nhỏ nhất của phôtôn ứng với bức xạ γ để phản ứng xảy ra có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 7 MeV. B. 6 MeV. C. 9 MeV. D. 8 MeV. Dạng 3. Phản ứng hạt nhân kích thích 1. Hạt đạn và bia trên cùng phương. Câu 1. Người ta dùng prôton bắn phá hạt nhân Bêri đứng yên. Hai hạt sinh ra là Hêli và X. Biết prton có động năng K= 5,45 MeV, Hạt Hêli có vận tốc vuông góc với vận tốc của hạt prôton và có động năng KHe = 4 MeV. Cho rằng độ lớn của khối lượng của một hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối A của nó. Động năng của hạt X bằng A. 6,225 MeV . B. 1,225 MeV . C. 4,125 MeV. D. 3,575 MeV. 7 Câu 2: (QG 2016). Người ta dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân 3 Li đứng yên, sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ γ. Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra bằng A. 7,9 MeV. B. 9,5 MeV. C. 8,7 MeV. D. 0,8 MeV. Câu 3: ĐH 2014. Bắn hạtαvào hạt nhân nguyên tử nhôm đang đứng yên gây ra phản 4 27 30 1 ứng: 2He 13 Al 15 P 0 n . Biết phản ứng thu năng lượng là 2,70 MeV; giả sử hai hạt tạo thành bay ra với cùng vận tốc và phản ứng không kèm bức xạ γ . Lấy khối lượng của các hạt tính theo đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng. Động năng của hạt α là A. 2,70 MeV. B. 1,35 MeV. C. 1,55 MeV. D. 3,10 MeV. 14 Câu 4. Bắn một hat anpha vào hạt nhân nito 7 N đang đứng yên tạo ra phản ứng 4 14 1 17 2 He 7 N 1 H 8 O . Năng lượng của phản ứng là ΔE =1,21MeV.Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vecto vận tốc. Động năng của hạt anpha:(xem khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối của nó) A1,36MeV B:1,65MeV C:1.63MeV D:1.56MeV. Câu 5. Hạt α có động năng Kα = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm đứng yên gây ra phản ứng 27 30 13 Al 15 P n , khối lượng của các hạt nhân là mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931,5MeV/c2 . Giả sử hai hạt sinh ra có cùng tốc độ. Động năng của hạt n là A. Kn = 0,8716MeV. B. Kn = 0,9367MeV. C. Kn= 0,2367MeV. D. Kn = 0,0138MeV. 14 14 17 Câu 6. Bắn hạt nhân α có động năng 18 MeV vào hạt nhân 7 N đứng yên ta có phản ứng 7 N 8 O p . Biết các hạt nhân sinh ra cùng véc tơ vận tốc. Cho mα = 4,0015u; mP = 1,0072u; mn = 13,9992u; m0 =16,9947u; cho u = 931 MeV/c2. Động năng của hạt prôtôn sinh ra có giá trị là bao nhiêu? A. 0,111 MeV B. 0,555MeV C. 0,333 MeV D. 0,9379MeV 14 14 17 Câu 7. Bắn hạt nhân α có động năng 18 MeV vào hạt nhân 7 N đứng yên ta có phản ứng 7 N 8 O p . Biết các hạt nhân sinh ra cùng véc tơ vận tốc. Cho mα = 4,0015u; mP = 1,0072u; mn = 13,9992u; m0 =16,9947u; cho u = 931 MeV/c2. Động năng của hạt prôtôn sinh ra có giá trị là bao nhiêu? A. 0,111 MeV B. 0,222MeV C. 0,333 MeV D. 0,444 MeV Câu 8: Khi bắn hạt α có động năng 8MeV vào hạt N14 đứng yên gây ra phản ứng α + N → p + O. Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt α, N14 và O17 lần lượt là 7,lMeV/nuclon; 7,48MeV/nuclon và 7,715MeV/nuclon. Các hạt sinh ra có cùng động năng. Vận tốc của proton là (mp=1,66. 10-27kg) A. 3,79. 107m/s B. 3,10. 107 m/s. C. 2,41. 107 m/s. D. 1,05. 107 m/s. 8
