Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu thuộc bộ tài liệu dạy thêm lớp 12. Sử dụng cho giáo viên giảng dạy có đầy đủ tóm tắt lí thuyết_ Bài tập ví dụ mẫu_ Bài tập tự giải_Bài tập trắc nghiệm. Tất cả các bài đều có lời giải chi tiết giúp học sinh tự học nâng cao trình độ
CHƯƠNG VẬT LÝ HẠT NHÂN A: TÓM TẮT LÝ THUYẾT BÀI 35 CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ- ĐỘ HỤT KHỐI I CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Cấu hạt nhân nguyên tử : Hạt nhân cấu tạo hai loại hạt sơ cấp gọi nuclôn gồm: Hạt sơ cấp Ki hiệu Khối lượng theo kg Khối lượng theo u Điện tích -27 (nuclon) 1u =1,66055.10 kg 27 Prôtôn: m +e , 67262 10 mp = kg p =1,00728u p 1 H Nơtrơn: mn =1,00866u khơng mang điện tích mn = 1,67493.10 27 kg n 01n 1.1 Kí hiệu hạt nhân: - A Z X A = số nuctrôn : số khối Z = số prôtôn = điện tích hạt nhân (nguyên tử số) N A Z : số nơtrơn - Hạt nhân Hêli có nuclôn: prôtôn nơtrôn+ + + 1.2 Bán kính hạt nhân nguyên tử: R 1, 1015 A (m) Nguyên tử Hidrô, Hạt nhân có nuclơn prơtơn Ví dụ: + Bán kính hạt nhân 11 H H: R = 1,2.10-15m 27 + Bán kính hạt nhân 13 Al Al: R = 3,6.10-15m 2.Đồng vị ngun tử có số prơtơn ( Z ), khác số nơtrôn (N) hay khác số nuclơn (A) 2 3 Ví dụ: Hidrơ có ba đồng vị: H ; H ( D) ; H ( 1T ) + Đồng vị bền : thiên nhiên có khoảng 300 đồng vị + Đồng vị phóng xạ ( khơng bền): có khoảng vài nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo 3.Đơn vị khối lượng nguyên tử 12 - u : có giá trị 1/12 khối lượng đồng vị cacbon C 12 12 g g �1, 66055 1027 kg 931,5 MeV / c ; 1MeV 1, 1013 J - 1u 23 12 N A 12 6, 0221.10 E Khối lượng lượng: Hệ thức Anhxtanh lượng khối lượng: E = mc2 => m = c => khối lượng đo đơn vị lượng chia cho c2: eV/c2 hay MeV/c2 -Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v, khối lượng m0 tăng lên thành m với: m = 1 5.Một số hạt thường gặp: v m0 gọi khối lượng nghỉ m gọi khối lượng động c2 Tên gọi Kí hiệu prơtơn p Cơng thức 1 H hay p D T α bêta trừ β- 1 e bêta cộng β+ 1 e n đơteri triti anpha nơtron nơtrinô 180 hiđrô nặng hiđrô siêu nặng H hay T n hiđrô nhẹ H hay D He Ghi Hạt Nhân Hêli electron Pôzitôn (phản electron) không mang điện không mang điện, m0 = 0, v ≈ c I.CẤU TẠO HẠT NHÂN- ĐỘ HỤT KHỐI VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT: Dạng : Xác định cấu tạo hạt nhân: A a.Phương Pháp: Từ kí hiệu hạt nhân Z X A, Z , N = A-Z b.Bài tập Bài 1: Xác định cấu tạo hạt nhân + 238 92 U , 1123 Na , 24 He ( Tìm số Z prơtơn số N nơtron) 238 92 U có cấu tạo gồm: Z=92 , A = 238 N = A – Z = 146 Đáp án: 23 + 11 Na gồm : Z= 11 , A = 23 N = A – Z = 12 + 24 Đáp án: He gồm : Z= , A = N = A – Z = Đáp án: 238 92 U : 92 prôtôn ; 146 nơtron 23 11 23 11 Na : 11 prôtôn ; 12 nơtron Na : prôtôn ; nơtron c.Trắc nghiệm: Câu Phát biểu sau đúng? A Hạt nhân nguyên tử ZA X cấu tạo gồm Z nơtron A prôton B Hạt nhân nguyên tử C Hạt nhân nguyên tử D Hạt nhân nguyên tử A Z A Z A Z X cấu tạo gồm Z prôton A nơtron X cấu tạo gồm Z prôton (A – Z) nơtron X cấu tạo gồm Z nơtron (A + Z) prôton 60 27 Câu Hạt nhân Co có cấu tạo gồm: A 33 prôton 27 nơtron B 27 prôton 60 nơtron C 27 prôton 33 nơtron D 33 prôton 27 nơtron 14 Câu 3: Xác định số hạt proton notron hạt nhân N A 07 proton 14 notron B 07 proton 07 notron C 14 proton 07 notron D 21 proton 07 notron 235 Câu 4: Trong nguyên tử đồng vị phóng xạ 92 U có: A 92 electron tổng số proton electron 235 B 92 proton tổng số proton electron 235 C 92 proton tổng số proton nơtron 235 D 92 proton tổng số nơtron 235 Câu 5: Nhân Uranium có 92 proton 143 notron kí hiệu nhân 327 235 92 143 A 92 U B 92 U C 235 U D 92 U Câu 6: Tìm phát biểu sai hạt nhân nguyên tử Al A Số prơtơn 13 B Hạt nhân Al có 13 nuclơn.C Số nuclôn 27 D Số nơtrôn 14 Câu 7: Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức so sánh khối lượng prôtôn (m P), nơtrôn (mn) đơn vị khối lượng nguyên tử u A mP > u > mn B mn < mP < u C mn > mP > u D mn = mP > u 11 Câu Cho hạt nhân X Hãy tìm phát biểu sai A Hạt nhân có nơtrơn B Hạt nhân có 11 nuclơn C Điện tích hạt nhân 6e D Khối lượng hạt nhân xấp xỉ 11u Câu 9(ĐH–2007): Phát biểu sai? A Các đồng vị phóng xạ khơng bền B Các ngun tử mà hạt nhân có số prơtơn có số nơtrơn (nơtron) khác gọi đồng vị C Các đồng vị ngun tố có số nơtrơn khác nên tính chất hóa học khác D Các đồng vị ngun tố có vị trí bảng hệ thống tuần hoàn 29 40 Câu 10.(ĐH–CĐ-2010 ) So với hạt nhân 14 Si , hạt nhân 20 Ca có nhiều A 11 nơtrơn prơtơn B nơtrôn prôtôn C nơtrôn prôtôn D nơtrôn 12 prôtôn Câu 11: (CĐ-2011) Hạt nhân A 35 nơtron 35 17 Cl có: B 35 nuclôn C 17 nơtron 181 D 18 proton BÀI 36 ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN Lực hạt nhân - Lực hạt nhân lực tương tác nuclơn, bán kính tương tác khoảng 1015 m - Lực hạt nhân không chất với lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện; lực tương tác mạnh A Độ hụt khối m hạt nhân Z X Khối lượng hạt nhân mhn nhỏ tổng khối lượng nuclơn tạo thành hạt nhân lượng m : Khối lượng hạt nhân Khối lượng Z Prôtôn Khối lượng N Nơtrôn Độ hụt khối m mhn (mX) Zmp Năng lượng liên kết m = Zmp + (A – Z)mn – mhn (A – Z)mn Wlk A hạt nhân Z X - Năng liên kết lượng tỏa tạo thành hạt nhân (hay lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành nuclôn riêng biệt) Công thức : Wlk m.c Z m p N mn mhn � c Hay : Wlk � � � 4.Năng lượng liên kết riêng hạt nhân - Năng lượng liên kết riêng lượng liên kết tính nuclôn = Wlk A - Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững - Ví dụ: 56 28 Fe có lượng liên kết riêng lớn = Wlk =8,8 (MeV/nuclôn) A PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I PHẢN ỨNG HẠT NHÂN - Phản ứng hạt nhân trình dẫn tới biến đổi biến đổi hạt nhân A1 Z1 X1 A2 Z2 X2 � A3 Z3 X3 A4 Z4 X4 hay A1 Z1 A A2 Z2 A B � Z33 C A4 Z4 D - Có hai loại phản ứng hạt nhân + Phản ứng tự phân rã hạt nhân không bền thành hạt nhân khác (phóng xạ) + Phản ứng tương tác hạt nhân với dẫn đến biến đổi thành hạt nhân khác 1 Chú ý: Các hạt thường gặp phản ứng hạt nhân: p H ; n ; He ; 1 e ; 1 e II CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Định luật bảo tồn số nuclơn (số khối A) A1 A2 A3 A4 Định luật bảo tồn điện tích (ngun tử số Z) Định luật bảo toàn động lượng: Z1 Z Z Z Pt Ps Wt Ws Định luật bảo toàn lượng toàn phần Chú ý:-Năng lượng toàn phần hạt nhân: gồm lượng nghỉ lượng thông thường( động năng): W mc mv 2 - Định luật bảo toàn lượng toàn phần viết: Wđ1 + Wđ2 + m1.c2 + m2.c2 = Wđ3 + Wđ4 + m3.c2 + m4.c2 => (m1 + m2 - m3 - m4) c2 = Wđ3 + Wđ4 - Wđ1 - Wđ2 = Q tỏa /thu P2 - Liên hệ động lượng động P 2mWd hay Wd 2m III.NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: + Khối lượng trước sau phản ứng: m0 = m1+m2 m = m3 + m4 2 + Năng lượng W: -Trong trường hợp m ( kg ) ; W ( J ) : W (m0 m)c (m m0 )c (J) -Trong trường hợp m (u ) ; W ( MeV ) : W (m0 m)931,5 (m m0 )931,5 Nếu m0 > m: W : phản ứng tỏa lượng; Nếu m0 < m : W : phản ứng thu lượng Dạng : Xác định độ hụt khối, lượng liên kết hạt nhân, lượng liên kết riêng: 182 a.Phương Pháp: +Sử