Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao Chương IX: Vật lí hạt nhân A- Phần tự luận I/ Bài tập cơ bản Bài 1. Hạt nhân hêli có khối lượng 4,0015u.Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân hêli . Bài 2. Đồng vị phóng xạ côban 60 27 Co có khối lượng hạt nhân 55,940u . a/ Hãy cho biết thành phần cấu tạo hạt nhân nguyên tử của côban. b/ Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân côban. Bài 3. Hạt nhân phóng xạ pôlôni 210 84 Po có khối lượng 209,9228u, tìm năng lượng tỏa ra khi có một gam Po được tạo thành. Bài 4. Tìm khối lượng Po 210 có độ phóng xạ 2Ci, biết chu kỳ bán rã của Po là 138 ngày. Bài 5. Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 8 năm , có khối lượng ban đầu 500g. Sau 4 năm, 12 năm lượng chất phóng xạ còn lại bao nhiêu? Bài 6. Hạt nhân phóng xạ pôlôni 210 84 Po có tính phóng xạ , nó phóng ra một hạt α và biến đổi thành nguyên tố chì (Pb) với chu kỳ bán rã là 138 ngày đêm , ban đầu có 200g Po , hỏi có bao nhiêu nguyên tử Po bị phân rã và bao nhiêu gam chì được tạo thành sau 414 ngày. Bài 7. Đồng vị phóng xạ côban 60 27 Co phát ra tia β − và tia γ với chu kỳ bán rã 71,3 ngày. a/ Viết phương trình phản ứng và cho biết hạt nhân con của phản ứng. b/ Hãy tính xem trong một tháng (30 ngày) lượng chất côban bị phân rã bao nhiêu phần trăm. Bài 8. Hạt nhân phóng xạ pôlôni 210 84 Po có tính phóng xạ , nó phóng ra một hạt α và biến đổi thành nguyên tố chì (Pb). Hãy cho biết các định luật bảo toàn đơn giản mà các phản ứng phải tuân theo và viết phương trình phản ứng, hãy cho biết cấu tạo của hạt nhân chì. Bài 9. Viết các phương trình phân rã của các hạt nhân sau: - Phóng xạ α : 209 84 Po và 239 94 Pu - Phóng xạ β − : 14 6 C và 60 27 Co - Phóng xạ β + : 12 7 N và 11 6 C. Bài 10. Tìm hạt X trong phản ứng hạt nhân sau, cho biết rõ cấu tạo hạt nhân của nó: a/X + 19 9 F → 16 8 O + 4 2 He b/ 9 4 Be + X → n + 12 6 C c/ X + 55 25 Mn → 55 26 Fe + n d/ P + 19 9 F → 16 8 O + X e/ P + 25 12 Mg → 22 11 Na + X Bài 11.Cho phản ứng hạt nhân: 210 84 Po → A Z Pb + α Cho biết : m Po = 209,937303u; m Pb = 205,929442u; m He = 4,001506u; u =1,66055.10 27− kg. Hãy tìm năng lượng cực đại tỏa ra trong phản ứng trên theo đơn vị J và MeV. Bài 12. Hạt α có động năng 3,1 MeV đập vào hạt nhân nhôm gây ra phản ứng : α + 27 13 Al → 30 15 P +n a/ Phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? b/ Giả sử 2 hạt sinh ra có cùng vận tốc, tính động năng của chúng biết khối lượng hạt nhân của các hạt là: m α = 4,0015u; m Al = 26,97435u;m P = 29,97005u. Bài 13. Cho phản ứng hạt nhân: 3 1 T + X → α + n +17,6 MeV. a, Tìm hạt X? b, Tìm năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 1g heli II/ Bài tập nâng cao Bài 14. Chất radi phóng xạ 226 88 Ra có khối lượng hạt nhân m =225,977u và có chu kỳ bán rã 1600 năm. 1/ Hãy cho biết thành phần cấu tạo của hạt nhân radi. Tìm năng lượng liên kết của hạt nhân. 2/ Trong 0,256 g radi có bao nhiêu nguyên tử bị phân rã sau 800 năm. 3/ Hỏi sau bao lâu thì có 224mg radi đã bị phân rã. 4/ Vào đầu năm 1948 một phòng thí nghiệm nhận được một mẫu phóng xạ radi với độ phóng xạ là 1,8.10 5 Bq. Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 1 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao a, Tìm khối lượng của mẫu chất nói trên. b, Tìm độ phóng xạ của lượng chất vào đầu năm 1998. c, Vào thời gian nào thì độ phóng xạ của mẫu chất bằng 1,65. 10 5 Bq. Cho biết m P = 1,007276u. m n = 1,008665u. Bài 15. Ban đấu có 2g chất phóng xạ Ra đôn 222 86 Rn với chu kỳ bán rã 3,8 ngày . a, Hãy tìm số nguyên tử có ban đầu và số nguyên tử bị phân rã sau 5,7 ngày và 15,2 ngày. b, Tính ra beccoren và Cu-ri độ phóng xạ ban đầu và độ phóng xạ sau sau 5,7 ngày. Bài 16. Chu kỳ bán rã của U238 là 4,9.10 9 năm. 1/ Tính số nguyên tử bị phân rã trong 100 năm của 1g U238. 