220 bài tập Hạt nhân nguyên tử trong đề thi thử Đại học có lời giải(P2)
40 câu hỏi
Hãy sắp xếp theo thứ tự giảm dần về khả năng đâm xuyên của các tia α, β, γ
α, β, γ
γ, β, α
α, γ, β
γ, α, β
Đáp án B
Trong các tia phóng xạ, tia α là tia có năng lượng nhỏ nhất, chuyển động với tốc độ nhỏ nhất => khả năng đâm xuyên yếu nhất. Sau đó đến tia β. Tia γ mang bản chất sóng điện từ, có năng lượng cực kì lớn nên khả năng đâm xuyên mạnh
Thực chất, tia phóng xạ β-
làm một phần năng lượng liên kết của hạt nhân chuyển hóa thành electron
là electron trong vỏ nguyên tử bị kích thích phóng ra
là electron trong hạt nhân bị kích thích phóng ra
được phóng ra khi một notron trong hạt nhân phân rã thành proton
Đáp án D
Trong phóng xạ β- ta thấy thực chất chính là phản ứng Như vậy thực chất, tia phóng xạ β- là được phóng ra khi một notron trong hạt nhân phân rã thành proton
Cho phản ứng hạt nhân . Gọi M0 là tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng; M là tổng khối lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng và cho u = 931 MeV/c2. (M0 – M) có giá trị là
0,2148u
0,2848u
0,2248u
0,3148u
Đáp án A
Dựa vào phản ứng ta thấy phản ứng đang tỏa ra 200 MeV. Như vậy ta có:
bán rã T và biến thành hạt nhân bền Y. Tại thời điểm t1, tỉ lệ giữa số hạt nhân Y và số hạt nhân X trong mẫu là k. Tại thời điểm t2 = t1 + 3T thì tỉ lệ đó là
Đáp án C
Tại thời điểm t1 ta có tỉ lệ giữa số hạt nhân Y và số hạt nhân X trong mẫu là
Tại thời điểm t2 = t1 + 3T thì tỉ lệ đó là
So với hạt nhân hạt nhân có nhiều hơn
5 nơtrôn và 6 prôtôn
11 nơtrôn và 6 prôtôn
6 nơtrôn và 5 prôtôn
5 nơtrôn và 12 prôtôn
Đáp án A
+ Số proton của Si là ZSi = 14 => Số nơtron của Si là NSi = 29 – 14 = 15
+ Số proton của Ca là ZCa = 20 => Số nơtron của Ca là NCa = 40 – 20 = 20
→ Vậy hạt Ca nhiều hơn Si 6 proton và 5 nơtron
Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân. Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã. Sau 1 năm nữa, số hạt nhân đã phân rã của chất phóng xạ đó
Đáp án B
Tỉ số giữa số hạt còn lại và số hạt ban đầu sau 1 năm:
Tỉ số giữa số hạt còn lại và số hạt ban đầu sau 2 năm:
Từ đó suy ra số hạt nhân đã bị phân rã sau 2 năm là:
Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclon của hạt nhân X lớn hơn số nuclon của hạt nhân Y thì
năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau
hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt Y
hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y
Đáp án B
Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.
Năng lượng liên kết riêng được tính theo công thức:
Do đó các hạt có cùng độ hụt khối nhưng hạt nào có số khối nhỏ hơn thì năng lượng liên kết riêng lớn hơn
Hạt nhân phóng xạ đứng yên phóng xạ α vào tạo ra hạt nhân con là X. Biết khối lượng các hạt nhân là: mU = 233,9904u, mα = 4,0015u, mX = 229,9737u và u = 931,5MeV/c 2 và quá trình phóng xạ không kèm theo γ. Xác định động năng của hạt X và hạt α?
Wα = 12,5 1MeV, WX = 1,65 MeV
Wα = 1,65 MeV, WX = 12,51 MeV
Wα = 0,24 MeV, WX = 13,92 MeV
Wα = 13,92 MeV, WX = 0,24 MeV
Đáp án D
+ Năng lượng của phản ứng: W = (mt – ms)c2 = 0,0152uc2 = 14,1588MeV
+ Bảo toàn năng lượng toàn phần: W = Wđ-sau – Wđ-trước = Wα+ WX => 14,1588 = Wα + WX (1)
+ Bảo toàn động lượng:
+ Giải hệ (1) và (2) ta được Wα = 13,92 MeV, WX = 0,24 MeV
Hạt nhân được tạo thành bởi
prôtôn và nơtron
nơtron và êlectron
prôtôn và êlectron
êlectron và nuclôn
Đáp án A
Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các hạt prôtôn và nơtron.