dụng công thức độ hụt khối: m m m0 ; m = Zmp+ Nmn Wlk � Z m p N mn mhn � c m c � � +Năng lượng liên kết: +Năng lượng liên kết riêng: = Wlk A MeV/nuclon Hay E mc A A +Chuyển đổi đơn vị từ uc2 sang MeV: 1uc2 = 931,5MeV Chú ý :+ So sánh : Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững + Hạt nhân có số khối từ 50 – 70 bảng HTTH thường bền nguyên tử hạt nhân lại b.Bài tập Bài : Khối lượng hạt 10 Be mBe = 10,01134u, khối lượng nơtron mN = 1,0087u, khối lượng proton mP = 1,0073u Tính độ hụt khối hạt nhân HD giải-Xác định cấu tạo hạt nhân 10 10 Be bao nhiêu? Be có Z = 4proton, N= A-Z = 10-4= notron Z m p ( A Z ).mN mhn � - Độ hụt khối: m � � �= 4.1,0073u + 6.1,0087u – 10,01134u m = 0,07u Đáp án: m = 0,07u 1D ? Bài 2: Tính lượng liên kết hạt nhân Đơtêri Cho mp = 1,0073u, mn = 1,0087u, mD = 2,0136u; 1u = 931 MeV/c2 A 2,431 MeV B 1,122 MeV C 1,243 MeV D 2,234MeV HD Giải :Độ hụt khối hạt nhân D : Δm = ∑ mp + ∑ mn ─ mD = 1.mp +1.mn – mD = 0,0024 u Năng lượng liên kết hạt nhân D : Wlk = Δm.c2 = 0,0024.uc2 = 2,234 MeV Chọn D Bài Xác định số Nơtrôn N hạt nhân: 24 He Tính lượng liên kết riêng Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mHe = 4,0015u N A Z HD giải : Từ He N 4 2 Ta có m 2(m p m n ) 4,0015 0,03038 u E 0,03038uc 0,03038.931,5MeV 28,29 MeV 28,29 7,07 MeV 56 26 Fe Tính lượng liên kết riêng Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mFe = 55,9349u HD giải: + Ta có m 26m p 30m n 55,9349 0,50866u Bài Cho E 0,50866uc 0,50866.931,5MeV 473,8MeV Bài 5: Hạt nhân 10 Be 473,8 8,46MeV 56 có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) m n = 1,0087u, khối lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be A 0,632 MeV B 63,215MeV C 6,325 MeV D 632,153 MeV HD Giải : -Năng lượng liên kết hạt nhân 104 Be : Wlk = Δm.c2 = (4.mP +6.mn – mBe).c2 = 0,0679.c2 = 63,249 MeV -Suy lượng liên kết riêng hạt nhân 104 Be : Wlk 63,125 6,325 MeV/nuclôn.Chọn: C A 10 Bài Hạt nhân heli có khối lượng 4,0015 u Tính lượng liên kết riêng hạt nhân hêli Tính lượng tỏa tạo thành gam hêli Cho biết khối lượng prôton nơtron mp = 1,007276 u mn = 1,008665 u; u = 931,5 MeV/c2; số avôgađrô NA = 6,022.1023 mol-1 Wlk (2.(1,007276 1,008685) 4,0015).931,5 ( Z m p ( A Z )mn mHe ).c = = = 7,0752 MeV; A A m W= NA.Wlk = 6,022.1023.7,0752.4 = 46,38332.1023 MeV = 7,42133.1011 J , 0015 M HD Giải: He = Bài Tính lượng liên kết riêng hai hạt nhân 23 11 Na 56 26 Fe Hạt nhân bền vững hơn? Cho: mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u; mn = 1,008665 u; mp = 1,007276 u; 1u = 931,5 MeV/c2 183 Wlk ( Z m p ( A Z )mn mHe ).c (11.1,007276 12.1,008685 22,983734).931,5 HD Giải Na = = = = 8,1114 MeV; 23 A A (26.1,007276 30.1,008685 55,9207 ).931,5 Fe = = 8,7898 MeV; 56 Fe > Na nên hạt nhân Fe bền vững hạt nhân Na Bài Tìm lượng toả hạt nhân urani 234U phóng xạ tia tạo thành đồng vị thori 230Th Cho lượng liên kết riêng hạt 7,10 MeV; 234U 7,63 MeV; 230Th 7,70 MeV HD Giải Ta có: W = 230.Th + 4.He - 234.U = 13,98 MeV Bài Khối lượng nguyên tử rađi Ra226 m = 226,0254 u a/ Hãy thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ? b/ Tính kg mol nguyên tử Rađi , khối lượng hạt nhân , mol hạt nhân Rađi? c/ Tìm khối lượng riêng hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân tính theo cơng thức : r = r 0.A1/3 với r0 = 1,4.10—15m , A số khối d/ Tính lượng liên kết hạt nhân , lượng liên kết riêng , biết m p = 1,007276u , mn = 1.008665u ; me = 0,00549u ; 1u = 931MeV/c2 HD Giải : a/ Rađi hạt nhân có 88 prơton , N = A- Z = 226 – 88 = 138 nơtron b/ Khối lượng nguyên tử: m = 226,0254u.1,66055.10—27 = 375,7.10—27 kg Khối lượng mol : mmol = mNA = 375,7.10—27.6,022.1023 = 226,17.10—3 kg = 226,17g Khối lượng hạt nhân : mhn = m – Zme = 259,977u = 3,7524.10—25kg Khối lượng 1mol hạt nhân : mmolhn = mnh.NA = 0,22589kg c/ Thể tích hạt nhân : V = 4r3/3 = 4r03A/ Khối lượng riêng hạt nhân : D = Am p 3m p m kg 1,45.1017 3 V 4rr0 A / 4rr0 m d/ Tính lượng liên kết hạt nhân : E = mc2 = {Zmp + (A – Z)mn – m}c2 = 1,8197u E = 1,8107.931 = 1685 MeV Năng lượng liên kết riêng : = E/A = 7,4557 MeV Bài 10: Biết khối lượng hạt nhân mC 12,000u; m 4,0015u; m p 1,0073u; mn 1,0087u 1u 931 Mev / c Năng lượng cần thiết tối thiểu để chia hạt nhân 126 C thành ba hạt theo đơn vị Jun A 6,7.10-13 J B 6,7.10-15 J C 6,7.10-17 J D 6,7.10-19 J HD Giải: C12 He Năng lượng phá hạt C12 thành hạt He: W = ( mrời - mhn )c2 = (3.4,0015 – 12) 931= 4.1895MeV Theo đơn vị Jun là: W = 4,1895 1,6.10-13 = 6,7032.10 -13J; Chọn A Bài 11 : Cho biết mα = 4,0015u; mO 15,999 u; m p 1,007276u , mn 1,008667u Hãy xếp hạt nhân 24 He , 12 6C , 168 O theo thứ tự tăng dần độ bền vững Câu trả lời là: A 126C , 24 He, 168 O B 126C , 168 O , 24 He, C 24 He, 126C , 168 O D 24 He, 168 O , 126C HD Giải: Đề không cho khối lượng 12C ý dùng đơn vị u, theo định nghĩa đon vị u 1/12 khối lượng đồng vị 12C lấy khối lượng 12C 12 u -Suy lượng liên kết riêng hạt nhân : He : Wlk = (2.mp + 2.mn – m α )c2 = 28,289366 MeV Wlk riêng = 7,0723 MeV / nuclon C : Wlk = (6.mp + 6.mn – mC )c2 = 89,057598 MeV Wlkriêng = 7,4215 MeV/ nuclon O : Wlk = (8.mp + 8.mn – mO )c2 = 119,674464 meV Wlk riêng = 7,4797 MeV/ nuclon -Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững Vậy chiều bền vững hạt nhân tăng dần : He < C < O Chọn C c.Trắc nghiệm: 184 Câu 1: Hạt nhân 60 27 Co có khối lượng 59,919u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối lượng nơtron 60 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân 27 Co A 0,565u B 0,536u C 3,154u D 3,637u 60 Câu 2: Đồng vị phóng xạ cơban 27 Co phát tia tia Biết mCo 55,940u;mn 1,008665u; mp 1,007276u Năng lượng liên kết hạt nhân côban bao nhiêu? A E 6,766.1010 J B E 3,766.1010 J C E 5,766.1010 J D E 7,766.1010 J Câu 3: Biết khối lượng hạt nhân U238 238,00028u, khối lượng prôtôn nơtron m P=1.007276U; mn = 1,008665u; 1u = 931 MeV/ c2 Năng lượng liên kết Urani 238 92 U bao nhiêu? A 1400,47 MeV B 1740,04 MeV C.1800,74 MeV D 1874 MeV Câu 4: Biết khối lượng prôtôn m p=1,0073u, khối lượng nơtron mn=1,0087u, khối lượng hạt nhân đơteri mD=2,0136u 1u=931MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân nguyên tử đơteri 12 D A 1,12MeV B 2,24MeV C 3,36MeV D 1,24MeV 10 Câu 5: Khối lượng hạt nhân Belà 10,0113u; khối lượng prôtôn m p = 1,0072u, nơtron m n = 1,0086; 1u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân bao nhiêu? A 6,43 MeV B 6,43 MeV C 0,643 MeV D Một giá trị khác 20 Câu 6: Hạt nhân 10 Ne có khối lượng mNe 19,986950u Cho biết mp 1,00726u;mn 1,008665u; 1u 931,5MeV / c2 Năng lượng liên kết riêng 20 10 Ne có giá trị bao nhiêu? A 5,66625eV B 6,626245MeV C 7,66225eV D 8,02487MeV Cl Câu 7: Tính lượng liên kết riêng hạt nhân 37 Cho biết: m = 1,0087u; m = 1,00867u; mCl = 36,95655u; p n 17 1u = 931MeV/c A 8,16MeV B 5,82 MeV C 8,57MeV D 9,38MeV Câu Hạt nhân hêli ( He) có lượng liên kết 28,4MeV; hạt nhân liti ( Li) có lượng liên kết 39,2MeV; hạt nhân đơtêri ( D) có lượng liên kết 2,24MeV Hãy theo thứ tự tăng dần