Chuyên đề Vật lý hạt nhân
* Theo Rutherford, nguyên tử rất nhỏ có đường kính khoảng 10-8
m bao gồm một hạt nhân
ở giữa, xung quanh có các electron
* Hạt nhân có kích thước rất nhỏ (khoảng 10-14
m đến 10
-15
m) được cấu tạo từ các hạt nhỏ
hơn gọi là nuclon.
* Có 2 loại nuclon:
- Proton: ký hiệu p mang điện tích nguyên tố +e, khối lượng mp= 1,67263.10
-27
kg lớn hơn
khối lượng electron khoảng 1840 lần
- Nơtron: ký hiệu n, không mang điện tích, khối lượng mn= 1,67494.10
-27
kg
* Nếu một nguyên tố có số thứ tự Z trong bảng tuần hoàn Mendeleev (Z gọi là nguyên tử
số) thì nguyên tử của nó sẽ có Z electron ở vỏ ngoài hạt nhân củanguyên tử ấy chứa Z
proton và N nơtron.
am D. 20 gam Câu 57. Đồng vị Na có chu kỳ bán rã T =15h , Na là chất phóng xạ và tạo thành đồng vị của magiê. Mẫu Na có khối lượng ban đầu m0 = 24g. Độ phóng xạ ban đầu của Na bằng 24 11 24 11 −β 24 11 24 11 A. 7,73.1018 .Bq B. 2,78.1022 .Bq C. 1,67.1024.Bq D. 3,22.1017 .Bq Câu 58. Đồng vị Na là chất phóng xạ và tạo thành đồng vị của magiê. Mẫu Na có khối lượng ban đầu m0 = 8g , chu kỳ bán rã của 24 Na là T =15h. Khối lượng magiê tạo thành sau thời gian 45 giờ là 24 11 −β 2411 11 A. 8g B. 7g C. 1g D. 1,14g Câu 59. Cho phản ứng hạt nhân sau: H + Be He + X + 2,1 MeV. Năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 4 gam heli bằng 1 1 9 4 → 42 A.5,61. 1024MeV B.1,26.1024MeV C. 5,06.1024MeV D. 5,61. 1023MeV Câu 60. Côban ( ) phóng xạ với chu kỳ bán rã T = 5,27 năm. Thời gian cần thiết để 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ bị phân rã là Co −β Co6027 A. 42,16 năm B. 21,08năm C. 5,27 năm D. 10,54 năm Câu 61. Năng lượng nghỉ của 1 gam nguyên tử Côban ( ) bằng Co6027 A. 9.1016J B.3.108J C. 9.1013J D. 3.105J Câu 62. Biết khối lượng của prôton mP = 1,0073u, khối lượng nơtron mn = 1,0087u,khối lượng của hạt nhân đơtêri m = 2,0136u và 1u = 931MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân nguyên tử đơtêri 2 H là 1 A. 1,12MeV B. 2,24MeV C. 3,36MeV D. 1,24MeV Câu 63. Cho phản ứng phân hạch Uran 235 : n + 235 U → 144 Ba + 8936 Kr + 3 n + 200 MeV. Biết 1u = 931 MeV/c2. Độ hụt khối của phản ứng bằng 1 0 92 56 1 0 A. 0,3148u B. 0,2148u C. 0,2848u D. 0,2248u Câu 64. Cho phản ứng hạt nhân : T + D → α + n. Cho biết mT =3,016u; mD = 2,0136u; = 4,0015u; mn = 1,0087u; u = 931 MeV/c2. Khẳng định nào sau đây liên quan đến phản ứng hạt nhân trên là đúng ? αm