Electron cấu tạo nên lớp vỏ nguyên tử
Tia α là dòng các hạt nhân
Đáp án D
Tia α là dòng các hạt nhân
Cho hạt nhân và hạt nhân có độ hụt khối lần lượt là Δm1 và Δm2. Biết hạt nhân X vững hơn hạt nhân Y. Hệ thức đúng là
Đáp án C
Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
Theo giả thiết, hạt nhân bền vững hơn hạt nhân nên
Hai hạt nhân A và B tham gia phản ứng tạo ra hai hạt nhân C và D có khối lượng thỏa mãn: mA + mB > mC + mD. Phản ứng này là
phản ứng tỏa năng lượng, các hạt C, D bền hơn A, B
phản ứng thu năng lượng, các hạt C, D bền hơn A, B
phản ứng thu năng lượng, các hạt A, B bền hơn C, D
phản ứng tỏa năng lượng, các hạt A, B bền hơn C, D
Đáp án A
Do tổng khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng => ΔE = (Mo – M)c2 > 0 => Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng thì các hạt nhân sinh ra bền vững hơn
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng
liên kết tính cho mỗi nuclon trong hạt nhân
tỏa ra khi hạt nhân tự phân rã dưới dạng động năng của hạt nhân con
cần cung cấp cho các hạt nhân ban đầu để phản ứng hạt nhân thu năng lượng xảy ra
tối thiểu cần cung cấp cho hạt nhân để phá vỡ nó thành các nuclôn riêng lẻ
Đáp án A
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho mỗi nuclon
Hạt nhân bền vững nhất trong các hạt nhân
Đáp án C
Các hạt nhân có số khối trong khoảng từ 20 đến 80 là những hạt nhân bền vững nhất => Trong các hạt nhân đã cho thì đồng là hạt nhân bền vững nhất
Trong các tia phóng xạ, tia có cùng bản chất với sóng vô tuyến là
tia β-
tia α
tia β+
tia γ
Đáp án D
Tia γ có bản chất sóng điện từ nên cùng bản chất với sóng vô tuyến
Giả sử, một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu urani . Biết công suất phát điện là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa năng lượng hạt nhân thành điện năng là 20%. Cho rằng khi một hạt nhân urani phân hạch thì toả ra năng lượng là 3,2.10-11 J. Lấy NA = 6,02.1023 mol-1 và khối lượng mol của là 235 g/mol. Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng urani mà nhà máy cần dùng trong 365 ngày là
1352,5 kg
1421 kg
1121 kg
962 kg
Đáp án D
Từ công thức tính hiệu suất:
Rađi là nguyên tố phóng xạ α. Một hạt nhân đang đứng yên phóng ra hạt α và biến đổi thành hạt nhân con X. Biết động năng của hạt α là 4,8 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân (tính theo đơn vị u) bằng số khối của nó. Giả sử phóng xạ này không kèm theo bức xạ gamma. Năng lượng tỏa ra trong phân rã này là
4,89 MeV
269 MeV
271 MeV
4,72 MeV
Đáp án A
Phương trình phản ứng: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần và định luật bảo toàn động lượng ta có
Đơn vị nào sau đây không dùng để đo khối lượng của hạt nhân nguyên tử?
MeV/c
u
MeV/c2
Kg
Đáp án A
Trong hạt nhân nguyên tử không có đơn vị MeV/c.
Đơn vị chuẩn của khối lượng là kg.
Ngoài ra khối lượng còn đơn vị u (1u = 1,66055.10-27kg).
Lại có:
Vậy khối lượng còn có đơn vị MeV/c2
Hạt nhân có cấu tạo gồm
238 proton và 146 nơtron
. 238 proton và 92 nơtron
92 proton và 238 nơtron
92 proton và 146 nơtron
Đáp án C
Hạt nhân , trong đó A là số khối, Z là số proton và A – Z là số notron.