tính bền vững chúng: A liti, hêli, đơtêri B đơtêri, hêli, liti C hêli, liti, đơtêri D đơtêri, liti, hêli Câu Hạt có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô N A = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với tạo thành hạt , lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli A 2,7.1012J B 3,5 1012J C 2,7.1010J D 3,5 1010J Câu 10(ĐH–2007): Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10-27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 126 thành nuclôn riêng biệt A 72,7 MeV B 89,4 MeV C 44,7 MeV D 8,94 MeV Câu 11(CĐ-2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) 1,007276u u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Error! Not a valid link.bằng A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV 10 Câu 12(ÐH– 2008): Hạt nhân Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrơn (nơtron) m n = 1,0087u, khối lượng 10 prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Be A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV 16 Câu 13(CĐ- 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u = 16 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV 40 Câu 14 (ĐH- 2010)Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 18 Ar ; Li là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145 u 1u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân Li lượng liên kết riêng hạt nhân A lớn lượng 5,20 MeV B lớn lượng 3,42 MeV C nhỏ lượng 3,42 MeV D nhỏ lượng 5,20 MeV 185 40 18 Ar BÀI 37 PHĨNG XẠ I PHĨNG XẠ: Phóng xạ tượng hạt nhân không bền vững tự phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác II CÁC TIA PHÓNG XẠ 1.1 Các phương trình phóng xạ: A A 4 - Phóng xạ ( He) : hạt nhân lùi hai ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn: Z X � He Z 2Y A - Phóng xạ ( 1 e) : hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn: Z X - Phóng xạ ( 1 e) : hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn: - Phóng xạ : Sóng điện từ có bước sóng ngắn: X * � 00 1.2 Bản chất tính chất loại tia phóng xạ Loại Tia () (-) (+) () A Z Bản Chất -Là dòng hạt nhân nguyên tử Heli ( He ), chuyển động với vận tốc cỡ 2.107m/s -Là dòng hạt êlectron ( 1 e) , vận tốc c -Là dòng hạt êlectron dương (còn gọi pozitron) ( 10 e) , vận tốc c -Là xạ điện từ có bước sóng ngắn (dưới 10 -11 m), hạt phơtơn có lượng cao A Z A Z � 10e Z A1Y X � 10e Z A1Y X Tính Chất -Ion hố mạnh -Đâm xun yếu -Ion hoá yếu đâm xuyên mạnh tia -Ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh III CÁC ĐỊNH LUẬT PHĨNG XẠ Chu kì bán rã chất phóng xạ (T) Chu kì bán rã thời gian để nửa số hạt nhân có lượng chất phóng xạ bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác Hằng số phóng xạ: Định luật phóng xạ: Theo số hạt (N) ln T (đặc trưng cho loại chất phóng xạ) Theo khối lượng (m) Độ phóng xạ (H) (1 Ci 3, 7.1010 Bq ) Trong trình phân rã, số hạt Trong trình phân rã, khối - Đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ nhân phóng xạ giảm theo thời gian lượng hạt nhân phóng xạ giảm theo mạnh hay yếu chất phóng xạ : thời gian : N - Số phân rã giây:H = - t N (t ) N t T N e t m(t ) m0 t T m0 e t N : số hạt nhân phóng xạ thời m0 : khối lượng phóng xạ thời điểm ban đầu N (t ) : số hạt nhân phóng xạ lại sau thời gian t điểm ban đầu m( t ) : khối lượng phóng xạ lại sau thời gian t 186 H ( t ) H t T H e t H N H : độ phóng xạ thời điểm ban đầu H (t ) :độ phóng xạ lại sau thời gian t t H = N = N0 T = N0e-t Đơn vị đo độ phóng xạ becơren (Bq): Bq = phân rã/giây Thực tế dùng đơn vị curi (Ci): Ci = 3,7.1010 Bq, xấp xĩ độ phóng xạ gam rađi Hay: Đại lượng Còn lại sau thời gian t Bị phân rã sau thời gian t Theo số hạt N N(t)= N0 e-t ; N(t) = N0 Theo khối lượng (m) m = m0 e-t ; m(t) = m0 t T t T N/N0 hay m/m0 N0 – N = N0(1- e-t ) -t M0 – m = m0(1- e ) (N0 – N)/N0 ; (m0 – m)/m0 t T (1- e-t ) t T (1- e-t ) IV ỨNG DỤNG CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHĨNG XẠ - Theo dõi q trình vận chuyển chất phương pháp nguyên tử đánh dấu - Dùng phóng xạ tìm khuyết tật sản phẩm đúc, bảo quản thực phẩm, chữa bệnh ung thư … - Xác định tuổi cổ vật Dạng 3: Tính số hạt nhân ngun tử số nơtron, prơtơn có m lượng chất hạt nhân a.PHƯƠNG PHÁP: Cho khối lượng m số mol hạt nhân ZA X Tìm số hạt p , n có mẫu hạt nhân Nếu có khối lượng m suy số hạt hạt nhân X : Số mol : n N= m N A (hạt) A m N V Hằng Số Avôgađrô: NA = 6,023.1023 nguyên tử/mol A N A 22,4 Nếu có số mol suy số hạt hạt nhân X : N = n.NA (hạt) +Khi đó: hạt hạt nhân X có Z hạt proton (A – Z ) hạt hạt notron =>Trong N hạt hạt nhân X có : N.Z hạt proton (A-Z) N hạt notron b.BÀI TẬP Bài 1: Biết số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol hạt nhân urani Số nơtron 119 gam urani A 2,2.10 25 hạt 238 92 U 238 92 U 238 gam / mol : B 1,2.10 25 hạt HD Giải: Số hạt nhân có 119 gam urani C 8,8.10 25 hạt 238 92 U : N = D 4,4.10 25 hạt 119 m N A 6,02.10 23 3.01.10 23 hạt A 238 Suy số hạt nơtron có N hạt nhân urani 238 92 U : 23 25 (A-Z) N = ( 238 – 92 ).3,01.10 = 4,4.10 hạt Đáp án : D Bài Cho số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1 Số hạt nhân nguyên tử có 100 g Iốt 131 52 I : A 3,952.1023 hạt B 4,595.1023 hạt C.4.952.1023 hạt D.5,925.1023 hạt m 100 6,02.10 23 hạt Chọn B HD Giải : Số hạt nhân nguyên tử có 100 g hạt nhân I : N = N A A 131 c.TRẮC NGHIỆM: 238 Câu (CĐ- 2009): Biết NA = 6,02.1023 mol-1 Trong 59,50g 92 U có số nơtron xấp xỉ A 2,38.1023 B 2,20.1025 C 1,19.1025 D 9,21.1024 23 Câu 2(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.10 hạt/mol khối lượng hạt nhân số khối Số prơtơn (prơton) có 0,27 gam Al1327 A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022 II.ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ- ĐỘ PHĨNG XẠ Dạng 1: Xác định lượng chất lại (N hay m), độ phóng xạ: 187 a.Phương pháp: Vận dụng cơng thức: -Khối lượng lại X sau thời gian t : m N -Số hạt nhân X lại sau thời gian t : m0 t T N0 - Độ phóng xạ: H tb N H H H ; t t T t T t T hay m0 N H n -Công thức tìm số mol : -Chú ý: H0 e t t T t T m0 e t N e t H e t Với : N m NA A + t T phải đưa đơn vị + m m0 đơn vị không cần đổi đơn vị Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh câu hỏi trắc nghiệm: t t Tỉ số N/N0 hay (%) Bị phân rã N0 – N (%) T Còn lại N= N0 t =T 1/2 hay ( 50%) N0/2 hay ( 50%) N0 N0 1 N = N0 = 2 t =2T 1/4 hay (25%) 3N0/4 hay (75%) N0 N0 2 N = N0 = t =3T 1/8 hay (12,5%) 7N0/8 hay (87,5%) N N 3 0 N = N0 = t =4T 1/16 hay (6,25%) 15N0/16 hay (93,75%) N N 4 0 N = N0 = 16 t =5T 1/32 hay (3,125%) 31N0/32 hay (96,875%) N N 5 0 N = N0 = 32 t =6T 1/64 hay (1,5625%) 63N0/64 hay (98,4375%) N0 N0 6 N = N0 = 64 t =7T 1/128 hay (0,78125%) 127N0/128 hay (99,21875%) N0 N0 7 N = N0 = 128 t =8T 1/256 hay(0,390625%) 255N0/256 hay (99,609375%) N0 N0 8 N = N0 = 256 t =9T ln T - Tỉ số (N0- N)/N0 Tỉ số (N0- N)/N 1/2 3/4 7/8 15/16 15 31/32 31 63/64 63 127/128 127 255/256 255 - - Hay: Thời gian t Còn lại: N/N0 hay m/m0 Đã rã: (N0 – N)/N0 Tỉ lệ % rã Tỉ lệ ( tỉ số) hạt rã lại Tỉ lệ ( tỉ số) hạt lại bị phân rã T 1/2 1/2 50% 1 2T 1/22 3/4 75% 1/3 3T 1/23 7/8 87,5% 1/7 b Bài tập: 188 4T 1/24 15/16 93,75% 15 1/15 5T 1/25 31/32 96,875% 31 1/31 6T 1/26 63/64 98,4375% 63 1/63 7T 1/27 127/128 99,21875% 127 1/127 Bài 1: Chất Iốt phóng xạ 131 53 I dùng y tế có chu kỳ bán rã ngày đêm Nếu nhận 100g chất sau tuần lễ bao nhiêu? A O,87g B 0,78g C 7,8g D 8,7g HD Giải : t = tuần = 56 ngày = 7.T Suy sau thời gian t khối lượng chất phóng xạ 131 53 I lại : m m0 t T 100.2 = 0,78 gam Chọn đáp án B Bài : Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) lượng chất phóng xạ lại phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu? A 25% B 75% C 12,5% D 87,5% HD Giải : T = 3,8 ngày ; t = 11,4 = 3T ngày Do ta đưa hàm mũ để giải nhanh sau : t T t m 3 m m m0 2 T m 2 8 = 12,5% Chọn : C m0 Bài 3: Pơlơni ngun tố phóng xạ , phóng hạt biến đổi thành hạt nhân X Chu kì bán rã Pôlôni T = 138 ngày Xác định cấu tạo, tên gọi hạt nhân X Ban đầu có 0,01g Tính độ phóng xạ mẫu phóng xạ sau 3chu kì bán rã HD Giải: Xác định hạt nhân X 210 A + Ta có phương trình phân rã: 84 Po He Z X 210 4 A 84 2 Z + Theo ĐLBT ta có: A 206 X : 206 82 Pb Z 82 t m m T m m k 0,693.m N A k 2,08.1011 Bq 2.Từ H N mN A H T A H m A N N A A Nếu trắc nghiệm cần nhớ: H Bài 4: Phốt P 32 15 0,693.m N A k 2,08.1011 Bq T A phóng xạ - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày biến đổi thành lưu huỳnh (S) Viết phương trình phóng xạ nêu cấu tạo hạt nhân lưu huỳnh Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng khối chất phóng xạ 32 P 15 lại 2,5g Tính khối lượng ban đầu HD Giải : Phương trình phát xạ: Từ định luật phóng xạ ta có: Suy khối lượng ban đầu: 32 P 15 � e + 32 S Hạt nhân lưu huỳnh 1 16 m = moe mo t t m.2 T mo ln t eT mo 32 S 16 gồm 16 prôtôn 16 nơtrôn t T 2,5.23 20g Bài (ĐH -2009): Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân Sau năm, lại phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau năm nữa, số hạt nhân lại chưa phân rã chất phóng xạ A N0 /6 B N0 /16 C N0 /9 D N0 /4 N HD Giải : t1 = 1năm số hạt nhân chưa phân rã (còn lại ) N1, theo đề ta có : N t T Sau 1năm tức t2 = 2t1 năm số hạt nhân lại chưa phân rã N2, ta có : 189 1 H 37 Li � 24 X 24 X mP + mLi = 8,0215u ; 2mX = 8,0030u Năng lượng phản ứng toả : E = (8,0215-8,0030)uc2 = 0,0185uc2= 17,23MeV 2KX = KP + E = 19,48 MeV - KX =9,74 MeV Tam giác OMN: PX2 PX2 PP2 PX PP cos Cosφ = PP 2mP K P 2.1, 0073.2, 25 0,1206 PX 2mX K X 2.4, 0015.9, 74 ?????? Suy φ = 83,070 210 Bài 21 Mẫu chất phóng xạ Poloni 84 Po có khối lượng m = 2.1g phóng xạ chuyển thành hạt nhân X Poloni có chu kì bán rã T = 138 ngày a) Sau mẫu có 38.073�1020 hạt X b) Phản ứng khơng xạ điện từ, hạt, Po đứng yên Tính động hạt X hạt Cho mPo =209.9373u;mu =205.9294u; m = 4.0015u; 1u =931.5 MeV ha� t ; NA =6.032�1023 C mol 210 206 Giải : a) Tính thời gian: Phương trình phóng xạ: 84 Po �24 He 82 Pb m 2.1 NA x6.023x1023 60.23x1020 ha� t A 210 Số hạt bị phân rã sau thời gian t: N No N No(1 et ), N N No � et o � et No No N Số hạt thời điểm t = 0: N 60.23x1020 T 138 � t 1� t 199.1 nga� y 2.7183 � e 0.693 0.693 60.23x1020 38.073x1020 Sau 199.1 ngày có N hạt nhân bị phân rã, củng số hạt X có mẫu u r u r u r b) Tính động năng:Theo định luật bảo toàn động lượng: PPo P PX Hạt Po đứng yên u r r � PPo ne� n P PX Hay m v mxvx � m2 v2 m2 mxW� x xvx � m W� Thay số et m W� W� mx 206 Suy ra: W� 5.848Mev; W�x 5.9616 5.848 0.114Mev Động hạt nhân X: W�x Hay W�x 0.01942W� Theo định luật bảo toàn lượng mPoC2 m mx c2 W� W�x W� W�x (mPo mx m )c2 (209.373 4.0015 205.9294)x931.5 Hay W� W�x = 5.9616 Mev Suy ra: W� = 5.848 Mev; W�x = 5.9616 – 5.848 = 0.114 MeV Bài 22 (CĐ-2011) : Dùng hạt bắn phá hạt nhân nitơ đứng yên thu hạt proton hạt nhân ôxi theo 14 17 phản ứng: N � O p Biết khối lượng hạt phản ứng là: m 4, 0015 u; mN 13,9992 u; mO 16, 9947 u; mp= 1,0073 u Nếu bỏ qua động hạt sinh động tối thiểu hạt A 1,503 MeV B 29,069 MeV HD: áp dụng định luật bảo toàn lượng : C 1,211 MeV D 3,007 Mev Wđ m0 c mc Wđ mc m0 c 1,211MeV 230 2 Bài 23: Người ta dùng hạt protôn bắn vào hạt nhân 9Be4 đứng yên để gây phản ứng p + Be � 4X + Li Biết động hạt p , X Li 5,45 MeV ; MeV 3,575 MeV Lấy khối lượng hạt nhân theo đơn vị u gần khối số chúng Góc lập hướng chuyển động hạt p X là: A 450 B 600 Kp = 5,45 MeV ; C 900 D 1200 KBe = 0MeV ; KX = MeV ; KLi = 3,575 MeV ; pBe = đứng yên � � � � � � � � � p p pX pLi � p p p X pLi � ( p p p X ) ( pLi ) � p 2p p p pX cos p X2 pLi2 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: � 2m p K p 2.m p K p 2.mX K X cos 2mX K X 2mLi K Li � m p K p m p K p mX K X cos mX K X mLi K Li � cos � 900 Bài 24: Dùng hạt Prơtơn có động K p = 5,45 MeV bắn vào hạt nhân Beri đứng yên tạo nên phản ứng: 11 H + 49 Be H e + 36 Li Hê li sinh bay theo phương vng góc với phương chuyển động Prôtôn Biết động Hêli K = 4MeV khối lượng hạt tính theo đơn vị u số khối chúng Động hạt nhân Liti có giá trị: A 46,565 MeV ; B 3,575 MeV C 46,565 eV ; D 3,575 eV GIẢI: Theo ĐL bảo toàn động lượng: Pp = P + PLi P Do hạt hêli bay theo phương vng góc với hạt Proton: Ta có: P + P = P Mà: động năng.K = thay vào, ta có: 2mK + 2mK = 2mK Pp K = (mK + mK)/m số ta kết KLi = (4K + Kp )/6 = 21,45/6 = 3,575(MeV) Chọn B PLi Bài 25: Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 73Li đứng yên, để gây phản ứng 1P + 3Li 2 Biết phản ứng tỏa lượng hai hạt có động Lấy khối lượng hạt theo đơn vị u gần số khối chúng Góc tạo hướng hạt là: A Có giá trị B 600 C 1600 D 1200 Giải: Theo ĐL bảo toàn động lượng: PP = P1 + P2 P1 P2 = 2mK K động PP m P K P m P K P 1 K P 2m P K P cos = = = = = /2 P m K m K 4.K 2 2m K KP cos = K P KP = 2K + E => KP - E = 2K => KP > 2K KP 2K cos = > => > 69,30 hay > 138,60 =>chọn C: góc 1600 K K 2 PP Bài 26: Dùng proton bắn vào Liti gây phản ứng: p Li � 2 He Biết phản ứng tỏa lượng Hai hạt He có động hợp với góc φ Khối lượng hạt nhân tính theo u số khối Góc φ phải có: A cosφ< -0,875 B cosφ > 0,875 C cosφ < - 0,75 D cosφ > 0,75 Giải: Ta có: E0 + Kp= E + 2KHe 231 => E0 – E =2KHe - Kp >0 ( phản ứng tỏa lượng) => r r r Theo định luật bảo toàn động lượng: p p pHe1 pHe Kp K He (1) 2 2 => p p pHe pHe pHe cos (Hai hạt nhân He có động năng) => 2mpKp =2.2mHeKHe(1+cos ) (p2=2mK) => mpKp =2mHeKHe(1+cos ) K p 2mHe (1 cos ) 2.4(1 cos ) 8(1 cos ) (2) => = K He mp Thế (2) vào (1) ta : 8(1 cos ) cos 0, 75 ( 138035' ) Chọn C Bài 27: Dùng proton bắn vào Liti gây phản ứng: p Li � 2 He Biết phản ứng tỏa lượng Hai hạt He có động hợp với góc φ Khối lượng hạt nhân tính theo u số khối Góc φ phải có: A cosφ< -0,875 B cosφ > 0,875 C cosφ < - 0,75 D cosφ > 0,75 đặt 2 Pp cos P � K p 16cos 2 K � ta có : K p E K � K p K � Kp K Kp K 16cos 2 cos 2� 2 cos 2 � cos 0, 75 Bài 28: Bắn hạt vào hạt nhân 147 N ta có phản ứng 147 N � 178 O p Nếu hạt sinh có vectơ vận tốc Tính tỉ số động hạt sinh hạt ban đầu Áp dụng định luật bảo toàn lượng: K E K O K p (Hạt N ban đầu đứng yên) Áp dụng đinh luật bảo toàn động lượng: P PO