Đang tải... (xem toàn văn)
bài tập vật lý hạt nhân tự luận và trắc nghiệm có đáp án
CU TO NGUYấN T A PHểNG X Xỏc nh cu to ht nhõn bn vng ca ht nhõn 226 Bi 8.1 Hóy cho bit thnh phn cu to ca ht nhõn Radi 88 Ra Hóy tớnh kg lng ca mol nguyờn t Radi, lng ca mt ht nhõn Radi, lng ca mt mol ht nhõn Radi Cho bit lng nguyờn t Radi l m = 226,0254u v me = 0,00055u Bit bỏn kớnh ht nhõn Radi c xỏc nh bng cụng thc r=1,4.A 1/3 (10-15m) Hóy tớnh lng riờng ca ht nhõn Radi Tớnh nng lng liờn kt ca ht nhõn Ra Bi 8.2 56 14 238 Sp xp theo th t tng dn v bn vng ca ht nhõn sau: 26 Fe ; N v 92 U cho bit mFe=55,927u; mN=13,9992u; mU=238,0002u Tớnh ht v nng lng liờn kt ca ht nhõn 16 O Cho bit mP=1,007276u; mn=1,008665u; me=0,000549u; 1u=931MeV/c2 Khi lng ht nhõn c tớnh bng cỏch ly lng nguyờn t tng ng tr i lng cỏc electron cú nguyờn t y Xỏc nh lng cht phúng x Bi 8.3 Ban u cú 1kg cht phúng x Coban 60 27 Co chu kỡ bỏn ró T=5,33 nm a) Sau 15 nm, lng cht Coban cũn li bao nhiờu? 60 28 b) Bit sau phõn ró phúng x Coban bin thnh Ni Tớnh lng Ni to thnh sau 15 nm c) Sau bao lõu lng Coban ch cũn bng 10g d) Sau bao lõu lng Coban ch cũn bng 62,5g 238 234 Bi 8.4 Urani ( 92 U ) cú chu kỡ bỏn ró l 4,5.109 nm Khi phúng x , urani bin thnh Thụri ( 90Th ) Hi cú bao nhiờu gam thụri c to thnh 23,8g Urani sau 9.109 nm? Bi 8.5 Mu Poloni Po 210 phúng x cú chu kỡ bỏn ró T=138 ngy Tớnh s phn trm nguyờn t poloni ó phúng x sau thi im quan sỏt lỳc u 46 ngy Bi 8.6 a) Co l ng v phúng x phỏt tia v tia vi chu kỡ bỏn ró T1=71,3 ngy - Vit phng trỡnh phn ng 60 - Tớnh t l phõn ró (%) ca 27 Co 30 ngy 24 b) Cú bao nhiờu ht c gii phúng 1h t g ng v phúng x 11 Na , bit rng chu kỡ bỏn ró ca 24 11 Na l T2=15 gi Bi 8.7 Ti tõm ca mt bỡnh cu rng bng thy tinh, bỏn kớnh mt 8,0cm ó rỳt ht khụng khớ, cú t 0,01mg 222 86 Ra cú chu kỡ bỏn ró khỏ ln T=1590 nm Mt bỡnh cu c mt lp mng km sunfua Radi phỏt cỏc ht u theo mi phng, to cỏc chp sỏng mi ht p vo lp km sunfua Thớ nghim cho thy (qua kớnh hin vi) 100 giõy m c 19 chp sỏng trờn din tớch s = 0, 01mm a) Tớnh s ht m 1mg Radi phỏt mt phỳt Coi thi gian ny l rt nh so vi chu kỡ bỏn ró b) Hng mt na s ht tớnh c cõu a vo mt bn ca t in cú in dung C=10pF, bn ni vi t Sau phỳt, hiu in th gia hai bn t l 147V (hiu in th lỳc u l 0) Hóy tớnh in tớch ca mt ht 226 c) Lng khớ He to bi 1mg 88 Ra mt nm l 0,172mm3 iu kin tiờu chun Coi thi gian nm rt nh so vi chu kỡ bỏn ró ca Radi Tớnh lng ca mt ht v s Avogadro NA Bi 8.8 a) ng v strụnti 90 Sr cú tớnh phúng x vi