2, Hiện nay trong quặng U thiên nhiên có lẫn U238 và U235 theo tỉ lệ nguyên tử là 140: 1. Giả thiết ở thời điểm hình thành trái đất tỉ lệ trên là 1:1 , hãy tính tuổi của trái đất . Biết chu kỳ bán rã của U235 là 0,713.10 9 năm. Bài 17. Lúc ban đầu một mẫu 210 84 Po nguyên chất có khối lượng m = 1g.Các hạt Po phóng ra hạt α và chuyển thành hạt X bền . a, Viết phương trình phản ứng và tìm cấu tạo của hạt nhân X. b, Xác định chu kỳ bán rã của Po biết rằng trong 1 năm nó tạo ra 89,5cm 3 khí He ở điều kiện tiêu chuẩn. c, Tìm tuổi của mẫu chất trên biết rằng tại thời điểm khảo sát tỉ số giữa khối lượng X và khối lượng Po có trong mẫu là 0,4. Tìm các khối lượng ®ó. Bài 18. Cho các phản ứng hạt nhân sau 10 5 B + X → α + 8 4 Be (1). 37 17 Cl + X → n + 37 18 Ar (2). 23 11 Na + p → X + 20 10 Ne (3). Cho biết khối lượng của các hạt nhân theo đơn vị khối lượng nguyên tử là: Na: 22,983734u. Cl: 36,956563u; Ar: 36,956889u; He: 4,001506u; Ne: 19,986950u; U= 1,66055.10 27− kg = 931MeV/c 2 ; m P = 1,007276u. m n = 1,008670u. a, Tìm các hạt X và cấu tạo hạt nhân của chúng. b, Trong các phản ứng (2) và (3) phản ứng nào tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? .Bài 19. Cho hạt nhân 210 84 Po . a, Cho biết thành phần cấu tạo của hạt nhân Po. b, Biết 210 84 Po có tính phóng xạ α , viết phương trình phản ứng và cho biết cấu tạo của hạt nhân con. c, Cho biết khối lượng hạt nhân của 210 84 Po là 209,937303u , của hạt α là 4,001506u của X là 205,929442u.Tìm năng lượng cực đại thu được khi có 206g chÊt t¹o bëi h¹t nh©n con được tạo ra sau ph¶n øng. Bài 20. Người ta dùng proton bắn phá hạt nhân beri ( 9 4 Be), 2 hạt sinh ra là α và X . a, Viết phương trình phản ứng . b, Biết rằng beri đứng yên , proton có động năng W P = 5,45MeV, α có vận tốc vuông góc với vận tốc của proton và động năng của α là 4MeV. Tìm động năng của X. c/ Tìm năng lượng mà phản ứng tỏa ra hay thu vào? Lấy khối lượng hạt nhân xấp xỉ bằng số khối theo đơn vị khối lượng nguyên tử. Bài 21. Người ta dùng proton có động năng W P = 1,6MeV bắn phá hạt nhân 7 3 Li đứng yên và thu được 2 hạt nhân giống nhau có cùng động năng. a, Viết phương trình phản ứng. b, Tính động năng W của mỗi hạt. c. Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng , năng lượng này có phụ thuộc vào động năng W P của proton không? d, Nếu động năng của 2 hạt thu được ở trên biến hết thành nhiệt thì nhiệt lượng này có phụ thuộc vào W P không? Cho: m P = 1,0073u; m Li = 7,0144u; m α = 4,0015u; u= 1,66055.10 27− kg = 931MeV/c 2 ; Bài 22. Trong nhà máy điện hạt nhân , người ta dùng nhiên liệu 235 92 U . a, Một phản ứng phân hạch của U là: 235 92 U + n → 95 42 Mo + 139 57 La +2n +7e. a, Tìm năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên , cho khối lượng của các hạt nhân là: U: 234,99u; Mo: 94,88u; La: 138,87u; m n = 1,01u. Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 2 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao b, Tìm năng lượng E tỏa ra khi 100g U phân hạch hoàn toàn . c, Nhà máy nhiệt điện cần phải đốt một lượng than là bao nhiêu để có một năng lượng bằng E. Biêt năng suất tỏa nhiệt của than là 2,93.10 7 J/kg. Bài 23. Cho phản ứng: 2 1 D + 3 1 T → n +X. a, Tìm hạt X? Phản ứng trên là phản ứng gì , cần điều kiện gì để phản ứng sảy ra? b, Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng . cho m D = 2,0136u; m T = 3,0160u; m n = 1,0087u. ; m α = 4,0015u. c, Nước trong thiên nhiên chứa 0,015% khối lượng nước nặng D 2 O. Hỏi nếu dùng toàn bộ dơteri có trong 1m 3 nước để làm nhiên liệu cho phản ứng trên thì năng lượng tỏa ra là bao nhiêu? Cần bao nhiêu xăng để có năng lượng tương đương, biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 0,416.10 7 J/kg. Bài 24. Xét phân rã : 234 92 U → α + 230 92 Th. a, Tìm năng lượng liên kết riêng của U 234. b, Tìm năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên. c, Tìm động năng và vận tốc của hạt α biết ban đầu U đứng yên và toàn bộ năng lượng tỏa ra trong phản ứng chuyển hoàn toàn thành động năng của hạt α . Cho: m U = 234,0516u; m Th = 230,0232u; m e = 0,00055u; m P = 1,0073u. m n = 1,0087u. B- Phần trắc nghiệm Câu 1. Thông tin nào sau đây là sai khi nói về các hạt cấu tạo nên hạt nhân nguyên tử? A. Các hạt notron và proton có khối lượng bằng nhau. B. Proton mang điện tích nguyên tố dương. C. Notron không mang điện . D. Số