300 Bài tập Hạt nhân nguyên tử cơ bản, nâng cao cực hay có lời giải (P2)
50 câu hỏi
Phản ứng hạt nhân nào sau đây là phản ứng nhiệt hạch ?
Đáp án B
Một khung dây hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau, nếu số nuclôn của hạt nhan x lớn hơn nuclôn của hạt nhan Y thì
năng lượng liên kết của hạt nhân Y lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân X.
hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.
năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y
hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
Năng lượng liên kết riêng là đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân
Ta có
=>Hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
Đáp án D
Hạt nhân X phóng xạ biến đổi thành hạt nhân bền Y. Ban đầu có một mẫu chất X nguyên chất. Tại thời điểm , tỉ số giữa số hạt nhân Y và số hạt nhân X ở trong mẫu tương ứng là 2 và 3. Tại thời điểm, tỉ số đó là
17
575
107
72
Số hạt X mất đi bằng số hạt Y sinh ra:
Đáp án B
Khi bắn hạt có động năng K vào hạt nhân đứng yên thì gây ra phản ứng có phương trình là Cho khối lượng các hạt nhân trong phản ứng là , , và Lấy Nếu hạt nhân X sinh ra đứng yên thì giá trị của K bằng
1,21MeV
1,58MeV
1,96 MeV
0,37MeV
Đáp án B
Cho hạt nhân và hạt nhân có độ hụt khối lần lượt là và Biết hạt nhân vững hơn hạt nhân . Hệ thức đúng là
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
Đáp án B
Hai hạt nhân A và B tham gia phản ứng tạo ra hai hạt nhân C và D có khối lượng thỏa: Phản ứng này là
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.
phản ứng thu năng lượng, các hạt C, D bền hơn A, B.
phản ứng tỏa năng lượng, các hạt C, D bền hơn A, B.
Đây là phản ứng tỏa năng lượng và các hạt nhân C, D bền vững hơn
Đáp án D
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng
cần cung cấp cho các hạt nhân ban đầu để phản ứng hạt nhân thu năng lượng xảy ra
tỏa ra khi hạt nhân tự phân rã dưới dạng động năng của hạt nhân con.
tối thiểu cần cung cấp cho hạt nhân để phá vỡ nó thành các nuclôn riêng lẻ.
liên kết tính cho mỗi nuclon trong hạt nhân.
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho mỗi nucleon.
Đáp án D
Hạt nhân có
35 nuclôn
18 proton
35 nơtron
17 nơtron
Hạt nhân có 35 nuclôn
Đáp án A
Cho phản ứng hạt nhân Trong đó hạt X có
Z = 1, A = 3
Z = 2, A = 4
Z = 2, A = 3
Z = 1, A = 1
Đáp án D
Hạt nhân được tạo thành bởi các hạt
êlectron và nuclôn
prôtôn và nơtron
nơtron và êlectron
prôtôn và êlectron
Hạt nhân được tạo thành bởi các hạt prôtôn và nơtron
Đáp án B
Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào
khối lượng hạt nhân.
năng lượng liên kết.
độ hụt khối.
Tỉ số giữa độ hụt khối và số khối
Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào tỉ dố giữa độ hụt khối và số khối
Đáp án D
Hạt nhân đang đứng yên thì phóng xạ α, ngay sau phóng xạ đó, động năng của hạt α
bằng động năng của hạt nhân con.
nhỏ hơn động năng của hạt nhân con.
bằng không.
lớn hơn động năng của hạt nhân con
Þ Động năng của hạt α lớn hơn động năng của hạt nhân con
Đáp án D
Phản ứng phân hạch được thực hiện trong lò phản ứng hạt nhân. Để đảm bảo hệ số nhân nơtrôn k = 1, người ta dùng các thanh điều khiển. Những thanh điều khiển có chứa
Urani và Plutôni
Nước nặng
Bo và Cađimi
Kim loại nặng
Đáp án C
Theo thuyết tương đối, một hạt có năng lượng nghỉ gấp 4 lần động năng của nó, thì hạt chuyển động với tốc độ
1,8.105 km/s
2,4.105 km/s
5,0.105 m/s
5,0.108 m/s
Phương pháp: Đại cương về vật lý hạt nhân
Đáp án A
Một khối chất phóng xạ Rađôn, sau thời gian một ngày đêm thì số hạt nhân ban đầu giảm đi 18,2%. Hằng số phóng xạ của Rađôn là:
0,2s-1
2,33.10-6s-1
2,33.10-6ngày-1
3giờ-1
Phương pháp: Số hạt nhân còn lại sau thời gian phóng xạ t là:
Cách giải: Sau 1 ngày đêm , số hạt nhân ban đầu giảm đi 18,2%:
Đáp án B
Khi nói về cấu tạo nguyên tử (về phương diện điện), phát biểu nào dưới đây không đúng?
Proton mang điện tích là +1,6.10-19 C.
Electron mang điện tích là +1,6.10-19 C.
Điện tích của proton bằng điện tích electron nhưng trái dấu.