9. 14 Câu 9. (Đề thử nghiệm của Bộ GD 2018). Khi bắn hạt α có động năng K vào hạt nhân 7 N đứng yên thì gây 4 14 17 ra phản ứng 2He 7 Ni 8 O X . Cho khối lượng các hạt nhân trong phản ứng lần lượt là mHe = 4,0015 u, mN = 13,9992 u, mO = 16,9947 u và mX = 1,0073 u. Lấy 1u = 931,5 MeV/c2 . Nếu hạt nhân X sinh ra đứng yên thì giá trị của K bằng A. 1,21 MeV. B. 1,58 MeV. C. 1,96 MeV. D. 0,37 MeV. 2. Đạn và bia theo các phương khác nhau. a. Theo phương vuông góc. 9 Câu 1. Hạt α có động năng 5,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 4 Beđứng yên, gây ra phản ứng: 9 4 Be n X . Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt α. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV). Tính động năng của hạt nhân X. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. A. 18,3 MeV B. 0,5 MeV C. 8,3 MeV D. 2,5 MeV. 9 Câu 2. Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 4 Beđang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn 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 A. 3,125 MeV. B. 4,225 MeV. C. 1,145 MeV. D. 2,125 MeV. Câu 3. Một nơtơron có 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 . Cho mn = 1,00866 u; mX = 3,01600u ; mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u. Biết hạt nhân He bay ra vuông góc với hạt nhân X. Động năng của hạt nhân X và He lần lượt là : 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. 7 Câu 4. Bắn một hạt proton có khối lượng mP vào hạt nhân 3 Li đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với vận tốc có cùng độ lớn và có phương vuông góc với nhau. Nếu xem gần đúng khối lượng hạt nhân theo đơn vị u bằng số khối của nó thì tỉ số tốc độ V’của hạt X và V của hạt proton là: V ' 2 V ' 1 V ' 2 V ' 1 A. . B. . C. . D. . V 4 V 4 V 8 V 2 Câu 5. (Yên Lạc – Vĩnh Phúc 2017). Người ta dùng prôton có động năng 4,5MeV bắn phá hạt nhân Beri 9 4 4 Be đứng yên. Hai hạt sinh ra là Hêli 2 He và X. Hạt Hêli có vận tốc vuông góc với vận tốc của hạt prôton và phản ứng tỏa ra một năng lượng là 3,0MeV. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân (đo bằng đơn vị u) bằng số khối A của nó. Động năng của hạt X bằng A. 4,05MeV. B. 1,65MeV. C. 1,35MeV. D. 3,45MeV. 14 Câu 6: (ĐH 2013). Dùng một hạt có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân 7 N đang đứng yên gây ra 14 1 17 phản ứng 7N 1 p 8 O . Hạt prôtôn bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt . Cho khối lượng các hạt nhân: m = 4,0015u; mP = 1,0073u; mN14 = 13,9992u; mO17=16,9947u. Biết 1u = 931,5 2 7 MeV/c . Động năng của hạt nhân 8 O là A. 2,075 MeV. B. 2,214 MeV. C. 6,145 MeV. D. 1,345 MeV. 2. Theo phương bất kì 7 Câu 1: (QG 2015). Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân 3 Li đang đứng yên, gây ra phẩn ứng 7 hạt nhân p 3 Li 2 . Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ gama, hai hạt có cùng động năng và bay theo hai hướng với nhau một góc 1600. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đơn vị u gần bằng số khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là A. 10 MeV. B. 10,2 MeV. C. 17,3 MeV. D. 20,4 MeV. 7 1 7 Câu 2. Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 3 Li đứng yên, để gây ra phản ứng 1 H 3 Li 2 . Biết 9
