Ôn tập TN THPT môn Vật lí (Mức độ 3) - Chương 7: Vật lí hạt nhân

18 trang Nguyệt Quế 21/07/2025 90

Download

Bạn đang xem tài liệu "Ôn tập TN THPT môn Vật lí (Mức độ 3) - Chương 7: Vật lí hạt nhân", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

on_tap_tn_thpt_mon_vat_li_muc_do_3_chuong_7_vat_li_hat_nhan.docx

Nội dung tài liệu: Ôn tập TN THPT môn Vật lí (Mức độ 3) - Chương 7: Vật lí hạt nhân

CHUYÊN ĐỀ ÔN TÂP MỨC ĐỘ 3 CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân 23 Câu 1. (CĐ−2008) Biết số Avôgađrô N A = 6,02.10 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối 27 của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam 13 Al là A. 6,826.1022 B. 8,826.1022 C. 9,826.1022 D. 7,826.1022 Câu 2. (ĐH−2007) Biết số Avôgađrô là 6,02.1023 /mol, khối lượng mol của urani U238 là 238 g/mol. Số nơtrôn trong 119 gam urani U238 là A. 8,8.1025 B. 1,2.1025 C. 4,4.1025 D. 2,2.1025 Câu 3. Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm 99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng nguyên tử 234,0409u (chiếm 0,01%). Tính khối lượng trung bình. A. 238,0887u B. 238,0587u C. 237,0287u D. 238,0287u Câu 4. Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là 14,0067u gồm 2 đồng vị là N14 và N15 có khối lượng nguyên tử lần lượt là 14,00307u và 15,00011u. Phần trăm của N15 trong nitơ tự nhiên: A. 0,36% B. 0,59% C. 0,43% D. 0,68 % 2. Thuyết tương đối Câu 5. [Trích đề thi THPT QG năm 2007] Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng Mặt Trời giảm một lượng 3,744.1014 kg. Biết vận tốc ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Công suất bức xạ (phát xạ) trung bình của Mặt Trời bằng A. 6,9.1015MW. B. 3,9.1020MW. C. 4,9.1040MW. D. 5,9.1010MW. Câu 6. Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P= 3,9.1026 W.Phản ứng hạt nhân tronglòng Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày)là1,945.10 19 kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng A. 1,958.1019 kg. B. 0,9725.1019 kg. C. 3,89.1019 kg. D. 1,945.1019 kg. Câu 7. Khối lượng của electron chuyên động bằng hai lần khối lượng nghỉ của nó. Tìm tốc độ chuyển động của electron. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). A. 0.4.108m/s B. 2,59.108m/s C. 1,2.108m/s D. 2,985.108m/s Câu 8. Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô có năng lượng nghỉ E0 và có vận 12c tốc bằng thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng 13 13E 25E A. 2,6E B. 0 C. 0 D. 2,4E 0 12 13 0 Câu 9. (ĐH−2011) Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng A. 2,41.108m/s. B. 2,75.108 m/s. C. 1,67.108 m/s. D. 2,24.108 m/s. Câu 10. Vận tốc của 1 êlectron tăng tốc qua hiệu điện thế 105 V là A. 0,4.108 m/s. B. 0,8.108 m/s. C. 1,2.108 m/s. D. 1,6.108 m/s. 3. Độ hụt khối và năng lượng liên kết 12 12 Câu 11. Tính năng lượng liên kết của 6 C . Cho biết khối lượng của 6 C là 11174,934 MeV/c²; nơtron tự do là 939,6 MeV/c², của proton tự do là 938,3 MeV/c², và của electron là 0,511 MeV/c². Cho biết l u = 93l,5 MeV/c². A. 92,47 MeV. B. 62,4 McV. C. 65,5 MeV. D. 86,48 MeV.