A. tỏa 18,06MeV B. thu 18,06MeV C. tỏa 11,02 MeV D. thu 11,02 MeV Câu 65. Cho phản ứng hạt nhân: → T + α + 4,8 MeV. Năng lượng tỏa ra khi phân tích hoàn toàn 1g Li là Lin 6310 + Trang 12 A. 0,803.1023 MeV B. 4,8.1023 MeV C. 28,89.1023 MeV D. 4,818 .1023 MeV Câu 66. Bắn phá hạt nhân 14 N đứng yên bằng một hạt α thu được hạt proton và một hạt nhân Oxy. Cho khối lượng của các hạt nhân : mN = 13,9992u ; mα = 4,0015u ; mP= 1,0073u ; mO = 16,9947u , với u = 931 MeV/c2 . Khẳng định nào sau đây liên quan đến phản ứng hạt nhân trên là đúng ? 7 A. Thu 1,39.10–6 MeV năng lượng B. Toả 1,21 MeV năng lượng C. Thu 1,21 MeV năng lượng D. Tỏa 1,39.10–6 MeV năng lượng Câu 67. Xem ban đầu hạt nhân 12 C đứng yên .Cho biết mC =12,0000u ; mα = 4,0015u. Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân thành ba hạt α là 6 C126 A. 6,7.10–13J B. 7,7.10–13J C. 8,2.10–13J D. 5,6.10–13J Câu 68. Hạt nhân phóng xạ Pôlôni 210 Po đứng yên phát ra tia α và sinh ra hạt nhân con X. Gọi K là động năng ,v là vận tốc,m là khối lượng của các hạt. Biểu thức nào là đúng 84 A. α α α == m m v v K K X X X B. αα α == m m v v K K XX X C. XXX m m v v K K ααα == D. α αα == m m v v K K X XX Câu 69. Hạt nhân phóng xạ Pôlôni 210 Po đứng yên phát ra tia α và sinh ra hạt nhân con X. Biết rằng mỗi phản ứng phân rã α của Pôlôni giải phóng một năng lượng ΔE = 2,6MeV. Lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân theo số khối A bằng đơn vị u. Động năng của hạt α có giá trị 84 A. 2,15MeV B. 2,55MeV C. 2,75MeV D. 2,89MeV Câu 70. Hạt nhân đứng yên phóng xạ α và biến đổi thành hạt nhân X , biết động năng của hạt α là : = 4,8 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân tính bằng u bằng số khối của chúng, năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên bằng Ra22688 αK A. 1.231 MeV B. 2,596 MeV C. 4,886 MeV D. 9,667 MeV Câu 71. Người ta dùng proton bắn phá hạt nhân Beri đứng yên. Hai hạt sinh ra là Hêli và X : 1 1 p + Be → He + X . Biết proton có động năng K = 5,45MeV, Hêli có vận tốc vuông góc với vận tốc của proton và có động năng KHe = 4MeV. 