So sánh với hạt nhân có 92 proton và 146 nơtron
Trong sự phóng xạ tỏa ra năng lượng 14MeV. Cho biết năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1MeV, của hạt là 7,63MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt xấp xỉ bằng
7,7MeV
7,2MeV
8,2 MeV
7,5MeV
Đáp án D
Năng lượng tỏa ra nên ΔE > 0
Ta có công thức xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào của phản ứng hạt nhân là:
Chất pôlôni là phóng xạ hạt 4α có chu kỳ bán rã là 138 ngày. Ban đầu giả sử mẫu quặng Po là nguyên chất và có khối lượng 210g, sau 276 ngày người ta đem mẫu quặng đó ra cân. Hãy tính khối lượng còn lại của mẫu quặng, coi khối lượng các hạt lấy gần bằng số khối
52,5 g
210 g
154,5 g
207 g
Đáp án C
Theo định luật phóng xạ ta có:số hạt nhân còn lại:
Để tăng cường sức mạnh hải quân, Việt Nam đã đặt mua của Nga 6 tàu ngầm hiện đại lớp ki-lô: HQ – 182 Hà Nội, HQ – 183 Hồ Chí Minh,… Trong đó HQ – 182 Hà Nội có công suất của động cơ là 4400 kW chạy bằng điêzen – điện. Nếu động cơ trên dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân 235U với hiệu suất 20% và trung bình mỗi hạt 235U phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Lấy NA = 6,023.1023. Coi trị số khối lượng nguyên tử tính theo u bằng số khối của nó. Thời gian tiêu thụ hết 0,5 kg 235U là
20,1 ngày
19,9 ngày
21,6 ngày
18,6 ngày
Đáp án C
*Hiệu suất:
Vậy t = 21,6 ngày.
Chú ý: Số hạt ; 1 ngày = 24.60.60 = 86400 (s)
Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân . Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ gama, hai hạt α có cùng động năng và bay theo hai hướng với nhau một góc 1600. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đơn vị u gần bằng số khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là
10 MeV
10,2 MeV
17,3 MeV
20,4 MeV
Đáp án C
Khi cho hạt nhân A (đạn) bắn vào hạt nhân B (bia) sinh ra hai hạt X giống nhau có cùng vận tốc và hai hạt X hợp với nhau một góc α thì
Do hai hạt sinh ra giống nhau có cùng động năng nên
Kết hợp ĐLBT và chuyển hóa năng lượng
Chú ý: (với )
Chứng minh: Xuất phát ĐLBT động lượng
Vì cùng vận tốc và giống nhau nên khối lượng sẽ giống nhau suy ra hai hạt X có cùng động năng kéo theo đó cùng độ lớn vecto động lượng.
Bình phương vô hướng ta được
*Kết hợp với ĐLBT và chuyển hóa NL ta có hệ
Tia tử ngoại có cùng bản chất với tia
α
β+
γ
β-
Đáp án C
Tia tử ngoại có cùng bản chất với tia γ, đều là sóng điện từ
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về tia γ?
Tia gama γ có năng lượng lớn nên tần số lớn
Không bị lệch khỏi phương truyền ban đầu khi đi vào điện trường
Chỉ xuất hiện kèm theo các phóng xạ β hoặc α
Không làm biến đổi hạt nhân
Đáp án A
Tia gama γ có năng lượng lớn nên tần số lớn
Khối lượng hạt nhân bằng 13,9992 u, trong đó 1 u = 931,5 MeV/c2. Để phá vỡ hạt nhân này thành các nuclôn riêng lẻ, cần một công tối thiểu là
204,1125 MeV
105,0732 MeV
30,8215 MeV
0,1128 MeV
Đáp án B
Để phá vỡ hạt nhân này thành các nuclôn riêng lẻ, cần một công đúng bằng một lực liên kết của hạt nhân:
Một hạt nhân có 8 proton và 9 nơtron, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là 7,75 MeV/nuclon. Biết mp = 1,0073u; mn = 1,0087u. Khối lượng của hạt nhân đó là
16,9953u
16,9455u
17,0053u
17,0567u
Đáp án A
Hạt nhân đứng yên phân rã β-, hạt nhân con sinh ra là có động năng không đáng kể. Biết khối lượng các nguyên tử 32P và 32S lần lượt là 31,97391 u và 31,97207 u, với 1u = 931,5 MeV/c2. Trong phân rã này, thực nghiệm đo được động năng của êlectrôn (tia β-) là 1,03518 MeV, giá trị này nhỏ hơn so với năng lượng phân rã, vì kèm theo phân rã β còn có hạt nơtrinô. Năng lượng của hạt nơtrinô trong phân rã này là
0,00362 MeV
0,67878 MeV
0,85312 MeV
0,166455 MeV
Đáp án B
Vì khối lượng hạt nhân con gần bằng khối lượng hạt nhân mẹ, khối lượng electron rất bé so với khối lượng hạt nhân con, nên ta có thể xem sau phân rã hạt nhân con đứng yên. Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có:
Đặc trưng của một phản ứng nhiệt hạch là
giải phóng đủ các loại tia phóng xạ
chỉ xảy ra giữa các hạt nhân có số khối A lớn
tỏa một nhiệt lượng vô cùng lớn
cần một nhiệt độ rât cao mới có thể xảy ra
Đáp án D
Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch đó là cần một nhiệt độ rất cao để cung cấp cho các hạt nhân động năng lớn mới có thể thắng lực đẩy Culong và tiến lại gần nhau và kết hợp với nhau. Vì vậy, phản ứng nhiệt hạch phải tiến hành trong điều kiện nhiệt độ vô cùng lớn.