Pp Do hạt sinh vecto vận tốc nên: P PO Pp m v (mO m p )v 18m p v p Bình phương hai vế ta (với P 2mK ) K O mO 17 2m K 182.2m p K p 2.4.K 182.2.1K p K 81K p Mà K p mp 18 K p 18 K K 81 Bài 29: Khối lượng nghỉ êlêctron m0 = 0,511MeV/c ,với c tốc độ ánh sáng chân khơng Lúc hạt có động Wđ = 0,8MeV động lượng hạt là: A p = 0,9MeV/c B p = 2,5MeV/c C p = 1,2MeV/c D p = 1,6MeV/c P2 Giải: Động lượng p = mv động : K mv => Mối liên hệ : K P 2mK => P 2mK 2m Thế số: P 2mK 2.0,511.0,8 0,90421MeV / c Chọn đáp án A Bài 30: Trong trình va chạm trực diện êlectrơn pơzitrơn, có huỷ cặp tạo thành hai phơtơn có lượng MeV chuyển động theo hai chiều ngược Cho me = 0,511 MeV/c2 Động hai hạt trước va chạm A 1,489 MeV B 0,745 MeV C 2,98 MeV D 2,235 MeV Bài giải: Năng lượng photon sau hủy cặp: 4MeV Tỉ số động hạt sinh hạt ban đầu 232 KO K p Theo bảo tồn lượng lượng nghỉ động hai hạt truớc phản ứng Năng lượng nghỉ hai hạt truớc phản ứng: E=2.m.c2=1,022 MeV Vậy động hạt trước hủy cặp là: Wđ = (4-1,022)/2=1,489 MeV Chọn A 6 Bài 31: Cho phản ứng hạt nhân n + Li � 1H +α Hạt nhân Li đứng yên, nơtron có động Kn = Mev Hạt hạt nhân H bay theo hướng hợp với hướng tới nơtron góc tương ứng θ = 150 φ = 300 Lấy tỉ số khối lượng hạt nhân tỉ số số khối chúng Bỏ qua xạ gamma Hỏi phản ứng tỏa hay thu lượng ? A Thu 1,66 Mev B Tỏa 1,52 Mev C Tỏa 1,66 Mev D Thu 1,52 Mev r r r Bài giải: Theo DLBT động lượng ta có: pn pH p (1) r r r p Chiếu (1) lên phương cuả pn phương vng góc với pn , ta r pn p cos pH cos pn pH sin p sin Với p2 =2mK mn K n m K cos mH K H cos r pH m sin K ( ) mH sin Thay vào phương trình ta tính KH K Rồi thay vào bt: E K H K K n 1, 66MeV Pư thu lượng Chọn A A Bài 32: Người ta dùng proton bắn vào hạt nhân Be đứng yên Sau phản ứng sinh hai hạt He Z X Biết động proton hạt nhân He K P = 5,45 MeV; KHe = 4MeV Hạt nhân He sinh có vận tốc vng góc với vận tốc proton Tính động hạt X Biết tỉ số khối lượng tỉ số số khối Bỏ qua xạ lượng tia phản ứng : C 7,375MeV 5,375 MeV B 9,45MeV D 3,575 MeV r r r r r r Bài giải: H Be � He X v He v H p He p H cos(p He , p H ) r r r r r r 2 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p H p He p X => p H p He p X => p H p He p X m k m He k He 3,575 MeV Chọn D 2m H k H 2m He k He 2m X k X => k X H H mX Bài 33: người ta dùng hạt prơtơn có động 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên ta thu hạt α Ta có: m H K H sin m K sin � K H có động cho m p = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m α =4,0015u ; 1u = 931 MeV/c Tính động vận tốc hạt α tạo thành? A 9,755 MeV ; 3,2.107m/s B.10,5 MeV ; 2,2.107 m/s C 10,55 MeV ; 3,2.107 m/s D 9,755.107 ; 2,2.107 m/s Giải 1: Năng lượng phản ứng hạt nhân : Q = ( M0 – M ).c2 = 0,0187uc2 = 17,4097 MeV Q Wp Áp dụng định luật bảo toàn lượng ta có Q +W p= 2W α W α = 10,05MeV 2W Vận tốc mổi hạt α là: v = c =2,2.107m/s Chọn đáp án B 931.4,0015 Giải 2: Phương trình: 1 p 37 Li �� � 24 24 Năng lượng phản ứng hạt nhân : ΔE = ( MTrước – MSau ).c2 = 0,0187uc2 = 17,4097 MeV > Vậy phản ứng tỏa lượng Áp dụng định luật bảo toàn lượng ta có: Kp + KLi + ΔE = Kα + Kα 233 2,69 + + 17,4097 = 2Kα =>Kα = 10,04985MeV ≈ 10,5MeV K -13 m v2 � v K m -12 với Kα = 10,04985MeV = 10,04985.1,6.10 = 1,607976.10 J ; mα = 4,0015u = 4,0015.1,66055.10-27kg Vậy vận tốc hạt α tạo thành: vα = 2,199.107m/s ≈ 2,2.107m/s Bài 34: Một nơtơron có động Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây phản ứng: n + Li → X+ He Biết hạt nhân He bay vng góc với hạt nhân X Động hạt nhân X He :? Cho mn = 1,00866 u;mx = 3,01600u ; mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u 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 Giải: Ta có lượng phản ứng: Q = ( mn+ mLi─ m x ─ m He).c2 = - 0,8 MeV (đây phản ứng thu lượng ) - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: pn p p Pn2 PHe PX2 He X 2mnWn= 2mHe W He + 2mx Wx (1) - Áp dụng định luật bảo toàn lượng :Q =W x +W He ─Wn = -0,8 (2) 4W H e 3W X 1,1 W He 0,2 Chọn B Từ (1),(2) ta có hệ phương trình: MeV W X 0,1 W He W X 0,3 Bài 35: Hạt prơtơn có động 5,48 MeV bắn vào hạt nhân Be đứng yên gây phản ứng hạt nhân,sau phản ứng thu hạt nhân Li hạt X.Biết hạt X bay với động MeV theo hướng vng góc với hướng chuyển động hạt prơtơn tới (lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần số khối) Vận tốc hạt nhân Li là: A 0,824.106 (m/s) B 1,07.106 (m/s) C 10,7.106 (m/s) D 8,24.106 (m/s) r r r r r 2 Giải: + Áp dụng định luật BT động lượng: p p pLi p X vi ( p X p p ) � pLi p X p p m Li K Li m X K X m p K p K Li mX K X m p K p m Li K Li 3,58( Mev) 5,728.10 13 ( J ) ; K Li 10,7.10 (m / s ) m Li 27 27 + Với m Li 6u 6.1,66055.10 9,9633.10 (kg ) v Li Bài 36: Người ta dùng hạt protôn bắn vào hạt nhân 9Be4 đứng yên để gây phản ứng 1p + Be � 4X + Li Biết động hạt p , X Li 5,45 MeV ; MeV 3,575 MeV Lấy khối lượng hạt nhân theo đơn vị u gần khối số chúng Góc lập hướng chuyển động hạt p X là: A 450 Giải: Kp = 5,45 MeV ; B 600 C 900 D 1200 KBe = 0MeV ; KX = MeV ; KLi = 3,575 MeV ; pBe = đứng yên � � � � � � � � � p p p X pLi � p p p X pLi � ( p p p X ) ( pLi ) � p 2p p p p X cos p X2 pLi2 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: � 2m p K p 2.m p K p 2.mX K X cos 2m X K X 2mLi K Li � m p K p m p K p mX K X cos mX K X mLi K Li � cos � 900 Bi 37 Nhà máy điện nguyên tử dùng U235 có công suất 600MW hoạt động liên tục năm Cho biết hạt nhân bị phân hạch toả lợng trung bình 200MeV , hiệu suất nhà máy 20% a/ Tính lợng nhiên liệu cần cung cấp cho nhà máy năm ? 234 b/ Tính lợng dầu cần cung cấp cho nhà máy công suất nh có hiệu suất 75% Biết suất toả nhiệt dầu 3.10 7J/kg So sánh lợng dầu với urani ? Giải : a/ Vì H = 20% nên công suất urani cần cung cấp cho nhà máy : P n = 100.P/20 = 5P Năng lợng nhiên liệu cung cấp cho nhà máy năm : W = Pn.t = 365.6.108.24.3600 = 9,64.1015J Sè h¹t nhân phân dã đợc lợng : N = W/200.1,3.1013 = 2,96.1026 hạt Khối lợng U235 cung cấp cho nhà máy : m = N.A/N A = 1153,7 kg b/ Vì hiệu suất nhà máy 75% nên có công suất 600MW dầu có công suất p n/ = P/H = 4P/3 Năng lợng dầu cung cấp cho năm : W/ = Pn/t = (4.6.108/3).24.3600.356 = 2,53.1015J Lợng dầu cần cung cÊp lµ : m / = W//3.107 = 8,4.107 kg = 84 000 tÊn Ta cã : m //m = 7,2.10 lần Z Bài 38 Ht nhõn 210 84Po đứng yên phóng xạ hạt , biến đổi thành hạt nhân A Pb có kèm theo photon 1) Viết phương trình phản ứn, xác định A,Z 2) Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc động hạt 6,18 MeV Tính động hạt nhân Pb theo đơn vị MeV 3) Tính bước sóng xạ Biết mPo 209,9828u ; mHe 4,0015u; mPb 205,9744u ; h 6,625x1034 Js ; c 3x108m/ s ; 1u 931 MeV c2 206 Giải :1) Phương trình phóng xạ là: 210 84Po � 2He 82Pb uuuur uuuu r 2) Tính K Pb : Theo định luật bảo toàn động lượng: mHe VHe mPbVPb hay mHeVHe mPbVPb mHe.VHe m V mPb Pb Pb � mHe.K He mPb.K Pb 2 m K 4x6,18 � K Pb He He 0,12 MeV mPb 206 � mHe 3) Tính bước sóng xạ mPo mPb mHe � Độ hụt khối m mPo mPb mHe � E � � �c 6,424 MeV hc E K Pb K He 0,124 MeV hc 10x1012 � = 10pm Bước