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 9 4 4 2 P A. 1,225MeV B. 3,575MeV C. 6,225MeV D. Một giá trị khác Câu 72. Cho phản ứng hạt nhân : n + Li → T + α + 4,8 MeV. Cho biết mn = 1,0087u; mT = 3,016u; mα = 4,0015u; 1u = 931 MeV/c2. Khối lượng của hạt nhân Li có giá trị bằng 1 0 6 3 A. 6,1139u B. 6,0839u C. 6,411u D. 6,0139u Trang 13 Đáp Án : 1A.2C.3D.4C.5B.C6.7D.8D.9B.10A.11C.12D.13A. 14C.15D.16B.17A.18D.19C.20A.21B.22B.23D.24B. 25D.26B.27D.28C.29C.30B.31D.32A.33D.34B.35C. 36C.37A.38C.39B.40B.41D.42A.43C.44C.45A.46D. 47B.48C.49D.50A.51A.52C.53C.54A.55D.56B.57A. 58B.59B.60D.61C.62A.63B.64A.65D.66C.67A.68D. 69B.70C.71B.72D. HƯỚNG DẪN GIẢI 1 Khối lượng của nguyên tử xấp xỉ khối lượng hạt nhân. chọn câu A ⇒ 2Trong hạt nhân số proton bằng hoặc nhỏ hơn số nơtron chọn câu C ⇒ 3 Nguyên tử đồng vị phóng xạ có: A =235 ; Z = 92 chọn câu D U23592 ⇒ 4 Ký hiệu của nguyên tử mà hạt nhân của nó chứa 3 prôton và 4 nơtron là chọn câu Li73 ⇒ C 5 NA nguyên tử nặng 4g một hạt nhân nặng m = He42 ⇒ He42 AN 4 = 6,64.10–24g chọn ⇒ câu B 6 Điều kiện tiêu chuẩn : NA nguyên tử 4g 22,4 l He42 → → Có 2 gam chiếm một thể tích tương ứng là 11,2 lít chọn câu C ⇒ He42 ⇒ 7 Khối lượng của các hạt nhân sau đây : D , 3 T , 21 1 α= > mT > mD ⇒ chọn câu He42 ⇒ αm D 16 8 16 T t o 2 100 2 mm == = 25g⇒ chọn câu B 17 20Ao T to 10.39,3A16 Nm 2 1.NN === ⇒ chọn câu A 18 8,3T9375,01 2 1 2 11H H T t T to =⇒−=⇒−=Δ ngày⇒ chọn câu D 19 ==λ=−=Δ t.T2Ln.A NmtNNNN Aooo 3,895.10 11 nguyên tử ⇒ chọn câu C 20 ⇒−=⇒=−=Δ 875,01 2 1875,0 2 11N N T t T to t = 16710 năm chọn câu A ⇒ Trang 14 21 ==λ== λ− T t Ao T to t o 2 1.A Nm T 2Ln 2 1NeHH 5,51.1013Bq chọn câu B ⇒ 22 )e1(NNN360N too λ−−=−==Δ )e1('N'N'N45'N too λ−−=−==Δ ⇒ h236T3Tt2'N N845 360 T t o o ==⇒=⇒=== ⇒ chọn câu B 23 25,2 18 m m2 2 mm oT t T t o ==⇒= ⇒ t = 414 ngày chọn câu D ⇒ 24 g2A2 A.mmA N.mNA N.m 2 1 2 N)e1(NNNN oAAotoo ==⇒====−=−=Δ αα ααλ− ⇒ chọn câu B 25 === λ− T to t o 2 1HeHH 0,5.105 Bq chọn câu D ⇒ 26 ⇒=λ= A Nm T 2LnNH Aooo mo= 2,15.10 -8g chọn câu B ⇒ 27 === λ− T to t o 2 1HeHH 0,25Ho⇒ t = 11200 năm ⇒ chọn câu D 29 ⇒==⇒== λ− 13,7 2,19 H H2 2 1HeHH oT t T to t o T = 3,5 phút 30 2Ln Tt1t.e NeNN oto =Δ⇒=Δλ⇒== λ− ⇒ chọn câu B 31 ⇒ A = 1 ; Z = 0 ⇒ chọn câu D −−+++→+ e7X2LaMoUn 01AZ1395795422359210 32 A Nm T 2LnNH Aooo =λ= = 2,56.1013Bq ⇒ chọn câu A 33 → Pb + x He + y e x = 6 ; y = 4 chọn câu D Th23290 20682 42 01− ⇒ ⇒ 39 + → + X là hạt Proton chọn câu B D21 D21 T31 X11 ⇒ ⇒ 46 821N N N NN N N7 T t ooPb =⇒−=−== ⇒ t = 414 ngày⇒ chọn câu D 47 ⇒== λ− T to t o 2 1HeHH t = 9936h ⇒ chọn câu B Trang 15 50 ⇒== λ− T to t o 2 1memm t = 30 giờ ⇒ chọn câu A 51 905,4210 206.5 m m 5 1 A A m m A Nm A Nm N N Po Pb Po Pb Pb Po