chu kỡ bỏn ró 20 nm Hi sau nhng thi gian ln lt 10 nm, 50 nm v 100 nm thỡ lng Sr cũn li l bao nhiờu (so vi giỏ tr ban u) 234 b) Urani U238 cú chu kỡ bỏn ró l 4,5.10 nm Khi phúng x , Urani bin thnh Thụri ( 90Th ) Hi cú bao nhiờu gam thụri c to thnh 23,8g urani sau 9.109 nm Bi 8.9 Chu kỡ bỏn ró ca 210 84 Po l T=138 ngy ờm Khi phúng x , Poloni bin thnh 206 82 Pb a) Xỏc nh cú bao nhiờu nguyờn t Poloni b phõn ró sau 276 ngy ờm nu ban u cú 42mg Poloni Xỏc nh lng chỡ c to thnh khong thi gian trờn b) Sau bao lõu lng Poloni ch cũn 2,625mg Bi 8.10 Cú 1kg cht phúng x Bi = 60 27 Co vi chu kỡ bỏn ró T=16/3 nm Sau phõn ró Co bin thnh a) Vit phng trỡnh phõn ró b) Tớnh lng cũn li cha phõn ró ca cht phúng x sau 16 nm c) Sau bao lõu 984,375 gam cht ó phõn ró 8.11 Thi gian sng trung bỡnh ca N ht nhõn phúng + + + i + + N N x theo nh 60 28 Ni ngha l: ú i l khong thi gian tn ti ca ht nhõn th i k t lỳc kho sỏt ti lỳc nú b phõn ró Ngi ta ó chng minh c rng = vi l hng s phúng x Tỡm mi liờn h gia v chu kỡ bỏn ró T; Co60 cú chu kỡ bỏn ró T = 5,33 nm thỡ thi gian sng trung bỡnh ca Co60 l bao nhiờu? Sau khong thi gian thỡ s ht nhõn cũn li (cha b phõn ró) s bng bao nhiờu phn trm s ht nhõn ó cho lỳc u Xỏc nh chu kỡ bỏn ró (hng s phúng x) Bi 8.12 Xỏc nh hng s phúng x ca Co55 bit rng s nguyờn t ca ng v y c mi gi gim i 3,8% Bi 8.13 o chu kỡ bỏn ró ca mt cht phúng x ngi ta dựng mỏy m xung Khi mt ht p vo mỏy, mỏy xut hin mt xung in; h m ca mỏy tng s m thờm mt n v Ban u, mt phỳt, mỏy m c 360 xung Nhng gi sau phộp o ln th nht, mt phỳt mỏy ch m c 90 xung (trong cựng mt iu kin o) a) Xỏc nh chu kỡ bỏn ró ca cht phúng x b) Cỏc ht phúng c t mt in trng u ca mt t in Gi s cỏc ht u cú cựng tc u y + d O + + uu r v0 x - - - uur v0 v c b trớ uur cho phng ca v vuụng gúc vi phng ca in trng - Lp phng trỡnh qu o ca cỏc ht in trng - Khi in trng, ht b lch so vi phng ban u gúc Tớnh tc u v0 theo p dng: gúc = 100 ; hiu in th trờn t in U=100V; B rng t in d=10cm; chiu di t in l=0,2m Cho t s e/m=1,76.1011C/kg Bi 8.14 o chu kỡ bỏn ró ca mt cht phúng x, ngi ta dựng mỏy m xung Ban u phỳt cú 250 xung nhng gi sau o ln th nht ch cũn m c 92 xung phỳt Tớnh chu kỡ bỏn ró ca cht phúng x Bi 8.15 o chu kỡ bỏn ró ca mt cht phúng x ngi ta cho mt mỏy m xung bt u m t thi im t=0, n thi im t1=2 gi, mỏy m c n1 xung; n thi im t2=3t1, mỏy m c n2 xung vi n2=2,3n1 Xỏc nh chu kỡ bỏn ró ca cht phúng x ny Bi 8.16 0,2mg 226 88 Ra phúng 4,35.108 ht phỳt Tỡm chu k bỏn ró ca Radi Bit chu kỡ ny khỏ ln so vi thi gian quan sỏt Bi toỏn liờn quan ti phúng x Bi 8.17 Cht phúng x 25 11 Na cú chu kỡ bỏn ró T=62s a) Tớnh phúng x ca 0,248mg Na b) Tớnh phúng x sau 10 phỳt c) Sau bao lõu cht phúng x ch cũn 1/5 phúng x ban u? 222 Bi 8.18 Ban u cú 2,00g radon 86 Rn l cht phúng x vi chu kỡ bỏn ró T=3,8 ngy Hóy tớnh a) S nguyờn t ban u b) S nguyờn t cũn li sau thi gian t=1,5T c) phúng x ca lng 222 86 Rn núi trờn sau thi gian t=1,5T (Dựng cỏc n v Bq v Ci) 210 Bi 8.19 Cht Poloni 84 Po cú chu kỡ bỏn ró l 140 ngy ờm a) Sau 280 ngy ờm cú bao nhiờu nguyờn t Poloni 2,1mg b phõn ró b) phúng x ca lng poloni cũn li l bao nhiờu? Bi 8.20 60 27 Co l cht phúng x cú chu kỡ bỏn ró T=5,33 nm Lỳc u cú 100g Co, tớnh s nguyờn t Co cũn li v phúng x ca mu cht sau chu kỡ bỏn ró Bit NA=6,023.1023 Bi 8.21 Trong cỏc v th ht nhõn ngi ta thy cú cỏc ng v phúng x 131I lan khớ quyn (ng v ny cú th gõy ung th tuyn giỏp trng) Ma s lm c nhim ng v phúng x ny v cui cựng nú xut hin sa bũ Gi s sau mt v th ht nhõn, ngi ta o c phúng x ca 131I sa bũ ti mt ni no ú l 2900Bq/lớt Hi sau bao lõu thỡ sa bũ ti ú mi t mc an ton cho phộp l 185 Bq/lớt Bit chu kỡ bỏn ró ca I131 l 8,04 ngy Bi 8.22 Hai nh bỏc hc Pie Quyri v Mari Quyri c gii Noben vt lớ nm 1903 vỡ ó tỏch riờng c 0,1g clorua 226 Ra (RaCl2) Tớnh phúng x ca mu cht ny Bq v Ci Chu kỡ bỏn ró ca Ra226 l 1600 nm Bi 8.23 200 79 Au l mt cht phúng x Bit phúng x ca 3.10-9 kg cht ú l 58,9Ci a) Tỡm chu kỡ bỏn ró b) Hi sau bao lõu lng cht phúng x gim i 100 ln Cho bit 1Ci = 3,7.1010Bq; NA = 6,023.1023 nguyờn t/ mol; ln2 = 0,693; ln10 = 2,3 Bi 8.24 Mt lng cht phúng x Radon ( 222 Rn ) cú lng ban u m0 = 1mg Sau 15,2 ngy thỡ phúng x gim 93,75% Tớnh chu kỡ bỏn ró T ca Rn v phúng x ca lng cht phúng x cũn li Cho NA=6,023.1023 nguyờn t/ mol 60 Bi 8.25 phúng x ca 3mg 27 Co l 3,41Ci Tỡm chu kỡ bỏn ró ca Co v tớnh phúng x ca nú sau 20 nm Xỏc nh tui ca c vt Bi 8.26 Poloni l nguyờn t phúng x, nú phỏt ht v bin i thnh ht nhõn chỡ 206 Chu kỡ bỏn 82 Pb ró ca Poloni l 138 ngy a) Ban u cú gam Poloni nguyờn cht, hi sau nm (365 ngy) lng khớ Heli gii phúng cú th tớch bng bao nhiờu iu kin tiờu chun (0oC v 1atm) b) Tỡm tui ca mu cht trờn, bit rng thi im kho sỏt, t s lng gia chỡ v Poloni mu cht trờn l 0,6 Cho NA=6,023.1023 nguyờn t/mol Bi 8.27 Chu kỡ bỏn ró ca U238 l T1=4,5.109 nm a) Tớnh s nguyờn t n phõn ró mt nm t 1g U238 b) Hin qung Urani thiờn nhiờn cú c U238 v U235 theo t l s nguyờn t 140:1 Gi s thi im hỡnh thnh Trỏi t, t l trờn l 1:1, hóy