2 Câu 12. Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân đơtêri 1 D lần lượt là 1,0073 u;; 1,0087 u và 2 2 2,0136 u. Biết 1u 931,5MeV / c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơêri 1 D là A. 4,48MeV / nuclôn B. 3,06 MeV/nuclôn C. 1,12MeV / nuclôn D. 2,24MeV / nuclôn 40 6 Câu 13. (ĐH − 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron;18 Ar ; 3 Li lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng lượng hên kết riêng của hạt nhân 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. 56 Câu 14. Cho năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 26 Fe là 8, 8 MeV. Biết khối lượng của hạt prôtôn và nơtrôn lần lượt là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u, trong đó l u = 931,5 MeV/c² 56 Khối lượng hạt nhân 26 Fe là A. 55,9200 u. B. 56,0143 u C. 55,9921u. D. 56,3810u. 4 6 Câu 15. Hạt nhân 2 He có năng lượng liên kết là 28,4MeV , hạt nhân 3 Li có năng lượng liên kết là 39,2 2 MeV, hạt nhân 1 D có năng lượng liên kết là 2,24MeV . Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của ba hạt nhân này. 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 . 4. Phản ứng hạt nhân 6 7 1 Câu 16. Trong phản ứng hạt nhân 3 Li X 4 Be 0 n, X là 2 0 0 4 A. 1 H B. 1e C. 1 e D. 2 He 9 Câu 17. Cho hạt prôtôn bắn vào các hạt nhân 4 Be đang đứng yên, người ta thấy các hạt tạo thành gồm 4 2 He và hạt nhân X. Hạt nhân X có cấu tạo gồm A. 3 prôtôn và 3 nơtrôn B. 3 prôtôn và 6 nơtrôn C. 2 prôtôn và 2 nơtrôn D. 2 prôtôn và 3 nơtrôn 14 14 Câu 18. Trong phản ứng phân rã phóng xạ 6 C 7 N + X, hạt X chính là tia phóng xạ + 1 A. β . B. α. C. β . D. 1 H. - 232 Câu 19. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β thì hạt nhân 90Th biến đổi thành hạt 208 nhân 82 Pb ? A. 4 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β-. B. 6 lần phóng xạ α; 8 lần phóng xạ β-. C. 8 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β-. D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β-. 9 12 Câu 20. Cho phản ứng hạt nhân 4 Be  6 C n , trong đó khối lượng các hạt tham gia và tạo thành 2 trong phản ứng là m 4,0015u;mBe 9,0122u;mC 12,0000u;mn 1,0087u và 1u 931,5MeV / c . Phản ứng hạt nhân này A. thu vào 4,66 MeV. B. tỏa ra 4,66 MeV. C. thu vào 6,46 MeV. D. tỏa ra 6,46 MeV. 2 2 3 1 2 3 1 Câu 21. Cho phản ứng nhiệt hạch 1 H 1 H 2 He 0 n . Biết khối lượng nguyên tử của 1 H,2 He,0 n lần lượt là 2,0135 u; 3,0149 u; 1,0087 u và 1u 931,5MeV / c2 . Năng lượng tỏa ra của phán ứng là A. 6,34MeV B. 1,59MeV C. 4,76MeV D. 3,17MeV 3 2 4 Câu 22. (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân: 1 T 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 lu = 931,5 MeV/c 2. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng A. 15,017 MeV B. 200,025 MeV C. 17,498 MeV D. 21,076 MeV
37 37 Câu 23. Một phản ứng hạt nhân có phương trình là 17 Cl p n 18 Ar . Cho biết độ hụt khối của hạt nhân 37 37 2 17 Cl và hạt 18 Ar lần lượt là 0,3415u và 0,3398u . Lấy lu 931,5MeV / c . Phản úng này A. tỏa 1,58MeV . B. thu 1,02MeV . C. thu 1,58MeV . D. tóa 1,02MeV . 2 3 4 1 Câu 24. Xét phản ứng kết hợp 1 H 1 H 2 He 0 n . Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt đotêri, triti 4 và 2 He lần lượt là 1,16MeV / nuclôn; 2,82MeV / nuclôn; 7,07MeV / nuclôn. Phản ứng này tỏa một năng lượng bằng A. 17,50MeV . B. 11,05MeV . C. 39,06MeV . D. 24,30MeV . Câu 25. Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thori Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của Th230 là 7,7 MeV/nuclôn. A. 13,98 MeV. B. 10,82 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV. −27 Câu 26. (ĐH−2007) Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10 kg; 1 eV =1,6.10−19 J; c = 3.108 m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C12 thành các nuclôn riêng biệt bằng A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV. 9 1 Câu 27. Để phản ứng 4 Be   2. 