Phản ứng nhiệt hạch chủ yếu là phản ứng tỏa năng lượng, tuy nhiên đối với một phản ứng nhiệt hạch thì năng lượng tỏa ra không nhiều, ví dụ khi kết hợp hai hạt nhân Dơteri chỉ giải phóng được 3,25 MeV
Hạt nhân urani sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì . Trong quá trình đó, chu kì bán rã của biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.1020 hạt nhân và 6,239.1018 hạt nhân . Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của . Tuổi của khối đá khi được phát hiện là
3,5.107 năm
2,5.106 năm
6,3.109 năm
3,3.108 năm
Đáp án D
=> t = 3,3.108 năm
Khi bắn hạt α có động năng 8MeV vào hạt N14 đứng yên gây ra phản ứng α + N → p + O. Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt α, N14 và O17 lần lượt là 7,l MeV/nuclon; 7,48 MeV/nuclon và 7,715 MeV/nuclon. Các hạt sinh ra có cùng động năng. Biết mp = 1,66. 10-27kg. Vận tốc của proton là
3,10. 107 m/s
2,41. 107 m/s
1,05. 107 m/s
3,79. 107m/s
Đáp án B
Tia nào sau đây không được tạo thành bởi các phôtôn?
Tia γ
Tia laze
Tia α
Tia hồng ngoại
Đáp án C
*Tia α bản chất là dòng các hạt nhân , không mang bản chất sóng điện từ nên không được tạo thành bởi các phôtôn
Trong phản ứng hạt nhân hai hạt nhân có động năng như nhau K1, động năng của hạt nhân và nơtrôn lần lượt là K2 và K3. Hệ thức nào sau đây đúng?
2K1 ≤ K2 + K3
2K1 < K2 + K3
2K1 ≥ K2 + K3
2K1 > K2 + K3
Đáp án B
Phản ứng , là phản ứng nhiệt hạch kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân có số khối lớn hơn, phản ứng này tỏa năng lượng tức là ΔE > 0. Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có
Đồng vị sau một chuỗi các phân rã thì biến thành chì bền, với chu kì bán rã T = 4,47 tỉ năm. Ban đầu có một mẫu chất 238U nguyên chất. Sau 2 tỉ năm thì trong mẫu chất có lẫn chì 206Pb với khối lượng Giả sử toàn bộ lượng chì đó đều là sản phẩm phân rã từ 238U. Khối lượng 238U ban đầu là
0,428 g
8,66 g
0,867 g
4,28 g
Đáp án C
Số hạt nhân con ở thời điểm t:
Áp dụng công thức ở trên ta được:
*Làm tròn đến chữ số thập phân thứ 3 thì
Một hạt có khối lượng nghỉ m0 khi có động năng bằng năng lượng nghỉ của nó thì khối lượng m của hạt
m = m0
m = 4 m0
m = 2m0
Đáp án C
Động năng của vật:
Đại lượng đặt trưng cho mức bền vững của hạt nhân là
. Năng lượng liên kết
Số proton
Số nuclon
Năng lượng liên kết riêng
Đáp án D
Cho phản ứng hạt nhân: biết rằng độ hụt của khối lượng hạt nhân T, D và He lần lượt là 0,009106u; 0,002491u; 0,030382u và 1u=931,5 MeV/c2 . Năng lượng tỏa ra của sắp xỉ bằng
15,017 MeV
200,025 MeV
21,076 MeV
17, 499 MeV
Đáp án D
suy ra X là nơtron.
Năng lượng của phản ứng:
Một hạt nhân có khối nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính) của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6 c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
1,25 m0
0,36 m0
1,75m0
0,25 m0
Đáp án A.
Khối lượng tương đối tính của hạt là
Phát biểu nào sai nói về lực hạt nhân
Là lực liên kết các hạt nhân với nhau
Không phụ thuộc vào điện tích và khối lượng của các nuclon
Là loại lực mạnh nhất trong các lực đã biết
Có bán kính tác dụng rất nhỏ, cỡ bằng bán kính hạt nhân
Đáp án A
Phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo toàn
Bảo toàn số notron
Bảo toàn khối lượng
Bảo toàn số nuclêon
Bảo toàn số prôtôn
Đáp án C