tớnh tui ca Trỏi t Bit chu kỡ bỏn ró ca U235 l T2=7,13.108 nm 210 Bi 8.28 Ban u mt mu pụloni 84 Po nguyờn cht cú lng m = 1,00g Cỏc ht nhõn poloni phúng A x phỏt cỏc ht v bin thnh ht nhõn bn Z X a) Xỏc nh ht nhõn A Z X v vit phng trỡnh phn ng b) Xỏc nh chu kỡ bỏn ró ca poloni phúng x, bit rng nm nú to th tớch V=89,5cm khớ hờli iu kin tiờu chun c) Tỡm tui ca mu cht trờn, bit rng ti thi im khỏo sỏt, t s gia lng A Z X v 23 lng poloni cú mu cht l 0,4 Tớnh cỏc lng ú Cho NA=6,023.10 /mol Bi 8.29 Trong cỏc mu qung urani, ngi ta thy cú ln chỡ Pb206 cựng vi U238 Chu kỡ bỏn ró ca U238 l 4,5.1010 nm Hóy tớnh tui ca qung cỏc trng hp: a) T l nguyờn t tỡm thy l c 10 nguyờn t U thỡ cú nguyờn t Pb b) T l lng tỡm thy l c 1g Pb thỡ cú 5g U Bi 10.18 GTVL12(3) Bi 8.30 Trong tng cao ca bu khớ quyn, mt ntron tia v tr gp mt ht nhõn Nito tỡ gõy 14 phn ng to C , mt ng v ca cacbon a) Xỏc nh ht sinh cựng vi b) Ht nhõn 14 C 14 C 12 C v vit phng trỡnh phn ng b phõn ró v phúng tia phúng x Vit phng trỡnh ca phn ng phõn ró c) Cõy ci hp th khớ CO2 t khớ quyn Khớ ny cha c C12 v C14 Khi cõy sng, t l hai ng v ny nh cõy v khớ quyn Khi cõy cht, C14 cú cõy b phõn ró Chu kỡ bỏn ró ca C14 l 5570 nm - Hi bao lõu sau cõy cht thỡ s C14 m nú cú lỳc va mi cht gim i ch cũn mt na? - So sỏnh s phúng x ca mt mu g c vi mt mu g tng t cũn sng, c hai cựng cha mt lng C12 Mỏy m ht cho thy s ht phỏt t mu g c ớt hn ln so vi mu g cũn ang sng Xỏc nh tui ca mu g c 24(3) B TSH + Bi 10.10 GTVL12(3) 60 Bi 8.31 ng v coban 60 27 Co l cht phúng x ; ht nhõn l niken (Ni) phúng x ca 0.2g 27 Co l H = 225 Ci Hóy vit phng trỡnh ca phúng x v nờu rừ thnh phn cu to ca ht nhõn Tỡm chu kỡ 60 23 -1 bỏn ró ca 60 27 Co v tỡm thi gian cú 75% 27 Co b phõn ró Bit s Avogadro NA = 6.032 x 10 mol d b i hc 2002 Bi 8.31 Tớnh tui ca mt tng g c, bit rng phúng x ca phúng x ca nm 14 14 C tng g bng 0,707 ln C mt khỳc g cú cựng lng v va cht Bit chu kỡ bỏn ró ca 14 C l 5600 Bi 8.32 Bit rng mt mu g ó cht cỏch õy 11140 nm, hin phỏt electron mt giõy Mt mu g ti cựng lng vi mu trờn phỏt 16 electron giõy Tỡm chu kỡ bỏn ró ca 14 C Bi 8.33 Bit rng ng v phúng x nhõn 14 C v s ht nhõn ht nhõn 14 C 12 14 C cú chu kỡ bỏn ró T=5600 nm v c th sng, t s gia ht C l hng s v bng r = 10 12 Sau c th ny cht t s ny gim i vỡ s b phõn ró m khụng c s thay th bi s hp th Trong mt mu xng ng vt mi tỡm thy, t s trờn ch cũn bng r = 0,25.10 12 Hi ng vt ny ó cht cỏch õy bao nhiờu lõu? Bi 8.34 Phõn tớch mt mu g cú tui bng 2858,6 