proton và số notron có thể khác nhau. Câu 2. Một hạt nhân nguyên tử có kí hiệu A z X. Thông tin nào sau đây là đúng? A. Z có giá trị bằng số điện tích của các notron. B. A là tổng số các nuclon có trong hạt nhân. C. Số notron có trong hạt nhân là N =A +Z. D. Trong bảng phân loại tuần hoàn Men-đe-lê-ep , nguyên tố X có số thứ tự là A. Câu 3. Nếu coi hạt nhân nguyên tử như một qủa cầu có bán kính R thì R phụ thuộc vào số khối A theo công thức gần đúng là: A. R = 1,2.10 15 A 1 3 B. R = 1,2.10 15− A 1 3 C. R = 1,2.10 15 A − 1 3 . D. R = 1,0.10 − 15 A 1 3 . Câu 4. Hạt nhân nguyên tử của các đồng vị luôn có cùng: A. số proton. B. số notron. C.số nuclon. D. khối lượng . Câu 5. Thông tin nào sau đây là sai khi nói về đồng vị 11 C, 12 C, 13 C và 14 C của cácbon A. 12 C có số ptron và số notron bằng nhau. B. 14 C có số notron nhiều nhất. C. 11 C có 11 notron. D. Tất cả các đồng vị trên đều có cùng số prton trong hạt nhân. Câu 6. Trong các đồng vị của cácbon, hạt nhân của đồng vị nào có số prton bằng số notron? A. 11 C. B. 12 C. C. 13 C. D. 14 C. Câu 7. Chọn câu đúng Trong hạt nhân nguyên tử: A. prton không mang điện còn notron mang một điện tích nguyên tố dương. B . số khối A chính là tổng số các nuclon. C .Bán kính hạt nhân tỉ lệ với căn bậc 2 của số khối A. D .nuclon là hạt có bản chất khác với các hạt notron và proton. Câu 8.Trong vật lí hạt nhân, so với khối lượng của đồng vị cácbon 12 6 C thì một đơn vị khối lượng nguyên tử u nhỏ hơn: A. 1 12 lần. B. 1 6 lần. C. 6 lần. D. 12 lần. Câu 9. Một đơn vị khối lượng nguyên tử u có giá trị gần đúng bằng: A. 1,66.10 27− kg. B. 1,6.10 19− kg. C.9,1.10 31− kg. D. 1,66.10 27− g. Câu 10. Thông tin nào sau đây là sai? A . Hiđro có 3 đồng vị là 1 1 H, 2 1 D và 3 1 T. B. proton có khối lượng là m =1,007276. 10 27− kg. C. norton có khối lượng là m =1,008665. u. D. 1u ≈ 1,66055.10 27− kg. Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 3 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao Câu 11. Hạt nhân nguyên tử A Z X được cấu tạo từ: A. A proton và Z notron. C. Z proton và A notron. B. Z prton và (A –Z) notron. D. Z proton và ( A+Z) notron. Câu 12. Biết số Avogadro là 6,02.10 23 /mol, khối lượng mol của Urani là 238g/mol.Số ntron trong 119g 238 92 U là: A. 2,2 .10 25 . B. 8,8 .10 25 . C. 1,2 .10 25 . D . 4,4 .10 25 . Câu 13. Năng lượng liên kết là A. toàn bộ năng lượng của nguyên tử bao gòm động năng và năng lượng nghỉ. B. năng lượng tạo ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân. C. năng lượng toàn phần của nguyên tử tình trung bình trên số các nuclon. D. năng lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử. Câu 14. Hạt nhân Côban 60 27 Co có cấu tạo gồm: A. 33 proton và 27 notron. B. 27 proton và 60 notron. C. 27 proton và 33 notron. D. 33 proton và 60 notron Câu 15. Phóng xạ là A. hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra sóng điện từ. B. hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia , , α β λ . C. hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác. D. hiện tượng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ khi hấp thụ electron. Câu 16. Nếu một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ λ thì có chu kì bán rã là: A. T = ln 2 λ . B. T = ln 2 λ . C. T = 2ln λ . D. T = ln 2 λ . Câu 17. Chất phóng xạ 131 53 I có chu kì bán rã 8 ngày , lúc đầu có 200g chất này. Sau 24 ngày lượng Iot phóng xạ đã biến thành chất khác là: A. 150g. B. 175g. C. 50g. D. 25g. Câu 18 Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là T, lúc đầu có 80mg chất này. Sau khoảng thời gian t =2T lượng chất còn lại là: A. 20mg. B. 10mg. C. 40mg. D. 60mg. Câu 19. Giả sử sau 4 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đơn vị phóng xạ còn lại 25 % số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của hạt nhân đó bằng: A. 0,5h. B. 1h. C. 2h. D. 1,5h. Câu 20. Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có khối lượng m, chu kì bán rã của chất này là 3,8 ngày . Sau 15,2 ngày khối lượng của chất phóng xạ đó còn lại là 2,24g. Giá trị của m là: A. 5,60g. B. 8,96g. C. 35,84g. D. 17,92g. Câu 21. Phát biểu nào sau đây là sai? A.Tia , , α β γ đều có chung bản chất là sóng điện từ nhưng có bước sóng khác nhau. B. Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử. C. Tia β là dòng các hạt mang điện . D. Tia γ là sóng điện từ. Câu 22. Cho các tia phóng xạ α , β + , β − và γ đi vào một điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức .Tia không bị lệch hướng trong điện trường là: A. Tia β − . B.Tia α . C. Tia β + . D. Tia γ . Câu 23. Phóng xạ β − là : A. sự giải phóng electron từ lớp ngoài cùng của nguyên tử. B. phản ứng hạt nhân không thu và không tỏa năng lượng. C. phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng . D. phản ứng hạt nhân thu năng lượng . Câu 24.Trong phóng xạ β − hạt nhân A Z X biến đổi thành hạt nhân / / A Z Y thì: A. Z / = (Z+1); A / = A B. Z / = (Z-1); A / = A C. Z / = (Z+1); A / = (A-1 ). D. Z / = (Z-1); A / = (A+1). Câu 25. Trong phóng xạ β − hạt proton biến đổi theo phương trình A. p → n + e + + ν . B. p → n + e + . C. n → p + e − + % ν . D. n → p + e − . Câu 26: Hạt α có khối lượng 4,0015u. Tính năng lượng tỏa ra khi các nuclon tạo thành 1 mol hêli. Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 4 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao Biết m p = 1,0073u; m n = 1,0087u A. 25 ' 17,1.10E MeV∆ = B. 25 ' 1,71.10E MeV∆ = C. 25 ' 71,1.10E MeV∆ = D. 25 ' 7,11.10E MeV∆ = Câu 27: Hãy chọn câu đúng A.Khối lượng của nguyên tử bằng khối lượng của hạt nhân B.Bán kính của nguyên tử bằng bán kính hạt nhân D.Điện tích của nguyên tử bằng điện tích hạt nhân C.Có hai loại nuclon là proton và electron Câu 28: Hãy chọn câu đúng: A.Trong đơn nguyên tử, số proton bằng sô electron B.Trong hạt nhân, số proton phải bằng số notron C.Trong hạt nhân, số proton bằng hoặc nhỏ hơn số notron D.Lực hạt nhân có bán kính tác dụng bằng bán kính nguyên tử Câu 29: Nguyên tử của đồng vị phóng xạ 235 92 U có: A.92 electron và tổng số proton và electron bằng 235 B.92 proton và tổng số electron và notron bằng 235 C.92 notron và tổng số notron và proton bằng 235 D. 92 notron và tổng số proton và electron bằng 235 Câu 30: Chọn câu sai: A. Một mol nguyên tử (phân tử) gồm N A nguyên tử (phân tử) N A = 6,022.10 23 B. Khối lượng của một nguyên tử Cacbon bằng 12g C. Khối lượng của một mol N 2 bằng 28g. D.Khối lượng của một mol ion H + bằng 1g .Câu 31: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ: A. Các proton B. Các notron C. Các electron D. Các nuclon Câu 32: Chất phóng xạ do Becơren phát hiện ra đầu tiên là: A. Radi B. Urani C. Thôri D. Pôlôni Câu 33: Hạt nhân Liti có 3 proton và 4 notron. Hạt nhân náy có kí hiệu như thế nào A. 7 3 Li B. 4 3 Li C. 3 4 Li D. 3 7 Li .Câu 34: Chọn câu đúng. Chất phóng xạ 131 53 I sau 24 ngày thì độ phóng xạ giảm bớt 7,5% lúc đầu có 10g iôt. Tính độ phóng xạ của lượng iôt này vào thời điểm t = 24 ngày A. 5,758.10 14 Bq B. 5,758.10 15 Bq C. 7,558.10 14 Bq D. 7,558.10 15 Bq Câu 35: Chọn câu sai: A.Độ phóng xạ đặc trưng cho chất phóng xạ B.Chu kì bán rã đặc trưng cho chất phóng xạ C.Hằng số phóng xạ đặc trưng cho chất phóng xạ D.Hằng số phóng xạ và chu kì bán rã của chất phóng xạ tỉ lệ nghịch với nhau Câu 36: Chọn câu sai. Tia α : A. Bị lệch khi xuyên qua một điện trường hay từ trường C.Làm phát huỳnh quang một số chất B. Có khả năng đâm xuyên D. Làm ion hóa chất khí mạnh Câu 37: Chọn câu sai. Tia γ : A. Gây nguy hại cơ thể C.Không bị lệch trong điện trường hoặc từ trường B. Có bước sóng lớn hơn tia Rơnghen D.Có khả năng đâm xuyên rât mạnh Câu 38: Chọn câu đúng. Các tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là: A. Tia α và tia β B. Tia γ và tia β C. Tia γ và tia Rơnghen D. Tia β và tia Rơnghen Câu 39: Chọn câu đúng:Các tia có cùng bản chất là A. Tia γ và tia tử ngoại B. Tia α và tia hồng ngoại C. Tia âm cực và tia Rơnghen D. Tia α và tia âm cực .Câu 40: Tia phóng xạ β − không có tính chất nào sau đây? A. Mang điện tích âm C. Có vận tốc lớn và đâm xuyên mạnh B. Bị lệch về bản dương khi đi qua tụ điện D. Làm phát huỳnh quang một số chất Câu 41: Chọn câu sai khi nói về tia β A. Mang điện tích âm C.Có vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng B. Làm ion hóa chất khí D.Có bản chất như tia X. Câu 42: Chọn câu sai khi nói về tia γ A. Không mang điện tích B.Có khả năng đâm xuyên rất m¹nh. C. Có bản chất như tia X D.Có vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng. .Câu 43: Bức xạ nào sau đây có bước sóng nhỏ nhất A. Tia hồng ngoại B. Tia X C. Tia tử ngoại D. Tia γ Câu 44: Chu kì bán rã của một chat phóng xạ là thời gian sau đó A. Hiện tượng phóng xạ lập lại như cũ B.