Pb APb Po APo Pb Po ==⇒=== ⇒ chọn câu A 52 =−=−=−=Δ= λ−β− )2 11(A N.m)e1(NNNNN 3 Aot oo 5,27.10 23 hạt ⇒ chọn câu C 53 ⇒−=⇒−=−=−=Δ λ− ) 2 11(1000375,984) 2 11(m)e1(mmmm T t T to t oo t = 32 năm chọn ⇒ câu C 54 =−=−=−=Δ λ− 3,71 365 T t t o 2 11 2 11e1N N 97,1% ⇒ chọn câu A 55 ⇒== T too 2 1H.128H128H T = 15h chọn câu D ⇒ 58 g7m8 7 N A.N mA N.m 8 7)e1(NNNNN o A MgMg Mg At ooNaMg ===⇒=−=−=Δ= λ− ⇒ chọn câu B 59 11 H + Be He + X + 2,1 MeV 94 → 42 1 hạt toả năng lượng 2,1 MeV .Vậy NA hạt α α ( 4g He ) toả năng lượng1,26.1024MeV⇒ chọn câu B 4 2 60 ⇒=−=−=Δ λ− 75,0 2 11e1m m T t t o t = 10,54 năm⇒ chọn câu D 61 E = mc2=10-3.(3.108)2 = 9.1013J ⇒ chọn câu C 62 A c)mmm( A c)mm( A E'E 2 HnP2o 2 1 −+=−=Δ=Δ =1,12MeV chọn câu A ⇒ 63 ===Δ=Δ⇒Δ=Δ 931u200c MeV200 c EMc.ME 22 2 0,2148u ⇒ chọn câu B 64 T + D → α + n MO= mT + mD ; M = + mn . Vì MO > M ⇒ Phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng toả ra là : αm Trang 16 =−=Δ=Δ 2O2 c)MM(c.ME 18,06MeV chọn câu A ⇒ 65 → T + α + 4,8 MeV . Ta có : NLi = Lin 6310 + Li A A N.m 1 hạt Li toả năng lượng 4,8 MeV, vậy NLi hạt Li toả năng lượng : E = 4,818 .1023 MeV⇒ chọn câu D 66 α + 14 N p + O 7 → MO= + mN ; M = mP + mO . Vì MO < M Phản ứng thu năng lượng, năng lượng thu vào là : αm ⇒ =−=Δ=Δ 2o2 c)MM(c.ME 1,21 MeV chọn câu C ⇒ 67 E = 3 - EC = (3 -mC) c2 = 4,1895 MeV = 6,7.10–13J chọn câu A αE αm ⇒ 68 210 Po α + X . Định luật bảo toàn động lượng ⇒ 84 → Xpp =α ⇒ ⇒=αα XXvmvm α α = m m v v X X (1) Từ : Xpp =α ⇒ 2X2 pp =α ⇒ ⇒=αα XXKmKm α α = m m K K X X (2) (1) (2) ⇒ α αα == m m v v K K X XX ⇒ chọn câu D 69 Po α + X 21084 → ⇔ PbHePo 206824221084 +→ Định luật bảo toàn năng lượng : )1(MeV5,51KKE X =+=Δ α Ta có : )2(5,514 206 m m K K X X === α α . Từ (1) (2) ⇒ αK = 2,55MeV chọn câu B ⇒ 70 XHeRa 222864222688 +→ Định luật bảo toàn năng lượng : )1(KKE X+=Δ α Định luật bảo toàn động lượng ⇒ Xpp =α ⇒ 2X2 pp =α ⇒ ⇒=αα XXKmKm X X m KmK αα= (2) (1) (2) 4,886 MeV⇒ chọn câu C ⇒ =ΔE 71 11 p + Be → He + 94 42 X63 Định luật bảo toàn động lượng : Xp ppp rrr += α . Vì α⊥ ppp rr ⇒ 2p22X ppp += α ⇒ XXppXX K45,516K6KmKmKm ⇒+=⇔+= αα = 3,575MeV chọn câu B ⇒ 72 n + Li → T + α + 4,8 MeV . 10 63 =−=Δ=Δ 2O2 c)MM(c.ME ( mn + mLi – mT – ) c2 = 4,8 MeV αm Trang 17 ⇒ mLi = 6,0139u⇒ chọn câu D GV. Nguyễn Hữu Lộc và Trần Ngọc Lân TT luyện thi đại học CLC Vĩnh Viễn Trang 18
File đính kèm:
- ontapvatlyhatnhancalythuyetvabaitappdf.pdf