nm ngi ta thy cú 29,8% ng v phúng x cỏcbon 14 C ó b phõn ró a) Tỡm chu kỡ bỏn ró ca 14 C b) Tớnh tui ca tng c bng g bit rng phúng x ca nú ch bng 0,38 ln phúng x ca mt mu g ti mi cht cú lng bng ln lng ca tng c ny Bi 8.35 Mt mnh g c i cú phúng x ca C14 l phõn ró/phỳt Mt lng g mi tng ng cho thy tc m xung l 14 xung/phỳt Bit rng chu kỡ bỏn ró ca C14 l 5568 nm, hóy tớnh tui ca mnh g c Bi 10.9 GTVL12(3) Bi 8.36 p dng phng phỏp dựng ng v C14 nh tui ca cỏc c vt Kt qu cho thy phúng x ca mt tng c bng g lng M l 4Bq Trong ú, phúng x ca mt mu g lng 2M ca mt cõy va cht l 10Bq Xỏc nh tui ca tng g Cho chu kỡ bỏn ró ca C14 l T=5600 nm HVNHTPHCM 1999 Bi 8.37 Trong khớ quyn cú ng v phúng x C14 vi chu kỡ bỏn ró T=5568 nm Mi thc vt sng trờn trỏi t hp th cacbon t khớ quyn u cha lng C14 cõn bng Trong mt mu g c, cú C14 vi phúng x 112 phõn ró /phỳt Xỏc nh tui ca mu g ny Cho bit phúng x ca C14 thc vt sng l 216 phõn ró/phỳt Bi 10.23 GTVL12(3) Bi 8.38 California (m) gn vt nt San Andreas thng xuyờn cú ng t Nm 1979 ngi ta ly hai mu thc vt ó b hy dit cỏc trn ng t v o phúng x ca chỳng nh ng v phúng x C14 cú chu kỡ bỏn ró 5700 nm Kt qu ca cỏc phộp o l: Mu cú phúng x l 0,333Bq v mu cú phúng x l 0,215 Bq Hóy tỡm tui ca hai mu thc vt ú v ch nm xy cỏc trn ng t Cho bit phúng x ca t khụng b chụn vựi cha mu thc vt cũn sng luụn luụn khụng i v bng 0,255 Hóy tỡm t s ca C14 i vi C12 mu th hai, bit rng mu vt sng t s ny l 1:106 Bi 106 121 Bi toỏn quang lớ v VLHN Bi 8.39 a) Hóy cho bit bn cht cỏc tia phúng x Vit cỏc phng trỡnh mụ t quy tc chuyn dch cỏc phúng x trờn bit ht nhõn m l b) Ht nhõn A Z X 238 92 U hp th mt ht n sinh x ht v y ht , mt ht 206 82 Pb v bn ht notron Hóy xỏc nh: s ht x v y, bn cht ca ht phn ng Vit phng trỡnh y ca phn ng ny? Bi 8.40 Poloni l nguyờn t phúng x, nú phỏt ht v bin i thnh ht nhõn chỡ 206 82 Pb Ban u mu cht Po cú lng 1mg Ti thi im t t l gia ht nhõn chỡ v Poloni mu cht ny l 7:1, ti thi im t2 (sau t1 l 414 ngy) thỡ t l ú l 63:1 a) Vit li cụng thc chuyn dch phúng x v tớnh chu kỡ bỏn ró ca Po b) phúng x ca Po o c ti thi im t l 0,5631Ci, hóy tỡm s Avagadro v tỡm th tớch khớ Hờli to thnh iu kin tiờu chun ti thi im t1 Bi 8.41 Trong quỏ trỡnh phõn ró Uran trỡnh: 238 92 U phúng tia phúng x v tia phúng x theo phng U ZA X + + 238 92 a) Xỏc nh ht nhõn X b) Lỳc u cú gam Urani U nguyờn cht Hóy xỏc nh s ht c phúng sau thi gian 238 92 nm phõn ró ca Urani Cho bit chu kỡ bỏn ró ca 238 92 U l T=4,5.109 nm Cho bit NA=6,023.1023 nguyờn t/mol v t