½ số hạt nhân phóng xạ bị phân rã Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 5 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao C .Độ phóng xạ tăng gấp một lần D. Khối lượng chất phóng xạ tăng lên gấp hai lần khối lượng ban đầu Câu 45: Điều nào sau đây là sai khi nói về tia β − A. Hạt β − thực chất là hạt electron B. Trong điện trường, tia β − bị lệch về phía bản dương của tụ điện và lệch nhiều hơn so với tia α C. Tia β − có thể xuyên qua môt tấm chì dày cỡ cm D. Tia β − có khả năng i on hóa không khí yếu. Câu 46: Chọn câu phát biểu đúng khi nói về bản chất của tia β − A.Các nguyên tử Hêli bị ion hóa B.Các electron C.Sóng điện từ có bước sóng ngắn D.Các hạt nhân nguyên tử hiđro Câu 47. Dùng một pro ton có động năng 5,58MeV bắn phá 23 11 Na đứng yên sinh ra hạt α và hạt X Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ . Biết động năng của hạt α là 6,6MeV, hạt X có động năng là bao nhiêu, Cho: m P = 1,0073u; m Na = 22,9850u; m X = 19,9869u; m α = 4,0015u. A. 26,5MeV. B. 42,4.10 13− J C. 265MeV. D. 4,24.10 13− J. Câu 48: Chọn câu đúng. Tính tuổi của một cái tượng gỗ bằng độ phóng xạ β − của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ cùng khối lượng vừa mới chặt. Đồng vị C14 có chu kì bán rã T = 5600 năm A. 1200 năm B. 21000 năm C. 2110 năm D. 12000 năm Câu 49: Chọn câu đúng: Nếu do phóng xạ, hạt nhân nguyên tử A Z X biến đổi thành hạt nhân 1 A Z Y − thì hạt nhân A Z X đã phóng ra phát xạ: A. β + B. β − C. α D. γ Câu 50: Chọn câu sai trong các câu sau: A. Tia α gồm các hạt nhân của nguyên tử Hêli B. Tia β + gồm các hạt có cùng khối lượng với electron nhưng mang điện tích nguyên tố dương C. Tia β − gồm các electron nên không phải phóng ra từ hạt nhân D. Tai α lệch trong điện trường ít hơn tia β Câu 51: Tính chất nào sau đây không phải là tính chất chung của các tia , , α β γ A. Có khả năng iôn hóa không khí B.Bị lệch trong điện trường hoặc từ trường C. Có tác dụng lên phim ảnh D. Có mang năng lượng Câu 52: Các tia được sắp xếp theo khả năng xuyên thấu tăng dần khi 3 tia này xuyên qua không khí là: A. , , α β γ B . , , α γ β C. , , β γ α D. , , γ β α Câu 53: Chọn câu sai trong các câu sau: A. Phóng xạ γ là phóng xạ đi kèm theo các phóng xạ α và β B. Vì tia β − là các electron nên nó được phóng ra từ lớp vỏ của nguyên tử C. Không có sự biến đổi hạt nhân trong phóng xạ γ D. Photon γ do hạt nhân phóng ra có năng lượng rất lớn Câu 54: Điều nào sau đây là sai khi nói về tia α A. Tia α thực chất là hạt nhân nguyên tử Hêli B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia α bị lệch về phía bản âm của tụ điện C. Tia α phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng D. Khi đi qua không khí, tia α làm iôn hóa không khí và mất dàn năng lượng .Câu 55: Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào đúng với nội dung định luật phóng xạ A. 0 t m m e λ − = B. 0 t m me λ − = C. 0 t m m e λ = D. 0 1 2 t m m e λ − = Câu 56: Chọn câu sai trong các câu sau đây khi nói về các định luật bảo toàn mà phản ứng hạt nhân phải tuân theo: A. Bảo toàn điện tích B.Bảo toàn số nuclon C Bảo toàn năng lượng và động lượng D. Bảo toàn khối lượng Câu 57: Tính năng lượng liên kết của hạt nhân 2 1 D có khối lượng 2,0136u. Cho m p = 1,0078u, m n = 1,0087u. A. 0,27MeV B. 2,7MeV C. 0,72MeV D. 7,2MeV Câu 58: Hạt nhân 24 11 Na phân rã β − và biến thành hạt nhân A Z X với chu kì bán rã là 15giờ. Lúc đầu mẫu Natri là nguyên chất. Tại thời điểm khảo sát thấy tỉ số giữa khối lượng A Z X và khối lượng natri có Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 6 