0 n có thể xảy ra, lượng tử  phải có năng lượng tối thiều là bao 2 nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, mBe = 9,01218u; mα = 4,0026u; mn= l,0087u; 2uc = 931,5 MeV. A. 2,53 MeV. B. 1,44 MeV. C. 1,75 MeV. D. 1,6 MeV. 12 4 Câu 28. Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân 6 C đứng yên tách thành các hạt nhân 2 He . Tần số 21 2 của tia gamma là 4.10 Hz. Các hạt hêli có cùng động năng. Cho m c = 12,000u; mHe = 4,0015u; 1uc = 931MeV; h = 6,625.10-34(Js). Động năng mỗi hạt hêli bằng A. 5,56.10-13J. B. 4,6.10-13J. C. 6,6.10-13J. D. 7,56.10-13J. 1 7 Câu 29. Cho phản ứng hạt nhân 1 H 3 Li 2X . Biết mX 4,0015u,mH 1,0073u,mLi 7,0012u , 2 23 1uc 931MeV và số Avogadro NA 6,0210 . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 2 g chất X là A. 4.1023 MeV . B. 7,71023 MeV . C. 15,4.1023 MeV . D. 11,31026 MeV . 3 2 4 Câu 30. Cho phản úng nhiệt hạch có phương trình: 1 T 1 D 2 He n . Biết độ hụt khối của các hạt 2 23 1 mT 0,009106u , mD 0,002491u , mHe 0,030382u và 1u 931,5MeV / c , N A 6,02.10 mol . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1,2 g Heli theo phản ứng trên là A. 3,16.1024 MeV . B. 3,16.1023 MeV . C. 17,50MeV . D. 17,50.1023 MeV . 235 1 95 139 1 235 Câu 31. 92 U + 0 n 42 Mo + 57 La + 2 0 n + 7e là một phản ứng phân hạch của Uranin U . Biết khối lượng hạt nhân: mU 234,99 u; mMo 94,88 u; mLa 138,87 u; mn 1,0087 u. Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg. Khối lượng xăng cần dùng để có thể tỏa năng lượng tương đương 1 gam 235U phân hạch là A. 1616 kg. B. 1717 kg. C. 1818 kg. D. 1919 kg. Câu 32. (ĐH − 2013) 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 chì bị tiêu hao bởi quá trình phân 23 −1 hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro NA = 6,023.10 mol . Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là: A. 461,6 g. B. 461,6 lcg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g. Câu 33. Trong phản ứng dây chuyền của hạt nhân 235U , phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân 235U bị phân rã và hệ số nhân notron là 1,6. Tính tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101. A. 5,45.1023 B. 3,24.1022 C. 6,88.1022 D. 6,22.1023
4. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 9 Câu 34. Hạt α có động năng 6,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 4 Be đứng yên, gây ra phản ứng: 9 12 4 Be  6 C n . Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng của hạt C gấp 5 lần động năng hạt n. Động năng của hạt nhân n là A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 2 MeV. 14 Câu 35. Dủng một hạt α có động năng 4 MeV bắn vào hạt nhân 7N đang đứng yên gây ra phản ứng: 14 1 17 7 N 1 p 8 O . Cho khối lượng các hạt nhân: mα = 4,0015u; mP = l,0073u; mn = 13,9992u; m0 = 16,9947u và lu = 931,5 MeV/C2; c = 3.108 m/s; lMeV = 1,6.10-13 J. Nếu hai hạt tạo thành có cùng tốc độ thì tốc độ đó bằng A. 5,5.106 m/s. B. 5,5.105 m/s. C. 3,1.107 m/s. D. 3,1.106 m/s. 7 Câu 36. (QG − 2015) Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân 3 Li đang đứng yên, gây ra phản 7 ứng hạt nhân p 3 Li  2 . Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ  , hai hạt α có cùng động năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 160°. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đon vị u gần đúng bằng sổ khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là A. 14,6 MeV. B. 10,2 MeV. C. 17,3 MeV. D. 20,4 MeV. 7 Câu 37. Bắn phá một prôtôn vào hạt nhân 3 Li đứng yên. Phản ứng hạt nhân sinh ra hai hạt nhân X giống nhau và có cùng tốc độ. Biết tốc độ của prôtôn bằng 4 lần tốc độ hạt nhân X. Coi khối lượng của các hạt nhân bằng số khối theo đơn vị u. Góc tạo bởi phương chuyển động của hai hạt X là A. 60°. B. 90°. C. 120°. D. 150°. Câu 38.ĐH−2012) Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số khối là A, hạt α 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 4v 2v 4v 2v A. . B. . C. . D. . A 4 A 4 A 4 A 4 Câu 39. Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau:U234 Th230 . Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Động năng của hạt α là 4 MeV. Tính năng lượng phản ứng tỏa ra. A. 4,06 MeV. B. 4,07 MeV. C. 4,04MeV. D. 4,08 MeV. 9 Câu 40. Dùng hạt có động năng 5,3MeV bắn vào một hạt nhân 4 Be đang đứng yên, gây ra phản ứng 9 4 Be n X . Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt . Cho biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,7 MeV. Coi khối lượng của mỗi hạt tính ra đơn vị u xấp xỉ bằng số khối của nó. Hạt nhân X tạo ra sau phản ứng có động năng xấp xỉ bằng A. 18,3MeV . B. 0,5MeV . C. 2,5MeV . D. 8,3MeV . 9 Câu 41. (ĐH−2010) Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 4 Be đang 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 đon vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng này bằng A. 4,225 MeV. B. 1,145 MeV. C. 2,125 MeV. D. 3,125 MeV. 5. Phóng xạ 24 Câu 42. Chất phóng xạ 11 Na có chu kì bán rã 15 giờ. So với khối lượng Na ban đầu, khối lượng chất này bị phân rã trong vòng 5h đầu tiên bằng A. 70,7%. B. 29,3%. C. 79,4%. D. 20,6%
Câu 43. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,2 năm, ban đầu có N0 hạt nhân. Thời gian để số hạt nhân N của chất phóng xạ này còn lại 0 là 16 A. 16 năm. B. 51,2 năm. C. 12,8 năm. D. 3,2 năm. 210 210 Câu 44. Pôlôni 84 Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã là T 138 ngày đêm. Hạt nhân pôlôni 84 Po 206 phóng xạ sẽ biến đổi thành hạt nhân chì 82 Pb và kèm theo tia . Ban đầu có 70 mg chất phóng xạ pôlôni. Sau 276 ngày đêm khối lượng hạt nhân chì được sinh ra là A. 52,5mg . B. 17,2mg . C. 51,5mg . D. 17,5mg . 210 206 Câu 45. Đồng vị 84 Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã 138 ngày tạo thành đồng vị bền 82 Po . 210 Ban đầu (t 0) , có một mẩu quặng phóng xạ nguyên chất 84 Po có khối lượng 80 g. Tại thời điểm t 200 ngày, khối lượng mẩu quặng là A. 79,0 g. B. 29,3 g . C. 49,7 g . D. 1,0 g . Câu 46. Ban đầu có một lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tố X, có chu kì bán rã là T. Sau thời gian t = 3T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân khác và số hạt nhân còn lại của chất phóng xạ X bằng A. 8. B. 7. C. 1/7. D. 1/8. Câu 47. Cho biết hạt nhân X phóng ra hạt tạo thành hạt nhân Y bên vững với chu kì bán rã T . Tại thời điểm t 0 có một mẫu chất X nguyên chất. Đến thời điểm t thì số nguyên tử chất Y gấp 7 lần số nguyên tử chất X còn lại. Thời điểm t bằng A. 3 T B. 2 T C. 2,81 T D. 3,18 T 210 206 Câu 48. Đồng vị phóng xạ 84 Po phân rã , biến thành đồng vị bền 82 Pb với chu kỳ bán rã 138 ngày. 210 206 Ban đầu có một mẫu 84 Po tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt và hạt nhân 82 Pb (được tạo ra) gấp 210 14 lần số hạt nhân 84 Po còn lại. Giá trị của t bằng A. 414 ngày B. 828 ngày C. 276 ngày D. 552 ngày Câu 49. Hạt nhân Po210 là hạt nhân phóng xạ α, sau khi phát ra tia α nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng một mẫu Po210, sau 30 (ngày) người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và của Po210 trong mẫu bằng 0,1595. Xác định chu kì bán rã của Po210. A. 138,074 ngày. B. 138,025 ngày. C. 138,086 ngày. D. 138,047 ngày. Câu 50. Gọi Δt là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của loga tự nhên lne =1). Sau khoảng thời gian 0,51 Δt chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu: A. 50% B. 60% C. 70% D. 80% Câu 51. (CĐ−2010) Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất, ở thời điểm t 1 mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t 2 = 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 A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s. Câu 52. Ban đầu có một mẫu đồng vị phóng xạ X nguyên chất. Biết hạt nhân con do đồng vị phóng xạ này tạo ra là Y. Đến thời điểm t, tỷ lệ số hạt nhân Y và X trong mẫu là 1,5. Đến thời điểm 2t, tỷ lệ hạt nhân Y và X có trong mẫu là A. 5,25. B. 3,00. C. 6,25. D. 4,50.