10. phản ứng tỏa năng lượng và hai hạt α có cùng động năng. Lấy khối lượng các hạt theo đơn vị u gần bằng số khối của chúng. Góc tạo bởi hướng của các hạt α có thể là: A. Có giá trị bất kì. B. 600 C. 1600 D. 1200 7 Câu 3. Cho prôtôn có động năng KP = 2,25MeV bắn phá hạt nhân Liti 3 Li đứng yên. Sau phản ứng xuất hiện hai hạt X giống nhau, có cùng động năng và có phương chuyển động hợp với phương chuyển động của prôtôn góc φ như nhau. Cho biết mP = 1,0073u; mLi = 7,0142u; mX = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c2. Coi phản ứng không kèm theo phóng xạ gamma giá trị của góc φ là 0 0 0 0 A. 39,45 B. 41,35 C. 78,9 . D. 82,7 . 1 6 3 6 Câu 4. : Cho phản ứng hạt nhân 0 n 3Li 1 H . Hạt nhân 3 Li đứng yên, nơtron có động năng Kn = 2 3 MeV. Hạt α và hạt nhân 1 H bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của nơtron những góc tương ứng bằng θ = 150 và φ = 300. Lấy tỉ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng. Bỏ qua bức xạ gamma. Hỏi phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ? A. Thu 1,66 MeV. B. Tỏa 1,52 MeV. C. Tỏa 1,66 MeV. D. Thu 1,52 MeV. 7 Câu 5.: Bắn một hạt prôtôn vào hạt nhât 3 Li đang đứng yên. Phản ứng hạt nhân tạo ra hai hạt giống nhau có cùng tốc độ và hợp với phương chuyển động của prôtôn góc 300. Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u bằng số khối. Tỉ số độ lớn vận tốc của hạt prôtôn và của hạt X là A. 4 3 . B. 2 3 . C. 4. D. 2. 7 Câu 6. Bắn một prôtôn vào hạt nhân 3 Li 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 1 1 A. 4. B. . C. 2. D. . 2 4 1 7 4 Câu 7. Dùng proton bắn vào Liti gây ra phản ứng: 1 p 3 Li 2.2 He . Biết phản ứng tỏa năng lượng. Hai hạt 4 2 He có cùng động năng và hợp với nhau góc φ. Khối lượng các hạt nhân tính theo u bằng số khối. Góc φ phải có A. cosφ 0,875 C. cosφ 0,75. 9 9 6 Câu 8. Dùng p có động năng K1 bắn vào hạt nhân 4 Be đứng yên gây ra phản ứng: p 4 Be 3 Li . Phản 6 ứng này tỏa ra năng lượng bằng W=2,1MeV . Hạt nhân 3 Li và hạt α bay ra với các động năng lần lượt bằng K2 = 3,58MeV và K3 = 4MeV . Tính góc giữa các hướng chuyển động của hạt α 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 . Câu 9. (Chuyên KHTN). Dùng một hạt α có động năng 4 MeV bắn vào hạt nhân 27 Al đang đứng yên 13 13 27 1 30 gây ra phản ứng 13Al 0 n 15 P . Phản ứng này thu năng lượng là 1,2 MeV . Hạt nơtrôn bay ra theo phương vuông góc hợp với phương bay tới của hạt α. Coi khối lượng của các hạt bằng số khối (tính15 theo 30 đơn vị u). Hạt 15 P bay theo phương hợp với phương bay tới của hạt α một góc xấp xỉ bằng A. 100. B. 200. C. 300. D. 400. CHỦ ĐỀ 3: PHÓNG XẠtheo dõi bài giảng với tài liệu I. SỰ PHÓNG XẠ 1. Hiện tượng phóng xạ a) Khái niệm Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, đồng thời phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác được gọi là hiện tượng phóng xạ. b) Đặc điểm * Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. 10