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao trong mẫu là 0,75. Hãy tìm tuổi của mẫu natri A. 1,212giờ B. 2,112giờ C. 12,12giờ D. 21,12 giờ Câu 59: Trong phóng xạ α , so với hạt nhân mẹ trong bản phân loại tuần hoàn thì hạt nhân con có vị trí: A. Lùi 1 ô B. Lùi 2ô C. Tiến 1ô D. Tiến 2ô Câu 60: Trong phóng xạ β − , so với hạt nhân mẹ trong bản phân loại tuần hoàn thì hạt nhân con có vị trí: A. Lùi 1 ô B. Lùi 2ô C. Tiến 1ô D. Tiến 2ô .Câu 61: Trong phóng xạ β + , so với hạt nhân mẹ trong bản phân loại tuần hoàn thì hạt nhân con có vị trí: A. Lùi 1 ô B. Lùi 2ô C. Tiến 1ô D. Tiến 2ô Câu 62: Chọn câu sai: A. Tổng điện tích của các hạt ở hai vế của phương trình phản ứng hạt nhân bằng nhau B. Trong phản ứng hạt nhân số nuclon được bảo toàn nên khối lượng của các nuclon cũng được bảo toàn C. Sự phóng xạ là một phản ứng hạt nhân, chỉ làm thay đổi hạt nhân nguyên tử của nguyên tố phóng xạ D. Sự phóng xạ là một hiện tượng xảy ra trong tự nhiên, không chịu tác động của các yếu tố môi trường. .Câu 63: Chất Radi phóng xạ hạt α có phương trình: 226 88 x y Ra Rn α → + A. x = 222, y = 86 B. x = 222, y = 84 C. x = 224, y = 84 D. x = 224, y = 86 .Câu 64:Trong phản ứng hạt nhân: 19 1 16 9 1 8 F H O X+ → + thì X là: A. Nơtron B. electron C. hạt β + D. Hạt α Câu 65: Trong phản ứng hạt nhân 25 22 12 11 10 8 5 4 Mg X Na B Y Be α α + → + + → + thì X, Y lần lượt là A. proton và electron B. electron và dơtơri C. proton và dơtơri D. triti và proton Câu 66: Chọn câu đúng. Đồng vị của một nguyên tử đã cho khác nguyên tử đó về: A.Số notron trong hạt nhân B.Số electron trên các quỹ đạo C.Sô proton trong hạt nhân và số electron trên các quỹ đạo D.Số notron trong hạt nhân và số electron trên các quỹ đạo Câu 67: Chọn câu sai trong các câu sau: A. Phản ứng hạt nhân là mäi qu¸ tr×nh dẫn đến sự biến đổi của hạt nh©n. B. Định luật bảo toàn số nuclon là một trong các định luật bảo toàn của phản ứng hạt nhân C. Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, các hạt nhân mới sinh ra kém bền vững hơn D. Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết càng lớn Câu 68. Dùng một pro ton có động năng 5,58MeV bắn phá 23 11 Na đứng yên sinh ra hạt α và hạt X Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ . Phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng , Cho: m P = 1,0073u; m Na = 22,9850u; m X = 19,9869u; m α = 4,0015u. A. 36,7MeV. B. 367MeV. C. 3,67MeV. D. 6,37MeV. Câu 69: Xét phản ứng bắn phá Nhôm bằng hạt α : 27 30 13 15 Al P n α + → + biết 4,0015m u α = ; m n = 1,0087u; m Al = 26,974u; m P = 29,97u. Tính động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng có thể xảy ra A. 0,298016E MeV∆ = B. 0,928016E MeV∆ = C. 2,98016E MeV∆ = D. 29,8016E MeV∆ = Câu 70: Trong quá trình phân rã 238 92 U phóng ra tia phóng xạ α và tia phóng xạ β − theo phản ứng 238 92 8 6 A Z U X α β − → + + . Hạt nhân X là: A. 106 82 Pb B. 222 86 Rn C. 110 84 Po D. Một hạt nhân khác Câu 71: Chọn câu đúng. Có thể thay đổi hằng số phóng xạ λ của đồng vị phóng xạ bằng cách nào A. Đặt nguồn phóng xạ vào trong điện trường mạnh B.Đặt nguồn phóng xạ vào trong từ trường mạnh C. Đốt nóng nguồn phóng xạ đó D.Chưa có cách nào có thể thay đổi hằng số phóng xạ Câu 72: Phản ứng nào sau đây không phải là phản ứng hạt nhân nhân tạo A. 238 1 239 92 0 92 U n U+ → B. 238 4 234 92 2 90 U He Th→ + C. 4 14 17 1 2 7 8 1 He N O H+ → + D. 27 30 1 13 15 0 Al P n α + → + Câu 73: Tính số nguyên tử trong 1g khí O 2 A. 376.10 20 nguyên tử B. 736.10 30 nguyên tử C. 637.10 20 nguyên tử D. 367.10 30 nguyên tử Câu 74: Chọn câu đúng. Hạt nhân mẹ A có khối lượng m A đang đứng yên, phân rã thành hạt nhân con B và hạt α có Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 7 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao khối lượng m B và m α có vận tốc B v r và v α r . A → B α + . Xác định hướng và trị số vận tốc của các hạt phân rã A. cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng. B. Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng C. cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng D. cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng Câu 75: Chọn câu đúng. Trong quá trình biến đổi hạt nhân, hạt nhân 238 92 U chuyển thành hạt nhân 234 92 U đã phóng ra A. Một hạt α và 2 electron B. Một electron và 2 hạt α C. Một hạt α và 2 notron D. Một hạt α và 2 hạt γ Câu 76: Chọn câu đúng. Số proton trong 15,9949g 16 8 O là A. 6,023.10 23 B. 48,184.10 23 C. 8,42.10 24 D. 0,75.10 23 Câu 77: Hạt nhân 232 90 Th sau quá trình phóng xạ biến thành đồng vị của 208 82 Pb . Khi đó, mỗi hạt nhân Thôri đã phóng ra bao nhiêu hạt α và β − A. 5 α và 4 β − B. 6 α và 4 β − C. 6 α và 5 β − D. 5 α và 5 β − .Câu78: Chất phóng xạ 131 53 I sau 48 ngày thì độ phóng xạ giảm bớt 87,5%. Tính chu kì bán rã của iôt A. 4 ngày B. 8 ngày C. 12 ngày D. 16 ngày Câu79: Một chất phóng xạ sau 10 ngày đêm giảm đi ¾ khối lượng ban đầu đã có. Tính chu kì bán rã A. 20 ngày B. 5 ngày C. 24 ngày D. 15 ngày Câu 80: Có 100g 131 53 I . Biết chu kì bán rã của iôt trên là 8 ngày đêm. Tính khối lượng chất iôt còn lại sau 8 tuần lễ A. 8,7g B. 7,8g C. 0,87g D. 0,78g .Câu 81: Tìm độ phóng xạ của 1g 226 83 Ra , biết chu kì bán rã là 1622 năm A. 0,976Ci B. 0,796Ci C. 0,697Ci D. 0,769Ci Câu 82: Một proton có vận tốc v r bắn vào nhân bia đứng yên 7 3 Li . Phản ứng tạo ra 2 hạt giống hệt nhau m X bay ra với vận tốc có độ lớn bằng nhau v’ và cùng hợp phương tới của proton một góc 60 0 . Giá trị v’ là A. . ' X p m v v m = B. 3 . ' p X m v v m = C. . ' p X m v v m = D. 3 . ' X p m v v m = Câu 83: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 20 ngày đêm. Hỏi sau bao lâu thì 75% hạt nhân bị phân rã A. 20 ngày B. 30 ngày C. 40 ngày D. 50 ngày Câu 84: Chọn câu đúng. Một chất phóng xạ tại thời điểm ban đầu có N 0 hạt nhân, có chu kì bán rã là T. Sau khoảng thời gian T/2, 2T và 3T thì số hạt nhân còn lại lần lượt là A. 0 0 0 , , 2 4 9 N N N B. 0 0 0 , , 2 4 2 N N N C. 0 0 0 , , 4 8 2 N N N D. 0 0 0 , , 2 8 16 N N N Câu 85. Chu kỳ bán rã của Po 210 là 138 ngày. Tìm số nguyên tử bị phân rã sau 276 ngày trong 100g Po ban đầu: A. 0,215.10 20 . B. 2,15. 10 23 . C. 0,215. 10 20 . D. 1,25. 10 20 . Câu 86. 210 83 Bi có tính phóng xạ β − và biến thành Po, Po lại có tính phóng xạ α và thành hạt nhân chì bền. Dùng một mẫu Po nào đó , sau 30 ngày người ta thấy tỉ số khối lượng giữa Pb và Po là 0,1595. Tìm chu kỳ bán rã của Po: A. 18,3 ngày . B. 3312 giờ. C. 3,18 ngày. D. 24 ngày. Câu 87. Chu kỳ bán rã của một chất là 2,5 năm Sau một năm tỉ số hạt nhân còn lại và số hạt nhân ban đầu là: A. 0,758. B. 0,578. C. 0,785. D. 0,875. Câu 88: Một hạt nhân A Z X sau khi phóng xạ đã biến đổi thành hạt nhân 1 A Z Y + . Đó là phóng xạ A. Phát ra hạt α B. Phát ra γ C. Phát ra β + D. Phát ra β − Câu 89. Dùng một pro ton có động năng 5,58MeV bắn phá 23 11 Na đứng yên sinh ra hạt α và hạt X Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ . Biết động năng của hạt α là 6,6MeV. Phương chuyển động của hạt α và proton tạo với nhau một góc là bao nhiêu, Cho: m P = 1,0073u; m Na = 22,9850u; m X = 19,9869u; m α = 4,0015u. A. 30 0 . B. 60 0 . C.120 0 . D.150 0 . Câu 90: Trong phản ứng hạt nhân dây chuyền, hệ số nhân notron k có giá trị A. k > 1 B. k < 1 C. k = 1 D k ≥ 1 Bài tập bổ xung Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 8 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao Bài 1. Tại tâm một bình cầu rỗng bằng thủy tinh, bán kính trong bằng 8cm đã rút hết không khí có đặt 0,01mmg rađi Ra có chu ký bán rã khá lớn. Mặt trong của bình cấu tráng một lớp mỏng kẽm sunfua.Rađi phá ra các hạt α phun đều theo mọi phương , gây lên các chớp sáng mổi khi hạt α đập vào lớp kẽm sunfua. Thí nghiệm cho thấy trong 100s có 19 chớp sáng trên diện tích 0,01mm 2 ( ngắm qua kính hiển vi). a/ Tính số hạt α mà rađi phát ra trong thời gian 1 phút. b/ Hứng một nửa số hạt α tím được ở câu 1 lên một bản của tụ điện có điện dung C=10 11 − F, bản thứ hai nối đất . Hãy tính điện tích của một hạt α biết rằng sau 1 phút hiệu điện thế giữa 2 bản tụ là 127V. c/ Biết lượng khí hêli phát ra trong một năm từ 1mg Rađi là 0,172mm 3 trong điều kiện tiêu chuẩn. Hãy tính khối lượng một hạt α và số Avôgađrô. Bài 2. Dưới tác dụng của bức xạ gamma( γ ), hạt nhân của các đồng vị bền của bêri( 9 4 Be) và của cácbon( 12 6 C) có thể tách thành các hạt nhân hêli( 4 2 He) và sinh hoặc không sinh các hạt khác khác kèm theo. a/ Viết phương trình phản ứng của các biến đổi đó. b/ Xác định tần số tối thiểu của các lượng tử γ để thực hiện được các phản ứng đó. Cho khối lượng của các hạt là nhân là: 9 4 Be : 9,01219u; 4 2 He: 4,002604u; 12 6 C : 12,00u. Bài 3. 