sóng xạ : 19 0,124x10 x1,6x10 Năng lượng phôton : Bài 39 Bắn hạt vào hạt Nito (147N) đứng yên Sau phản ứng sinh hạt proton hạt nhân oxy Các hạt sinh sau phản ứng có vecto vận tốc phương vớ vận tốc hạt Phản ứng thu lượng là1.21MeV Tính động hạt , proton, hạt nhân oxy Coi khối lượng hạt xấp xỉ số khối 17 Giải : phương trình phản ứng 24He 14 7N � 1H 8O vận tốc hạt phương, nên theo định luật bảo toàn lượng ta có: mV mH mo V � V m V mH mo Với v vận tốc cảu hạt nhân H O Tổng đông cảu H O K=KH+Ko 235 K m2V2 m 1 K K mH mo V mH mo 2 mH mo mH mo �K K K 17 Theo đinh luật bảo toàn lương: E K K � 1.21 x1.21 K K � K 1.21 � K 1.56MeV 9 Vì vận tốc H O động tỉ lệ vớ khối lượng K K H Ko K H Ko K K � H o mH mo mH mo 17 18 c.TRẮC NGHIỆM: Câu Chất phóng xạ 210 84 Po phát tia biến đổi thành 206 82 Pb Biết khối lượng hạt mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, m = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên phân rã khơng phát tia động hạt nhân A 0,1MeV; B 0,1MeV; C 0,1MeV; D 0,2MeV Li Câu Cho hạt prơtơn có động K P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh hai hạt có độ lớn vận tốc không sinh tia nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; m = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Động hạt sinh bao nhiêu? A K = 8,70485MeV B K = 9,60485MeV C K = 0,90000MeV D K = 7,80485MeV Câu Cho hạt prơtơn có động K P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt có độ lớn vận tốc khơng sinh tia nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; m = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Độ lớn vận tốc hạt sinh là: A v = 2,18734615m/s B v = 15207118,6m/s C v = 21506212,4m/s D v = 30414377,3m/s Câu Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên, sinh hai hạt có độ lớn vận tốc không sinh tia nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10— 27 kg Độ lớn vận tốc góc vận tốc hạt bao nhiêu? A 83045’; B 167030’; C 88015’ D 178030’ Câu Dùng hạt prơton có động làWp = 5,58MeV bắn vào hạt nhân 23 11 Na đứng yên ta thu hạt α hạt nhân Ne cho khồng có xạ γ kèm theo phản ứng động hạt α W α = 6,6 MeV hạt Ne 2,64MeV Tính lượng toả phản ứng góc vectơ vận tốc hạt α hạt nhân Ne ?(xem khối lượng hạt nhân số khối chúng) A 3,36 MeV; 1700 B 6,36 MeV; 1700 C 3,36 MeV; 300 D 6,36 MeV; 300 Câu Dùng hạt prôton có động làWp = 3,6MeV bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên ta thu được2 hạt X giống hệt có động tính động mổi hạt nhân X? Cho cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m X = 4,0015u ; 1u = 931 MeV/c2 A.8,5MeV B.9,5MeV C.10,5MeV D.7,5MeV 210 Câu Hạt nhân phóng xạ Pơlơni 84 Po đứng n phát tia sinh hạt nhân X Biết phản ứng phân rã Pơlơni giải phóng lượng Q = 2,6MeV Lấy gần khối lượng hạt nhân theo số khối A đơn vị u Động hạt có giá trị A 2,15MeV B 2,55MeV C 2,75MeV D 2,89MeV 226 Câu Hạt nhân 88 Ra đứng yên phóng xạ biến đổi thành hạt nhân X, biết động hạt là: W = 4,8 MeV Lấy khối lượng hạt nhân tính u số khối chúng, lượng tỏa phản ứng A 1.231 MeV B 2,596 MeV C 4,886 MeV D 9,667 MeV Câu Dùng proton bắn phá hạt nhân Beri đứng yên: p + Be → He + X 236 Biết proton có động Kp= 5,45MeV, Hêli có vận tốc vng góc với vận tốc proton có động KHe = 4MeV Cho độ lớn khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối A Động hạt X A 3,575MeV B 1,225MeV C 6,225MeV D 8,525 MeV Caâu 10 Hạt α có khối lượng 4,0013u gia tốc xíchclotron có từ trường B=1T Đến vòng cuối, quỹ đạo hạt có bán kính R=1m Năng lượng là: A 25 MeV B 48 MeV C 16 MeV D 39 MeV 222 Caâu 11 Hạt nhân 86 Rn phóng xạ α Phần trăm lượng tỏa biến đổi thành động hạt α: A 76% B 98% C 92% D 85% 14 14 17 Caâu 12 Bắn hạt α vào hạt nhân N ta có phản ứng: N P p Nếu hạt sinh có vận tốc v Tính tỉ số động hạt sinh hạt ban đầu A3/4 B2/9 C1/3 D5/2 234 Câu 13 Đồng vị 92 U phóng xạ α biến thành hạt nhân Th khơng kèm theo xạ γ tính lượng phản ứng tìm động , vận tốc Th? Cho m α = 4,0015u; mU =233,9904u ; mTh=229,9737u; 1u = 931MeV/c2 A thu 14,15MeV; 0,242MeV; 4,5.105 m/s B toả 14,15MeV; 0,242 MeV; 4,5.105 m/s C toả 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.10 m/s D thu 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.105 m/s Câu 14 Hạt α có động W α = 4MeV bắn vào hạt nhân Nitơ đứng yên gây phản ứng : α + 147 N ─> 11 H + X Tìm lượng phản ứng vận tốc hạt nhân X Biết hai hạt sinh có động Cho mα = 4,002603u ; mN = 14,003074u; mH = 1,0078252u; mX = 16,999133u;1u = 931,5 MeV/c2 A toả 11,93MeV; 0,399.107 m/s B thu 11,93MeV; 0,399.107 m/s C toả 1,193MeV; 0,339.107 m/s D thu 1,193MeV; 0,399.107 m/s Câu 15 226 88 Ra hạt nhân phóng xạ sau thời gian phân rã thành hạt nhân tia α Biết mRa = 225,977 u; mcon = 221,970 u ; m α = 4,0015 u; 1u = 931,5 MeV/c2 Tính động hạt α hạt nhân phóng xạ Radi A 5,00372MeV; 0,90062MeV B 0,90062MeV; 5,00372MeV C 5,02938MeV; 0,09062MeV D 0,09062MeV; 5,02938MeV D BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM RÈN LUYỆN THEO CHỦ ĐỀ 1.CÁU TẠO HẠT NHÂN – ĐỘ HỤT KHỐI-NĂNG LỰỢNG LIÊN KẾT Câu 1.Phát biểu sau sai nói hạt nhân nguyên tử? A Hạt nhân có ngun tử số Z chứa Z prơtơn B Số nuclôn số khối A hạt nhân C Số nơtrôn N hiệu số khối A số prơtơn Z D Hạt nhân trung hòa điện Câu 2.Hạt nhân nguyên tử cấu tạo : A prôtôn, nơtron êlectron B nơtron êlectron C prôtôn, nơtron D prôtôn êlectron 210 Câu Hạt nhân pôlôni 84 Po có: A 84 prơton 210 nơtron B 84 prôton 126 nơtron C 84 nơtron 210 prôton D 84 nuclon 210 nơtron 23 Câu Nguyên tử 11 Na gồm A 11 prôtôn 23 nơ trôn B 12 prôtôn 11 nơ trôn C 12 nơ trôn 23 nuclôn D 11 nuclôn 12 nơ trôn Câu Đơn vị khối lượng nguyên tử ( u ) có giá trị sau đây? A u = 1,66 10-24 kg B u = 1,66 10-27 kg C u = 1,6 10-21 kg D u = 9,1.10-31 kg Câu Các đồng vị Hidro A Triti, đơtêri hidro thường B Heli, tri ti đơtêri 237 C Hidro thường, heli liti D heli, triti liti Câu Lực hạt nhân A lực tĩnh điện B lực liên kết nơtron C lực liên kết prôtôn D lực liên kết nuclôn Câu Bản chất lực tương tác nuclôn hạt nhân ? A lực tĩnh điện B Lực hấp dẫn C Lực điện từ D Lực lương tác mạnh Câu 10 Độ hụt khối hạt nhân ( đặt N = A - Z) : A = Nmn - Zmp B = m - Nmp - Zmp C = (Nmn + Zmp ) - m D = Zmp - Nmn Câu 11 Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân: A có khối lượng B số Z, khác số A C số Z, số A D số A Câu 12 Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ A prôtôn B nơtron C nuclôn D êlectrôn Câu 13 Các hạt nhân đồng vị có A số prơtơn khác số nơtron B số nơtron khác số prôtôn C số prôtôn số khối D số khối khác số nơtron 10 Câu 14 Khối lượng hạt nhân Be 10,031(u), khối lượng prôtôn 1,0072(u), khối lượng nơtron 1,0086(u) Độ hụt khối hạt nhân 104 Be A 0,0561 (u) B 0,0691 (u) C 0,0811 (u) D 0,0494 (u) 14 14 Câu 15 Hạt nhân C có khối lượng 13,9999u Năng lượng liên kết C bằng: A 105,7 MeV B 286,1 MeV C.156,8MeV D 322,8 MeV 17 Câu 16 O có khối lượng hạt nhân 16,9947u Năng lượng liên kết riêng nuclôn là: A 8,79 MeV B 7,78 MeV C.6,01MeV D 8,96 MeV 10 X Câu 17 Khối lượng hạt nhân 10,0113u; khối