30 đề thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2022 có lời giải (Đề 25)

Hạt α có động năng 5 MeV bắn vào một hạt nhân

33/40

Hạt α có động năng 5 MeV bắn vào một hạt nhân \(_4^9Be\)đứng yên, gây ra phản ứng tạo thành một hạt \(^{12}C\)  và một hạt nơtron. Hai hạt sinh ra có vectơ vận tốc hợp với nhau một góc 800. Cho biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,6 MeV. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Động năng của hạt nhân 12Ccó thể bằng

7,04 MeV.

0,59 MeV.

0,41 MeV.

2,58 MeV.

Giải thích

Phương pháp: 

Định luật bảo toàn động lượng: pt→⁢ =ps→

Công thức hàm cos: \({a^2} = {b^2} + {c^2} + 2bc\cos \varphi \)

Năng lượng tỏa ra của phản ứng: \(\Delta E = {K_s} - {K_t}\)

Mối liên hệ giữa động lượng và động năng: \({p_X}^2 = 2{m_X}{K_X}\)

Cách giải: 

Năng lượng tỏa ra của phản ứng là: 

\(\Delta E = {K_C} + {K_n} - {K_a} \Rightarrow 5,6 = {K_C} + {K_n} - 5\)

\( \Rightarrow {K_C} + {K_n} = 10,6({\rm{MeV}}) \Rightarrow {K_n} = 10,6 - {K_C}\)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có:

\({p_\alpha }^2 = {p_C}^2 + {p_n}^2 + 2{p_C}{p_n}\cos {80^0}\)

⇒2⁢mα⁢Kα=2⁢mC⁢KC+2⁢mn⁢Kn+2⁢2⁢mC⁢KC⋅2⁢mn⁢Kn⁢⁢ ⋅cos⁡800

⇒4.5=12⋅KC+1.(10,6-KC)+2⁢12⋅KC⋅1.(10,6-KC)⁢ ⋅cos⁡800

⇒11KC+212⁢KC⋅(10,6-KC)⋅cos800-9,4=0⇒KC≈0,59(MeV)KC=1,23(MeV)

Chọn B.