Câu 53. Hình vẽ biểu diễn số hạt được phát ra từ một chất phóng xạ theo thời gian t . Thang đo được sử dụng trong hình vẽ ứng với mỗi ô nằm ngang là 4 s . Chu kì bán rã của chất phóng xạ là A. 8 s . B. 4 s . C. 1 s . D. 2 s Câu 54. Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày và có khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,72. Tuổi của mẫu A nhiều hơn mẫu B là A. 199,8 ngày. B. 199,5 ngày. C. 190,4 ngày. D. 189,8 ngày. 210 206 210 Câu 55. Hạt nhân 84 Po phóng xạ thành hạt nhân 82 Pb . Ban đầu mẫu chất chứa 84 Po nguyên chất. 206 210 Tại thời điểm t1 , tỉ lệ số hạt nhân 82 Pb và hạt nhân 84 Po trong mẫu là 7: 1. Tại thời điểm t2 , tỉ lệ này là 210 63: 1. Chu kì bán rã của 84 Po là t t t t t t t t A. 2 1 B. 2 1 C. 2 1 D. 2 1 4 5 2 3 Câu 56. Giả sử có một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ có chu kì bán rã là T1 100 ngày và T2 2 T1 . Ban đầu, mỗi chất có số hạt bằng nhau, sau thời gian t số hạt của hỗn hợp chưa bị phân rã chỉ còn lại một nửa so với ban đầu. Giá trị của t là A. 138,8 ngày B. 150 ngày C. 300 ngày D. 173,2 ngày Câu 57. Để xác định tuổi của một cổ vật bằng gỗ, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp xác định tuổi theo lượng 14 C . Khi cây còn sống, nhờ sự trao đồi chất với môi trường nên tỉ số giữa số nguyên tử 14 C và số nguyên tử 12 C có trong cây tuy rất nhỏ nhưng luôn không đổi. Khi cây chết, sự trao đổi chất không còn nữa trong khi 14 C là chất phóng xạ  với chu kì bán rã 5730 năm nên tỉ số giữa số nguyên tử 14 C và số nguyên tử 12 C có trong gỗ sẽ giảm. Một mảnh gỗ của cồ vật có số phân rã của 14 C trong 1 giờ là 497. Biết rằng với mảnh gỗ cùng khối lượng của cây cùng loại khi mới chặt thì số phân rã của 14 C trong 1 giờ là 921. Tuổi của cổ vật là A. 1500 năm. B. 5100 năm. C. 8700 năm. D. 3600 năm. Câu 58. Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi Δt << T) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một lượng tia γ như lần đầu? A. 40 phút. B. 24,2 phút. C. 20 phút. D. 28,2 phút. 210 206 Câu 59. Pôlôni 84 Po là chất phóng xạ và tạo thành hạt nhân chì bền 82 Pb với chu kì bán rã là 138 210 ngày. Ban đầu có một mẫu 84 Po nguyên chất có khối lượng là 0,02 g. Các hạt phóng ra được hứng lên 23 −1 một bản của tụ điện phẳng có điện dung 4 μF, bản còn lại của tụ điện nối đất. Lấy N A 6,02.10 mol , e = 1,6.10−19C. Biết ban đầu tụ chưa tích điện. Sau 10 phút, hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ điện có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 40 V. B. 24 V. C. 160 V. D. 80 V
HƯỚNG DẪN GIẢI ÔN TẬP MỨC 3 CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân 23 Câu 1. (CĐ−2008) Biết số Avôgađrô NA = 6,02.10 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối 27 của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam 13 Al là A. 6,826.1022 B. 8,826.1022 C. 9,826.1022 D. 7,826.1022 Lời giải 0,27.6,02.1023 Số proton = 13.(Số gam/Khối lượng mol) .N 13. 7,826.1022 A 27 Chọn D Câu 2. (ĐH−2007) Biết số Avôgađrô là 6,02.1023 /mol, khối lượng mol của urani U238 là 238 g/mol. Số nơtrôn trong 119 gam urani U238 là A. 8,8.1025 B. 1,2.1025 C. 4,4.1025 D. 2,2.1025 Lời giải 119 N 238 92 . (Số gam/Khối lượng mol).N 146. .6,02.1023 4,4.1025 nuclon A 128 Chọn C Câu 3. Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm 99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng nguyên tử 234,0409u (chiếm 0,01%). Tính khối lượng trung bình. A. 238,0887uB. 238,0587u C. 237,0287uD. 238,0287u Lời giải 97,27 0,72 0,01 m .238,088u .235,0439u .234,0409u 238,0287u 100 100 100 Chọn D Câu 4. Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là 14,0067u gồm 2 đồng vị là N14 và N15 có khối lượng nguyên tử lần lượt là 14,00307u và 15,00011u. Phần trăm của N15 trong nitơ tự nhiên: A. 0,36%B. 0,59% C. 0,43%D. 0,68 % Lời giải m xm1 1 x m2 14,0067u x.15,00011u 1 x .14,00307u x 0,0036 Chọn A 2. Thuyết tương đối Câu 5. [Trích đề thi THPT QG năm 2007] Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng Mặt Trời giảm một lượng 3,744.1014 kg. Biết vận tốc ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Công suất bức xạ (phát xạ) trung bình của Mặt Trời bằng A. 6,9.1015MW.B. 3,9.10 20MW. C. 4,9.1040MW. D. 5,9.1010MW. Lời giải Công suất bức xạ trung bình của mặt trời: 14 8 2 E mc2 3,744.10 . 3.10 P 3,9.1020 MW Chọn B t t 86400 Câu 6. Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P= 3,9.1026 W.Phản ứng hạt nhân tronglòng Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày)là1,945.1019 kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng A. 1,958.1019 kg. B. 0,9725.1019 kg. C. 3,89.1019 kg. D. 1,945.1019 kg. Năng lượng phản ứng trong lòng Mặt trời trong 1 năm w W= P.t= (m m )c2 m m 1,958.1019 (kg) H H c2
Câu 7. Khối lượng của electron chuyên động bằng hai lần khối lượng nghỉ của nó. Tìm tốc độ chuyển động của electron. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). A. 0.4.108m/sB. 2,59.10 8m/s C. 1,2.10 8m/sD. 2,985.10 8m/s Lời giải 2 m0 v 1 c 3 8 m 2m0 1 2 v 2,59.10 m / s Chọn B v2 c 2 2 1 c2 Câu 8. Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô có năng lượng nghỉ E0 và có vận 12c tốc bằng thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng 13 13E 25E A. 2,6E B. 0 C. 0 D. 2,4E 0 12 13 0 Lời giải m E E m 0 E 0 0 2,6E . Chọn A 2 2 2 0 v v 12 1 1 1 c c 13 Câu 9. (ĐH−2011) Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng A. 2,41.108m/s. B. 2,75.10 8 m/s. C. 1,67.10 8 m/s. D. 2,24.10 8 m/s. Lời giải 1 2 2 1 2 m0 Wd E0 mc m0c m0c 2m 3m0 2 3m0 2 2 v2 1 c2 v2 2 c 5 1 v 2,24.108 m / s Chọn D c2 3 3 Câu 10. Vận tốc của 1 êlectron tăng tốc qua hiệu điện thế 105 V là A. 0,4.108 m/s.B. 0,8.10 8 m/s.C. 1,2.10 8 m/s.D. 1,6.10 8 m/s. Lời giải 2 1 8 e U Wd m0c v 1,6.10 m / s Chọn D v2 1 c2 3. Độ hụt khối và năng lượng liên kết 12 12 Câu 11. Tính năng lượng liên kết của 6 C . Cho biết khối lượng của 6 C là 11174,934 MeV/c²; nơtron tự do là 939,6 MeV/c², của proton tự do là 938,3 MeV/c², và của electron là 0,511 MeV/c². Cho biết l u = 93l,5 MeV/c². A. 92,47 MeV.B. 62,4 McV.C. 65,5 MeV.D. 86,48 MeV. Lời giải Năng lượng liên kết của C12 là: E m.c² 6.939,6 6.938,3 11174,934 92,466 MeV. Chọn A 2 Câu 12. Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân đơtêri 1 D lần lượt là 1,0073 u;; 1,0087 u và 2 2 2,0136 u. Biết 1u 931,5MeV / c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơêri 1 D là A. 4,48MeV / nuclôn B. 3,06 MeV/nuclôn C. 1,12MeV / nuclôn D. 2,24MeV / nuclôn Hướng dẫn m mp mn mD 1,0073 1,0087 2,0136 0,0024u 2 Wlk mc 0,0024.931,5 2,2356MeV
W 2,2356  lk 1,1178MeV / nuclon . Chọn C A 2 40 6 Câu 13. (ĐH − 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; 18 Ar ; 3 Li lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng lượng hên kết riêng của hạt nhân 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. Lời giải 2 W Zmp A Z mn mX c Áp dụng công thức:  lk A A 2 18.1,0073 40 18 1,0087 39,9525 uc  5,20 MeV / nuclon Ar 40 Li 6 8,62 MeV / nuclon Ar Li 8,62 5,20 3,42 MeV Chọn B 56 Câu 14. Cho năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 26 Fe là 8, 8 MeV. Biết khối lượng của hạt prôtôn và nơtrôn lần lượt là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u, trong đó l u = 931,5 MeV/c² 56 Khối lượng hạt nhân 26 Fe là A. 55,9200 u.B. 56,0143 u C. 55,9921u.D. 56,3810u. Lời giải Năng lượng liên kết của hạt nhân Fe là: Elk  A 8,8.56 492,8MeV E 492,8 Mặt khác E m.c2 m lk 0,529u. lk c2 931,5 Mà: m Z.mp A Z .mn m m 26.1,007276u 56 26 .1,008665u mFe 0,529 mFe 55,92 u. Chọn A 4 6 Câu 15. Hạt nhân 2 He có năng lượng liên kết là 28,4MeV , hạt nhân 3 Li có năng lượng liên kết là 39,2 2 MeV, hạt nhân 1 D có năng lượng liên kết là 2,24MeV . Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của ba hạt nhân này. 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 . Hướng dẫn 28,4  7,1 He 4 Wlk 39,2   Li 6,5  D  Li  He . Chọn D A 6 2,24  D 1,12 2 4. Phản ứng hạt nhân 6 7 1 Câu 16. Trong phản ứng hạt nhân 3 Li X 4 Be 0 n, X là 2 0 0 4 A. 1 H B. 1e C. 1 e D. 2 He Hướng dẫn 6 A 7 1 A 2 . Chọn A 3 Z 4 0 Z 1 9 Câu 17. Cho hạt prôtôn bắn vào các hạt nhân 4 Be đang đứng yên, người ta thấy các hạt tạo thành gồm 4 2 He và hạt nhân X. Hạt nhân X có cấu tạo gồm
A. 3 prôtôn và 3 nơtrônB. 3 prôtôn và 6 nơtrôn C. 2 prôtôn và 2 nơtrônD. 2 prôtôn và 3 nơtrôn Lời giải: 1 9 4 A Phương trình phản ứng hạt nhân: 1p 4 Be  2 He Z X Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 1 4 2 Z Z 3 Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 1 9 4 A A 6 6 6 Vậy hạt nhân X có kí hiệu là 3 X , và X là hạt nhân 3 Li Hạt nhân X có 3 prôtôn và (6 3) 3 nơtrôn. Chọn A 14 14 Câu 18. Trong phản ứng phân rã phóng xạ 6 C 7 N + X, hạt X chính là tia phóng xạ + 1 A. β . B. α. C. β . D. 1 H. Hướng dẫn 14 14 0 6 C 7 N + 1X . Chọn A - 232 Câu 19. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β thì hạt nhân 90Th biến đổi thành hạt 208 nhân 82 Pb ? A. 4 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β-.B. 6 lần phóng xạ α; 8 lần phóng xạ β -. C. 8 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β-.D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β -. Lời giải: 232 208 4 0 Phương trình phản ứng: 90Th  82 Pb x 2 He y 1 Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối, ta được: 4x 0.y 232 208 24 x 6 x 6 . 2x ( 1).y 90 82 8 2x y 8 y 4 Vậy có 6 hạt và 4 hạt  . Chọn D 9 12 Câu 20. Cho phản ứng hạt nhân 4 Be  6 C n , trong đó khối lượng các hạt tham gia và tạo thành 2 trong phản ứng là m 4,0015u;mBe 9,0122u;mC 12,0000u;mn 1,0087u và 1u 931,5MeV / c . Phản ứng hạt nhân này A. thu vào 4,66 MeV.B. tỏa ra 4,66 MeV. C. thu vào 6,46 MeV.D. tỏa ra 6,46 MeV. Lời giải: 9 12 Phương trình phản ứng: 4 Be  6 C n 2 Năng lượng của phản ứng: E (mBe m mC mn )c E (9,0122 4,0015 12,0000 1,0087).931,5 E 4,66MeV 0 phản ứng hạt nhân này tỏa năng lượng. Chọn B 2 2 3 1 2 3 1 Câu 21. Cho phản ứng nhiệt hạch 1 H 1 H 2 He 0 n . Biết khối lượng nguyên tử của 1 H,2 He,0 n lần lượt là 2,0135 u; 3,0149 u; 1,0087 u và 1u 931,5MeV / c2 . Năng lượng tỏa ra của phán ứng là A. 6,34MeV B. 1,59MeV C. 4,76MeV D. 3,17MeV Hướng dẫn 2 E mt ms c 2.2,0135 3,0149 1,0087 .931,5 3,17MeV . Chọn D 3 2 4 Câu 22. (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân: 1 T 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 lu = 931,5 MeV/c2. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng A. 15,017 MeV B. 200,025 MeV C. 17,498 MeV D. 21,076 MeV Lời giải 2 2 E  msau mtruoc c mHe 0 mT mD c 17,498 MeV Chọn C
37 37 Câu 23. Một phản ứng hạt nhân có phương trình là 17 Cl p n 18 Ar . Cho biết độ hụt khối của hạt 37 37 2 nhân 17 Cl và hạt 18 Ar lần lượt là 0,3415u và 0,3398u . Lấy lu 931,5MeV / c . Phản úng này A. tỏa 1,58MeV . B. thu 1,02MeV . C. thu 1,58MeV . D. tóa 1,02MeV . Lời giải 2 E mAr mCl c 0,3398 0,3415 .931,5 1,58MeV 0 . Chọn C 2 3 4 1 Câu 24. Xét phản ứng kết hợp 1 H 1 H 2 He 0 n . Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt đotêri, triti 4 và 2 He lần lượt là 1,16MeV / nuclôn; 2,82MeV / nuclôn; 7,07MeV / nuclôn. Phản ứng này tỏa một năng lượng bằng A. 17,50MeV . B. 11,05MeV . C. 39,06MeV . D. 24,30MeV . Hướng dẫn E WHe WD WT 7,07.4 1,16.2 2,82.3 17,5MeV . Chọn A Câu 25. Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thori Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của Th230 là 7,7 MeV/nuclôn. A. 13,98 MeV. B. 10,82 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV. Lời giải E W s W  A  A  A  lk  lk t Th Th U U 7,1.4 7,7.230 7,63.234 13,98 MeV Chọn A −27 Câu 26. (ĐH−2007) Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10 kg; 1 eV =1,6.10−19 J; c = 3.108 m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C12 thành các nuclôn riêng biệt bằng A. 72,7 MeV.B. 89,4 MeV.C. 44,7 MeV.D. 8,94 MeV. Lời giải Năng lượng cần để tách hạt nhân Cl2 thành các nuclôn riêng biệt bằng năng lượng liên kết của hạt nhân. 12 Hạt nhân 6 C có 6 prôtôn và 6 nơtrôn. 2 2 Elk m.c 6mp 6mn mC c =(6.1,00728+6.1,00867-12).931.5 =89,4MeV. Chọn B 9 1 Câu 27. Để phản ứng 4 Be   2. 0 n có thể xảy ra, lượng tử  phải có năng lượng tối thiều là bao 2 nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, mBe = 9,01218u; mα = 4,0026u; mn= l,0087u; 2uc = 931,5 MeV. A. 2,53 MeV.B. 1,44 MeV.C. 1,75 MeV.D. 1,6 MeV. Lời giải: 2 2 Nếu phản ứng thu năng lượng E  mtruocc  msauc 0 thì năng lượng tối thiểu của phôtôn cần thiết để phản ứng thực hiện được là min E 2 2 2 Ta có: E mBec 2m c mnc 1,6(MeV)  E 1,6(MeV) . Chọn D 12 4 Câu 28. Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân 6 C đứng yên tách thành các hạt nhân 2 He . Tần số 21 2 của tia gamma là 4.10 Hz. Các hạt hêli có cùng động năng. Cho mc = 12,000u; mHe = 4,0015u; 1uc = 931MeV; h = 6,625.10-34(Js). Động năng mỗi hạt hêli bằng A. 5,56.10-13J.B. 4,6.10 -13J. C. 6,6.10-13J. D. 7,56.10-13J. Lời giải: 12 4 4 4 Phương trình phản ứng:  6 C  2 He 2 He 2 He 2 2 Bảo toàn năng lượng toàn phần: hf mCc 3mHec 3K Có: hf 6,625.10 34.4.1021 2,65.10 12 J 16,5625MeV
hf m c2 3m .c2 16,5625 12,000.931 3.4,0015.931 K C He 3 3 13 K 4,124MeV 6,6.10 J . Chọn C 1 7 Câu 29. Cho phản ứng hạt nhân 1 H 3 Li 2X . Biết mX 4,0015u,mH 1,0073u,mLi 7,0012u , 2 23 1uc 931MeV và số Avogadro NA 6,0210 . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 2 g chất X là A. 4.1023 MeV . B. 7,71023 MeV . C. 15,4.1023 MeV . D. 11,31026 MeV . Hướng dẫn 1 7 4 1 H 3 Li 2 2 X 2 E mH mLi 2mX c 1,0073 7,0012 2.4,0015 .931 5,1205MeV 1 m 1 2 23 23 . .N A. E . .6,02.10 .5,1205 7,7.10 MeV . Chọn B 2 M X 2 4,0015 3 2 4 Câu 30. Cho phản úng nhiệt hạch có phương trình: 1 T 1 D 2 He n . Biết độ hụt khối của các hạt 2 23 1 mT 0,009106u , mD 0,002491u , mHe 0,030382u và 1u 931,5MeV / c , N A 6,02.10 mol . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1,2 g Heli theo phản ứng trên là A. 3,16.1024 MeV . B. 3,16.1023 MeV . C. 17,50MeV . D. 17,50.1023 MeV . Hướng dẫn 2 E ms mt c 0,030382 0,009106 0,00249 .931,5 17,5MeV m 1,2 N E .N . E .6,02.1023.17,5 3,16.1024 . Chọn A A A 4 235 1 95 139 1 235 Câu 31. 92 U + 0 n 42 Mo + 57 La + 2 0 n + 7e là một phản ứng phân hạch của Uranin U . Biết khối lượng hạt nhân: mU 234,99 u; mMo 94,88 u; mLa 138,87 u; mn 1,0087 u. Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.106 J/kg. Khối lượng xăng cần dùng để có thể tỏa năng lượng tương đương 1 gam 235U phân hạch là A. 1616 kg.B. 1717 kg. C. 1818 kg.D. 1919 kg. Lời giải: Số hạt nhân nguyên tử 235U trong 1 gam vật chất U là m 1 N .N .6,02.1023 2,5617.1021 hạt A A 235 Năng lượng tỏa ra khi giải phóng hoàn toàn 1 hạt nhân phân hạch là 2 2 E m0 m c mU mn mMo mLa 2mn c 215,3403 MeV Năng lượng khi 1 gam U phản ứng phân hạch là E N. E 2,5617.1021.215,3403 5,5164.1023 MeV = 8,8262.1010 J Khối lượng xăng cần dùng để có năng lượng tương đương E 8,8262.1010 m 1919 kg. Chọn D 46.106 46.106 Câu 32. (ĐH − 2013) 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 chì bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro NA = 6,023.1023mol−1. Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là: A. 461,6 g. B. 461,6 lcg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.