1/ Trong tầng cao của bầu khí quyển, khi một notron trong vũ trụ gặp một hạt nhân nguyên tử 14 7 N thì gây phản ứng sinh ra cácbon 14 6 C. Viết phương trình phản ứng và cho biết bản chất của hạt sinh ra cùng với 14 6 C. Hạt nhân 14 6 C bị phân rã bằng cách phóng ra một hạt β − . Viết phương trình của phản ứng phân rã. 2/ Cây cối hấp thụ khí cácbonđiôxit là nhờ trong khí quyển có C12 và C14 có chu kỳ bán rã 5570 năm . Tỉ lệ 2 chất đồng vị này trong khí quyển và trong cây cối là như nhau. Khi cây chết nó ngừng hấp thụ cácbonđiôxit và C14 có trong thân cây bị phân rã . Người ta so sánh sự phân rã β − trong một mẩu gỗ cổ đại và một mẩu gỗ tương tự vừa mới chặt thí cả 2 đều chứa cùng một khối lượng C12 . Máy đếm hạt β − cho thấy số hạt phóng xạ β − trong mẩu gỗ cổ đại ít hơn 4 lần so với mẩu gỗ vừa mới chặt . Hãy xác định xem mẩu gỗ cổ đại đã chết bao lâu Bài 4 Để đo chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ β − người ta dùng máy “đếm xung”( khi một hạt β − rơi vào máy, trong máy suất hiện một xung điện, khiến các hệ số trên máy tăng thêm một đơn vị ). Trong thời gian một phút mây đếm được 360 xung nhưng 2 giờ sau sau phép đo thứ nhất trong một phút máy chỉ đếm được 90 xung( trong cùng một điều kiện đo). a/ Xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. b/ Các hạt β − phóng ra được đặt trong điện trường đều của một tụ điện có hai bản cực đặt cách nhau d và chiều dài mỗi bản là l . Giả sử các hạt β − có cùng vận tốc 0 V uur và và được bố trí sao cho 0 V uur vuông góc với E ur . • Tìm phương trình quỹ đạo của hạt β − trong điện trường. • Khi đi ra khỏi tụ điện hạt β − bị lệch khỏi phương ban đầu một góc α . Tìm 0 V uur . Cho biết: α = 10 0 ; d =10cm; l = 0,2m; Bài 5. Một hạt nhân nguyên tử 1 1 H chuyển động với vận tốc V ur đến va chạm với hạt nhân nguyên tử 7 3 Li đừng yên, sau va chạm suất hiện 2 hạt α bay ra với cùng giá trị vận tốc V ' . Quỹ đạo của 2 hạt α làm với đường kéo dài của quỹ đạo của hạt p một góc 80 0 . a/ Viết phương trình của phản ứng hạt nhân. b/ Thành lập hệ thức liên hệ giữa các giá trị sau đây: V, V ' , khối lượng của hạt nhân nguyên tử của proton và của hạt α . c/ Tìm năng lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng trên. d/ Tính vận tốc V của proton. Cho biết khối lượng của các hạt nhân là: m α = 4,0015u; m P = 1,0073u; m Li = 7,0144u; Đáp án trắc nghiệm. Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 9 Tài liệu dùng cho chương trình nâng cao 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 a b b a C B B D A B B B C C C A B A C C 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 A D C A C B A A B B D B A A A C B C A D 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 62 53 54 55 56 57 58 59 60 D D D B C B D C A C B A B C A D B C B C 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 A B D D C A C C C D D B A B A B B D B D 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 A C C C B B A D D D Đáp số bài tập tự luận nâng cao Bài 14. 1/ 2/ 3/ 4800 năm. Bài 15. a/ 5,4.10 21 và 3,5.10 21 ; 5,56.10 21 b/ 1,14.10 16 bq; 0,4.10 16 Bài 16. a/ 3,6.10 13 ; b/ 5,9 tỉ năm. Bài 17. b/ 138 ngày; c/ 68 ngày. Bai 18. b/ 1,601MeV; 2,378MeV. Bài 19. Bài 20 3,575MeV. Bài 21. Giáo viên biên soạn: PHẠM THỊ HUYỀN- Trường THPT Bạch đằng. 10 . biến đổi hạt nhân, hạt nhân 238 92 U chuyển thành hạt nhân 234 92 U đã phóng ra A. Một hạt α và 2 electron B. Một electron và 2 hạt α C. Một hạt α và 2. Chương IX: Vật lí hạt nhân A- Phần tự luận I/ Bài tập cơ bản Bài 1. Hạt nhân hêli có khối lượng 4,0015u.Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân