15 câu trắc nghiệm Vật lí 12 Cánh diều Bài 3: Phóng xạ có đáp án
15 câu hỏi
PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 10. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ lựa chọn một phương án.
Ban đầu có 10 g \(_{88}^{226}{\rm{Ra}}\) là chất phóng xạ có chu kì bán rã 3,8 ngày. Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau 22,8 ngày
1,25 g.
0,3125 g.
0,15625 g.
2,5 g.
Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau 22,8 ngày là
\({\rm{m}} = {{\rm{m}}_0} \cdot {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}} = {10.2^{ - \frac{{22,8}}{{3,8}}}} = 0,15625\;{\rm{g}}\). Chọn C.
Ứng dụng nào sau đây không phải của phóng xạ?
Trong nông nghiệp tạo ra các giống cây trồng mới có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt.
Trong y học dùng chùm tia phóng xạ để tiêu diệt tế bào ung thư, từ đó điều trị khối u hoặc làm thu nhỏ khối u.
Xác định tuổi, niên đại của các cổ vật gốc sinh vật khai quật được.
Xác định nhiệt độ của các thiên thể trong vũ trụ.
D – không phải ứng dụng của phóng xạ. Chọn D.
Ban đầu có 0,2 mol \(_{15}^{32}{\rm{P}}\) là chất phóng xạ b- với chu kì bán rã 14,2 ngày. Số hạt nhân P còn lại sau 28,4 ngày. Lấy NA = 6,0221.1023 (mol).
3,11.1022.
2,03.1021.
4,27.1022
3,011.1022.
Số mol hạt nhân P còn lại sau 28,4 ngày là \({\rm{n}} = {{\rm{n}}_0} \cdot {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}} = 0,2 \cdot {2^{ - \frac{{28,4}}{{14,2}}}} = 0,05(\;{\rm{mol}})\)
Số hạt nhân phóng xạ P còn lại sau 28,4 ngày là \({\rm{N}} = {\rm{n}}{{\rm{N}}_{\rm{A}}} = 3,{011.10^{22}}\). Chọn D.
Phương pháp nguyên tử đánh dấu là gì?
Phương pháp sử dụng các nguyên tử có tính phóng xạ để theo dõi quá trình chuyển động hoặc biến đổi của các chất.
Phương pháp sử dụng các nguyên tử có kích thước nhỏ để đánh dấu các vật thể.
Phương pháp sử dụng các nguyên tử có cấu trúc đặc biệt để đánh dấu các chất.
Phương pháp sử dụng các nguyên tử có khối lượng lớn để đánh dấu các vật liệu.
Phương pháp nguyên tử đánh dấu là phương pháp sử dụng các nguyên tử có tính phóng xạ để theo dõi quá trình chuyển động hoặc biến đổi của các chất. Chọn A.
Tia nào sau đây không phải là tia phóng xạ?
Tia b-.
Tia b+.
Tia X.
Tia a.
Chọn C.
Phát biểu nào sau đây sai?
Tia a làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh.
Tia b cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia a.
Tia g có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia a và b.
Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia g.
Chọn D.
Polonium \(_{84}^{210}{\rm{Po}}\) là một chất phóng xạ có chu kì bán rã 140 ngày. Hạt nhân polonium phóng xạ sẽ biến thành hạt nhân Pb và kèm theo một hạt a. Ban đầu có 42 mg chất phóng xạ Polonium. Tính khối lượng chì sinh ra sau 280 ngày.
2,12 mg.
20,8 mg.
30,9 mg.
15,7 mg.
Số mol hạt nhân phóng xạ polonium ban đầu là \({{\rm{n}}_{\rm{o}}} = \frac{{42}}{{210}} \cdot {10^{ - 3}} = 2 \cdot {10^{ - 4}}\;{\rm{mol}}\)
Số mol hạt nhân phóng xạ polonium còn lại là \({\rm{n}} = {{\rm{n}}_{\rm{o}}} \cdot {2^{ - 280/140}} = 5 \cdot {10^{ - 5}}\;{\rm{mol}}\)
\( \Rightarrow \) Số hạt nhân polonium bị mất đi là \({{\rm{n}}_{{\rm{px}}}} = {{\rm{n}}_{\rm{o}}} - {\rm{n}} = 1,{5.10^{ - 4}}\;{\rm{mol}}\).
Số hạt nhân chì được tạo thành bằng số hạt nhân poloni mất đi: \({{\rm{n}}_{{\rm{Pb}}}} = {{\rm{n}}_{{\rm{px}}}} = 1,{5.10^{ - 4}}\;{\rm{mol}}{\rm{. }}\)
\( \Rightarrow \) Khối lượng chì được tạo thành là: \({{\rm{m}}_{{\rm{Pb}}}} = {{\rm{n}}_{{\rm{Pb}}}} \cdot 206 = 30,9 \cdot {10^{ - 3}}\;{\rm{g}} = 30,9{\rm{mg}}\). Chọn C.
Đồng vị phóng xạ \(_{29}^{66}{\rm{Cu}}\) có thời gian bán rã T=4,3 phút. Sau thời gian 12,9 phút độ phóng xạ của đồng vị này giảm đi là
85%.
87,5%.
82,5%.
80%.
Áp dụng công thức \(\frac{{\Delta H}}{{{H_0}}} = 1 - {2^{ - \frac{t}{T}}} = 1 - {2^{ - \frac{{12,9}}{{4,3}}}} = 87,5\% \). Chọn B.
Trong công nghiệp, phương pháp nào sau đây không sử dụng phóng xạ?
Dò tìm khuyết tật kim loại bằng phương pháp chụp ảnh gamma.
Xác định thành phần nguyên tố của vật liệu bằng phương pháp quang phổ phát xạ.
Khử trùng thực phẩm bằng tia gamma.
Sản xuất điện năng bằng lò phản ứng hạt nhân.
D – không sử dụng phóng xạ mà dùng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Chọn D.
Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 2 ngày. Tính hằng số phóng xạ của chất phóng xạ đó.
4 ms-1.
4 μs-1.
0,2 ms-1.
20 μs-1.
Áp dụng công thức tính hằng số phóng xạ \(\lambda = \frac{{\ln 2}}{{\;{\rm{T}}}} = \frac{{\ln 2}}{{2.86400}} = {4.10^{ - 6}}\left( {\;{{\rm{s}}^{ - 1}}} \right)\).
Chọn B.
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 2. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai
Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng, phát biểu nào sai?
a) Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ.
b) Đơn vị đo độ phóng xạ là Becoren (Bq).
c) Với mỗi lượng chất phóng xạ xác định thì độ phóng xạ tỉ lệ nghịch với số nguyên tử của lượng chất đó.
d) Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ phụ thuộc vào nhiệt độ của lượng chất đó.
a) Đúng.
b) Đúng.
c) Sai. Độ phóng xạ giảm theo thời gian với quy luật H = lN
d) Sai. Phóng xạ là quá trình tự phát
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Sai.
Đồng vị phóng xạ \({\beta ^ - }\)xenon \(_{54}^{133}{\rm{Xe}}\) được sử dụng trong phương pháp nguyên tử đánh dấu của y học hạt nhân khi kiểm tra chức năng và chẩn đoán các bệnh về phổi. Chu kì bán rã của xenon \(_{54}^{133}{\rm{Xe}}\) là 5,24 ngày. Một mẫu khí chứa xenon \(_{54}^{133}{\rm{Xe}}\) khi được sản xuất tại nhà máy có độ phóng xạ \(4,25 \cdot {10^9}{\rm{Bq}}.\) Mẫu đó được vận chuyển về bệnh viện và sử dụng cho bệnh nhân sau đó 3,00 ngày. Các ý a), b), c), d) dưới đây là đúng hay sai?
a) Sản phẩm phân rã của xenon \(_{54}^{133}{\rm{Xe}}\) là cesium \(_{55}^{133}{\rm{Cs}}.\)
b) Hằng số phóng xạ của xenon \(_{54}^{133}{\rm{Xe}}\) là \(0,132\;{{\rm{s}}^{ - 1}}.\)
c) Số nguyên tử \(_{54}^{133}{\rm{Xe}}\) có trong mẫu mới sản xuất là \(2,{78.10^{15}}\) nguyên tử.
d) Khi bệnh nhân sử dụng, độ phóng xạ của mẫu khí là \(1,{86.10^9}{\rm{Bq}}.\)
a) Phương trình phóng xạ \({\beta ^ - }\)có dạng: \(_{54}^{133}{\rm{Xe}} \to _{\rm{Z}}^{\rm{A}}{\rm{X}} + _{ - 1}^0{\rm{e}} + _0^0\widetilde {\rm{v}}\)
Do điện tích và số nucleon được bảo toàn trong các phản ứng hạt nhân nên:
\(Z = 55{\rm{ v\`a }}A = 133\). Vậy hạt nhân sản phẩm phân rã là \(_{55}^{133}{\rm{Cs}} = > \) Phát biểu a) Đúng.
b) Hằng số phóng xạ của xenon là
\(\lambda = \frac{{\ln 2}}{T} = \frac{{\ln 2}}{{5,24.24.3600}} = 1,{53.10^{ - 6}}\;{{\rm{s}}^{ - 1}}\)\( \Rightarrow \) Phát biểu b) Sai.
c) Số nguyên tử xenon trong mẫu mới sản xuất là
\({N_0} = \frac{{{H_0}}}{\lambda } = \frac{{4,25 \cdot {{10}^9}\;{\rm{Bq}}}}{{1,53 \cdot {{10}^{ - 6}}\;{{\rm{s}}^{ - 1}}}} = 2,78 \cdot {10^{15}}\)nguyên tử\( \Rightarrow \) Phát biểu c) Đúng.
d) Độ phóng xạ của mẫu khi bệnh nhân sử dụng là
\(H = {H_0}{2^{ - \frac{t}{T}}} = \left( {4,25 \cdot {{10}^9}\;{\rm{Bq}}} \right) \cdot {2^{ - \frac{{3,00}}{{5,24}}}} = 2,86 \cdot {10^9}\;{\rm{Bq}}\)\( \Rightarrow \) Phát biểu d) Sai.
Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai.
PHẦN III. Câu trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3
Dược chất phóng xạ Flortaucipir (chứa \(_9^{18}\;{\rm{F}}\) là đồng vị phóng xạ b+) được tiêm vào bệnh nhân nhằm chụp ảnh bên trong cơ thể. Biết \(_9^{18}\;{\rm{F}}\) có chu kì bán rã khoảng 110 phút.
a) Sau khi tiêm bao lâu thì lượng \(_9^{18}\;{\rm{F}}\) giảm còn 10 % và 1% so với lúc đầu?
b) Mỗi mL dược chất phóng xạ Flortaucipir có độ phóng xạ ban đầu là 109 Bq. Xác định số lượng hạt đồng vị \(_9^{18}\;{\rm{F}}\) có trong mỗi mL dược chất tại thời điểm ban đầu và sau đó 1 ngày.
a) \({\rm{N}} = {{\rm{N}}_0} \cdot {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}} \Rightarrow \frac{{\rm{N}}}{{{{\rm{N}}_0}}} = {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}} \Rightarrow \frac{{10}}{{100}} = {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{110}}}} \Rightarrow {\rm{t}} = 365,4\) phút
Tương tự: \( \Rightarrow \frac{1}{{100}} = {2^{ - \frac{t}{{110}}}} \Rightarrow t = 730,8\) phút
b) Ta có: \({\rm{H}} = {{\rm{H}}_0} \cdot {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}} \Rightarrow \frac{{\rm{H}}}{{{{\rm{H}}_0}}} = {2^{ - \frac{{\rm{t}}}{{\rm{T}}}}} = {2^{ - \frac{{1440}}{{110}}}} \approx {10^{ - 4}} = 0,01\% \Rightarrow \frac{{\rm{N}}}{{{{\rm{N}}_0}}} = \frac{{\rm{H}}}{{{{\rm{H}}_0}}} = 0,01\% \)
Sau 1 ngày thì số lượng hạt đồng vị \(_9^{18}\;{\rm{F}}\) còn lại: \({\rm{N}} = 0,01\% \;{{\rm{N}}_0}\)
Đáp án: a) 730,8 phút; b) 0,01%N0.
Một mẫu chất phóng xạ có hằng số phóng xạ l=0,1 s-1), ban đầu chứa 5.1012 hạt nhân chưa phân rã. Hãy xác định số hạt nhân phóng xạ đã phân rã và độ phóng xạ sau 30 giây kể từ lúc ban đầu.
Số hạt nhân phóng xạ còn lại là: \({\rm{N}} = {{\rm{N}}_0}{{\rm{e}}^{ - \lambda t}} = {5.10^{12}} \cdot {{\rm{e}}^{ - 0,1.30}} = 2,{49.10^{11}}\) hạt
Số hạt nhân phóng xạ đã phân rã là: \(\Delta {\rm{N}} = {{\rm{N}}_0} - {\rm{N}} = {5.10^{12}} - 2,{49.10^{10}} = 4,{75.10^{12}}\)
Độ phóng xạ sau 30 giây là: \({\rm{H}} = \lambda {\rm{N}} = 0,1 \cdot 2,49 \cdot {10^{11}} = 2,49 \cdot {10^{10}}\;{\rm{Bq}}\)
Đáp án: \(2,{49.10^{11}}\) hạt; \(4,{75.10^{12}}\) hạt; \(2,49 \cdot {10^{10}}\;{\rm{Bq}}\).
Chu kì bán rã của \(_{84}^{210}{\rm{Po}}\) là 140 ngày. Lúc đầu có 42 mg Po; số Avogadro là NA = 6,022.1023 mol-1. Độ phóng xạ ban đầu nhận giá trị là bao nhiêu?
Áp dụng công thức: \({{\rm{H}}_0} = \lambda {{\rm{N}}_0}\)
\( \Rightarrow {{\rm{H}}_0} = \frac{{\ln 2}}{{\;{\rm{T}}}} \cdot \frac{{\rm{m}}}{{\rm{A}}}{{\rm{N}}_{\rm{A}}} = \frac{{\ln 2}}{{140 \cdot 86400}} \cdot \frac{{42 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{210}} \cdot 6,022 \cdot {10^{23}} = 6,9 \cdot {10^{12}}\;{\rm{Bq}}\)
Đáp án: 6,9.1012 Bq.