lượng proton mp = 1,0072u, nơtron mn = 1,0086u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân (cho u = 931MeV/c2) A.6,43 MeV B 64,3 MeV C.0,643 MeV D 6,30MeV 2 Câu 18 Hạt nhân D có khối lượng 2,0136u Năng luợng liên kết D bằng: A 4,2864 MeV B 3,1097 MeV C.1,2963MeV D Đáp án khác Câu 19 Tìm lượng toả hạt nhân urani U234 phóng xạ tia tạo thành đồng vị thori Th230 Cho lượng liên kết riêng : Của hạt 7,10MeV; 234U 7,63MeV; 230Th 7,70MeV A 12MeV B 13MeV C 14MeV D 15MeV 16 Câu 20 Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u = 16 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 21 Hạt nhân đơteri (D H) có khối lượng 2,0136u Năng lượng liên kết ? Biết mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV A 2,23 MeV B 4,86 MeV C 3,23 MeV D 1,69 MeV Câu 22 Hạt nhân Li có khối lượng 7,0144u Năng lượng liên kết hạt nhân ? Cho mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV A 39,4 MeV B 45,6 MeV C 30,7 MeV D 36,2 MeV Câu 23 Sắp xếp theo thứ tự tăng dần độ bền vững hạt nhân sau : F ; N ; U Cho biết : mF = 55,927u ; mN = 13,9992u ; mU = 238,0002u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u A N ; U ; F B F ; U ; N C F ; N ; U D N ; F ; U 238 Câu 24 Cần lượng để tách hạt nhân 1g He thành prôtôn nơtrôn tự ? Cho mHe = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; 1u.c2 = 931MeV ; 1eV = 1,6.10-19(J) A 6,833.1011 (J) B 5,364.1011 (J) C 7,325.1011 (J) D 8,273.1011 (J) Câu 25 Năng lượng cần thiết để bứt nơtrôn khỏi hạt nhân Na ? Cho mNa = 22,9837u ; mn = 1,0087u ; 1u.c2 = 931MeV A 12,4 MeV B 6,2 MeV C 3,5 MeV D 17,4 MeV Câu 26 Năng lượng nhỏ để tách hạt nhân He thành hai phần giống ? Cho mHe = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV A 23,8 MeV B 12,4 MeV C 16,5 MeV D 3,2 MeV Câu 27 Năng lượng liên kết cho nuclon hạt nhân Ne ; He C tương ứng 8,03 MeV ; 7,07 MeV 7,68 MeV Năng lượng cần thiết để tách hạt nhân Ne thành hai hạt nhân He hạt nhân C : A 11,9 MeV B 10,8 MeV C 15,5 MeV D 7,2 MeV Câu 28 Tìm lượng tỏa hạt nhân U phóng xạ tia α tạo thành đồng vị Thôri Th Cho lượng liên kết riêng hạt α 7,1 MeV, 234U 7,63 MeV, 230Th 7,7 MeV A 13,98 MeV B 10,82 MeV C 11,51 MeV D 17,24 MeV Câu 29(ĐH – 2007): Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10 -27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 126 thành nuclôn riêng biệt A 72,7 MeV B 89,4 MeV C 44,7 MeV D 8,94 MeV Câu 30(CĐ 2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) 1,007276u u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Error! Not a valid link.bằng A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV 10 Câu 31(ĐH–2008): Hạt nhân Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) m n = 1,0087u, 10 khối lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Be A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV 16 Câu 32(CĐ 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 16 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV 40 Câu 33 (ĐH–CĐ 2010)Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 18 Ar ; Li là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145u u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân Li lượng liên 40 kết riêng hạt nhân 18 Ar A lớn lượng 5,20 MeV B lớn lượng 3,42 MeV C nhỏ lượng 3,42 MeV D nhỏ lượng 5,20 MeV Câu 34: Tính lượng toả phản ứng hạt nhân 21 D + 21 D 23 He + n, biết lượng liên kết hạt nhân 21 D , 23 He tương ứng 2,18MeV 7,62MeV A 3,26MeV B 0,25MeV C 0,32MeV D 1,55MeV Câu 35: Khối lượng nguyên tử H, Al, nơtron 1,007825u ; 25,986982u ; 1,008665u ; 1u = 26 931,5MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 13 Al A 211,8 MeV B 2005,5 MeV C 8,15 MeV/nuclon D 7,9 MeV/nuclon Câu 36: Tính lượng liên kết hạt nhân đơtêri D = H Biết khối lượng m D = 2,0136u , mp = 1,0073u mn = 1,0087u A 3,2 MeV B 1,8 MeV C 2,2 MeV D 4,1 MeV 239 Câu 37: Xét phản ứng hạt nhân xảy bắn phá nhôm hạt : 27 30 13 Al �15 P n Biết khối lượng mAL = 26,974u , mp = 29,970u , m = 4,0015u, mn = 1,0087u.Tính lượng tối thiểu hạt để phản ứng xảy Bỏ qua động hạt sinh A MeV B MeV C MeV D MeV Câu 38 Một nguyên tử U235 phân hạch toả 200 MeV Nếu 2g chất bị phân hạch lượng toả ra: A 8,2.1010J B 16,4.1010J C.9,6.1010J D 14,7.1010J Câu 39 Xét phản ứng hạt nhân sau : D + T -> He + n Biết độ hụt khối tạo thành hạt nhân : D ; T ; He ΔmD = 0,0024u ; ΔmT = 0,0087u ; ΔmHe = 0,305u Năng lượng tỏa phản ứng : A 18,1 MeV B 15,4 MeV C 12,7 MeV D 10,5 MeV Câu 40 Hạt nhân He có khối lượng 4,0015u Năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân là: A 26,49 MeV B 30,05 MeV C.28,41MeV D 66,38 MeV 1/3 Câu 41 Cơng thức gần cho bán kính hạt nhân R = R0A với R0 = 1,2 fecmi (1 fecmi = 10-15 m), A số khối Khối lượng riêng hạt nhân: A 0,25.1018 kg/m3 B 0,35.1018 kg/m3 C.0,48.1018kg/m3 D 0,23.1018 kg/m3 Câu 42(CĐ 2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) 1,007276u u = 931 MeV/c Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Error! Not a valid link.bằng A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV 10 Câu 43(ÐỀ ĐH – 2008): Hạt nhân Be có khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrơn (nơtron) m n = 1,0087u, khối 10 lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân Be A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV 16 Câu 44(Đề cđ 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u 16 = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân O xấp xỉ A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 45(Đề ĐH – CĐ 2010)Cho ba hạt nhân X, Y Z có số nuclơn tương ứng A X, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng ΔE X, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tính bền vững giảm dần A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y Câu 46(ÐỀ ĐH – 2009): Giả sử hai hạt nhân X Y có độ hụt khối số nuclôn hạt nhân X lớn số nuclơn hạt nhân Y A hạt nhân Y bền vững hạt nhân X B hạt nhân X bền vững hạt nhân Y C lượng liên kết riêng hai hạt nhân D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân Y 40 Câu 47 (Đề thi ĐH – CĐ 2010 ): Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 18 Ar ; Li là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u u = 931,5 MeV/c2 So với lượng liên kết riêng hạt nhân Li lượng liên kết riêng hạt 40 nhân 18 Ar A lớn lượng 5,20 MeV C nhỏ lượng 3,42 MeV B lớn lượng 3,42 MeV D nhỏ lượng 5,20 MeV Câu 48 Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân ? A Năng lượng liên kết B Năng lượng liên kết riêng C Số hạt prôlôn D Số hạt nuclôn Câu 49(ÐỀ ĐH– 2009): Giả sử hai hạt nhân X Y có độ hụt khối số nuclôn hạt nhân X lớn số nuclơn hạt nhân Y A hạt nhân Y bền vững hạt nhân X B hạt nhân X bền vững hạt nhân Y C lượng liên kết riêng hai hạt nhân 240 D lượng liên kết hạt nhân X lớn lượng liên kết hạt nhân Y Câu 50(Đề thi CĐ 2011) 235 : Biết khối lượng hạt nhân 92U 234,99 u, proton 1,0073 u nơtron 1,0087 u Năng lượng 235 liên kết riêng hạt nhân 92U A 8,71 MeV/nuclôn B 7,63 MeV/nuclôn C 6,73 MeV/nuclôn D 7,95 MeV/nuclôn ( Z m p N mn m) HD: W= Chọn B 7,63 MeV/nuclôn A 56 235 Câu 51(Đề CĐ- 2012) : Trong hạt nhân: He , Li , 26 Fe 92 U , hạt nhân bền vững 235 56 A 92 U B 26 Fe C Li D He Giải: Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững hạt nhân có số khối từ 50 đến 70 lớn lượng liên kết riêng hạt nhân có số khối < 50 > 70 Do đó, số hạt nhân 56 cho hạt nhân bền vững 26 Fe Chọn B Câu 52(Đề ĐH- 2012) : Các hạt nhân đơteri H ; triti H , heli He có lượng liên kết 2,22 MeV; 8,49 MeV 28,16 MeV Các hạt nhân xếp theo thứ tự giảm dần độ bền vững hạt nhân 3 4 3 A H ; He ; H B H ; H ; He C He ; H ; H D H ; He ; H Năng lượng liên kết riêng đơteri H ; triti H , heli He 1,11 MeV/nuclon; 2,83MeV/nuclon 7,04 MeV/nuclon Năng lượng liên kết riêng lớn bền vững Chọn C Câu 53 Cho lượng liên kết hạt nhân He 28,3MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A 14,15 MeV/nuclon B 14,15 eV/nuclon C 7,075 MeV/nuclon D 4,72 MeV/nuclon Câu 54 Khối lượng hạt nhân Li 7,0160 (u), khối lượng prôtôn 1,0073(u), khối lượng nơtron 1,0087(u), 1u = 931 MeV/e2 Năng lương liên kết hạt nhân Li A 37,9 (MeV) B 3,79 (MeV) C 0,379 (MeV) D 379 (MeV) 60 Câu 55 Hạt nhân 27 Co có khối lượng 55,940 u Biết khối lượng prôtôn 1,0073 u khối lượng 60 Co nơtron 1,0087 u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 27 A 70,5 MeV B 70,4MeV C 48,9 MeV D 54,4 MeV Câu 56 Độ hụt khối hạt nhân terri (D) 0,0024u Biết mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u Khối lượng hạt dowterri A 2,1360u B 2,0136u C 2,1236u D 3,1036u 29 40 Câu 57 (Đề thi ĐH – CĐ 2010 )So với hạt nhân 14 Si , hạt nhân 20 Ca có nhiều A 11 nơtrơn prơtơn C nơtrôn prôtôn B nơtrôn prôtôn D nơtrôn 12 prôtôn 35 Câu 58(Đề thi CĐ- 2011): Hạt nhân 17 Cl có: A 35 nơtron B 35 nuclôn C 17 nơtron D 18 proton 238 Câu 59(Đề thi CĐ 2009): Biết NA = 6,02.10 mol Trong 59,50 g 92 U có số nơtron xấp xỉ 23 A 2,38.1023 B 2,20.1025 -1 C 1,19.1025 3 Câu 60(Đề CĐ- 2012) : Hai hạt nhân T He có A số nơtron B số nuclơn C điện tích 3 Giải: Hai hạt nhân T He có số nuclôn Chọn B D 9,21.1024 D số prôtôn Câu 61(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol khối lượng hạt nhân số khối Số prơtơn (prơton) có 0,27 gam Al1327 A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022 241 2.PHĨNG XẠ: Câu Phóng xạ tượng hạt nhân A phát xạ điện từ B tự phát tia , , C tự phát tia phóng xạ biến thành hạt nhân khác D phóng tia phóng xạ, bị bắn phá hạt chuyển động nhanh Câu Phóng xạ khơng có thay đổi cấu tạo hạt nhân? A Phóng xạ α B Phóng xạ C Phóng xạ D Phóng xạ Câu Trong q trình phóng xạ chất, số hạt nhân phóng xạ A giảm theo thời gian B giảm theo đường hypebol C không giảm D giảm theo quy luật hàm số mũ Câu Hãy chọn câu tia phóng xạ A Tia gồm hạt nhân nguyên tử 23 He B Tia thực chất sóng điện từ có dài 1 C Tia -gồm electron có kí hiệu e D Tia + gồm pơzitron có kí hiệu 1e Câu Trong phóng xạ hạt nhân A tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn B tiến hai so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn C lùi so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn D khơng thay đổi vị trí so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn Câu Phản ứng hạt nhân khơng tn theo định luật bảo tồn sau đây? A Định luật bảo tồn điện tích B Định luật bảo toàn lượng C Định luật bảo toàn số khối D Định luật bảo tồn khối lượng Câu Định luật phóng xạ cho biểu thức sau đây? A N(t) = No e-T B N(t) = No et C N(t) = No.e-tln2/T D N(t) = No.2t/T Câu Hằng số phóng xạ chu kỳ bán rã T liên hệ hệ thức 0,963 A T = ln B = T.ln C = T / 0,693 D.=T Câu Chọn câu sai tia phóng xạ A Khi vào từ trường tia + tia - lệch hai phía khác B Khi vào từ trường tia + tia lệch hai phía khác C Tia phóng xạ qua từ trường khơng lệch tia D Khi vào từ trường tia - tia lệch hai phía khác Câu 10 Phóng xạ sau có hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ A Phóng xạ B Phóng xạ C Phóng xạ D Phóng xạ Câu 11 Một lượng chất phóng xạ có số lượng hạt nhân ban đầu N0 sau chu kì bán rã ,số lượng hạt nhân phóng xạ lại A N0/2 B N0/4 C N0/8 D m0/16 238 234 Câu 12 Hạt nhân Uran 92 U phân rã cho hạt nhân Thori 90Th Phân rã thuộc loại phóng xạ nào? A Phóng xạ B Phóng xạ C Phóng xạ + D Phóng xạ A Câu 13 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân Z X biến đổi thành hạt nhân ZA''Y 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) A Câu 14 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân Z X biến đổi thành hạt nhân AZ''Y A Z' = (Z – 1); A' = A B Z' = (Z – 1); A' = (A + 1) C Z' = (Z + 1); A' = A D Z' = (Z + 1); A' = (A – 1) Câu 15 Trong phóng xạ hạt prơton biến đổi theo phương trình đây? A p n e B p n e C n p e D n p e 242 Câu 16 Hạt nhân phóng xạ Hạt nhân sinh có A 5p 6n B 6p 7n C 7p 7n D 7p 6n 209 Câu 17 Chất 84 Po chất phóng xạ tạo thành chì Pb Phương trình phóng xạ q trình : 209 209 82 209 213 Po 24 He 205 Po 42 He 207 82 Pb D 84 Po He 205 Pb 80 Pb B 84 Po He 86 Pb C 84 Câu 18 Phát biểu sau không đúng? A Hạt hạt có khối lượng B Hạt hạt phóng từ đồng vị phóng xạ C Khi qua điện trường hai tụ hạt hạt bị lệch hai phía khác D Hạt hạt phóng có vận tốc (gần vận tốc ánh sáng) Câu 19 Phốtpho có chu kỳ bán rã 14 ngày Ban đầu có 300g phốt Sau 70 ngày đêm, lượng phốt lại: A 7.968g B 7,933g C 8,654g D.9,735g Câu 20 Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T thời điểm ban đầu có No = 2.1016 hạt nhân Sau khoảng thời gian 2T số hạt nhân lại là: A 5.1016 hạt nhân B 5.1015 hạt nhân C 2.1016 hạt nhân D 2.1015 hạt nhân 226 Câu 21 Chu kỳ bán rã 88 Ra 1600 năm Thời gian để khối lượng Radi lại 1/4 khối lượng ban đầu A 6400 năm B 3200 năm C 4200 năm D 4800 năm Câu 22 Giả sử sau phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu), Số hạt nhân đồng vị phóng xạ lại 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vị A 0,5 B C D 1,5 Câu 23 Chu kỳ bán rã chất phóng xạ 2,5 năm Sau năm, tỉ số số hạt nhân lại số hạt nhân ban đầu bao nhiêu? A 40% B 24,2% C 75,8% D B, C sai Câu 24 Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T thời điểm ban đầu có No = 2.106 hạt nhân Sau khoảng thời gian 2T, 3T số hạt nhân lại là: N N N N N N N N A o , o B o , o C o , o D o , o 16 16 Câu 25 Một đồng vị phóng xạ A lúc đầu có No = 2,86 10 hạt nhân Trong đầu có 2,29 1015 hạt nhân bị phân rã Chu kỳ bán rã đồng vị A bao nhiêu? A B 30 phút C 15 phút D A, B, C sai 238 A Câu 26 Urain phân rã theo chuỗi phóng xạ 92 U Th Pa Z X ; Trong Z , A : A Z = 90 ; A = 234 B Z = 92 ; A = 234 C Z = 90 ; A = 236 D Z = 90 ; A = 238 222 Câu 27 Tại thời điểm ban đầu người ta có 1,2g 86Rn Radon chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 3,6 ngày A 209 84 222 Sau khoảng thời gian t = 1,4T số nguyên tử 86Rn lại là? A N = 1,874.1018 B N = 2,165.1019 C N = 1,2336.1021 243 D N = 2,465.1020 244 ... người thấy có độ phóng xạ 502 phân rã/phút Thể tích máu người bao nhiêu? A 6,25 lít B 6,54 lít C 5,52 lít D 6,00 lít -6 10 Giải: H0 = 2,10 3,7.10 = 7,4.10 Bq; H = 502V phân rã/phút = 8,37V Bq