Điện tích của proton và điện tích của electron gọi là điện tích nguyên tố
Phương pháp: Cấu tạo của nguyên tử
+ Vỏ nguyên tử: gồm các electron (qe = -1,6.10-19C)
+ Hạt nhân nguyên tử: gồm proton (qp = 1,6.10-19C) và notron (không mang điện)
Cách giải: Electron mang điện tích qe = -1,6.10-19C
Đáp án B
Một chất phóng xạ có hằng số phân rã λ=1,44.10-3ngày-1. Trong thời gian bao lâu thì 75% hạt nhân ban đầu sẽ bị phân rã?
962,7 ngày
940,8 ngày
39,2 ngày
40,1 ngày
Đáp án A
Câu nào sau đây là sai khi nói về sự phóng xạ:
Tổng khối lượng của hạt nhân tạo thành có khối lượng lớn hơn khối lượng hạt nhân mẹ.
Là phản ứng hạt nhân tự xảy ra.
Không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài.
Hạt nhân con bền hơn hạt nhân mẹ
Đáp án A
Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ nguyên chất X với chu kì bán rã T. Cứ một hạt nhân X sau khi phóng xạ tạo thành một hạt nhân Y. Nếu hiện nay trong mẫu chất đó tỉ lệ số nguyên tử của chất Y và chất X là k thì tuổi của mẫu chất là:
Phương pháp: Số hạt còn lại và bi ̣ phân rã
Đáp án B
Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145u và 1u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV
nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Phương pháp: Năng lượng liên kết riêng ε = Wlk/A = ∆m.c2/A
Cách giải: Năng lượng liên kết riêng của Ar và Li
Đáp án B
So với hạt nhân , hạt nhân có nhiều hơn
11 nơtrôn và 6 prôtôn.
5 nơtrôn và 6 prôtôn
6 nơtrôn và 5 prôtôn.
5 nơtrôn và 12 prôtôn
Phương pháp: Kí hiệu hạt nhân , trong đó: Z là số proton; (A – Z) là số notron
Cách giải:
Hạt nhân Si có: 14 proton; 15 notron
Hạt nhân Ca có: 20 proton; 20 notron
= > Hạt nhân Ca có nhiều hơn hạt nhân Si 6 proton và 5 notron
Đáp án B
Biết đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã 5730 năm. Giả sử một mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút. Tuổi của mẫu gỗ cổ đã cho là
1910 năm.
2865 năm.
11460 năm.
17190 năm
Phương pháp: Độ phóng xạ H = H0.2-t/T
Cách giải:
H = 200; H0 = 1600
Đáp án D
Bắn hạt prôtôn 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 γ, hai hạt α có cùng động năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 1600. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là
14,6 MeV
10,2 MeV
17,3 MeV
20,4 MeV
Phương pháp:
Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối để viết phương trình phản ứng hạt nhân
Sử dụng định luật bảo toàn động lượng; định lí hàm số cos trong tam giác
Năng lượng toả ra của phản ứng Q = Ks – Kt (Kt và Ks lần lượt là tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân.
Cách giải:
Phương trình phản ứng hạt nhân:
Năng lượng toả ra của phản ứng: Q = 2Kα – Kp
Kp = 5,5 MeV
Định luật bảo toàn động lượng:
Áp dụng định lí hàm số cos ta có:
Þ Năng lượng toả ra của phản ứng: Q = 17,3 (MeV)
Đáp án C
Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của nó có
cùng khối lượng, khác số nơtron
cùng số prôtôn, khác số nơtron.
cùng số nuclôn, khác số prôtôn.
cùng số nơtron, khác số prôtôn
Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của nó có cùng số prôtôn, khác số nơtron
Đáp án B
Chất Iốt phóng xạ I dùng trong y tế có chu kỳ bán rã 8 ngày đêm. Nếu nhận được 100g chất này thì sau 8 tuần lễ còn bao nhiêu?
7,8g
0,78g
O,87g
8,7g
Ta có: t = 8 tuần = 56 ngày = 7.T → sau thời gian t thì khối lượng chất phóng xạ còn lại là:
Đáp án B
Hạt nhân có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là
63,215MeV/nuclon
632,153 MeV/nuclon
0,632 MeV/nuclon
6,3215 MeV/nuclon
Phương pháp: Sử dụng công thức tính năng lượng liên kết riêng: ε = Wlk/A
Wlk = [Z.mp + (A – Z).mn – m].c2
Cách giải:
Năng lượng liên kết của hạt nhân Be: Wlk = (4.mp + 6.mn – mBe).c2 = 63,2149 (MeV)
Năng lượng liên kết riêng: ε = Wlk/10 = 6,3215 MeV/nuclon
Đáp án D
Tìm hạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau :
Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối
Cách giải:
α là hạt nhân
Ta có: 10 + A = 4 + 8 => A = 2
5 + Z = 2 + 4 => Z = 1
=> X là hạt nhân
Đáp án B
Chất phóng xạ pôlôni phát ra tia α và biến đổi thành chì . Cho chu kì của là T . Ban đầu (t0 = 0) có một mẫu pôlôni chuyên chất. Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân chì và số hạt nhân pôlôni trong mẫu là 2. Tại thời điểm t2 = 1,5t1 , tỉ số giữa số hạt nhân chì và số hạt nhân pôlôni trong mẫu gần giá trị nào nhất sau đây:
5
3
4
6
Đáp án C
Kết luận nào sau đây sai khi nói về phản ứng:
Đây là phản ứng tỏa năng lượng.
Đây là phản ứng phân hạch
Điều kiện xảy ra phản ứng là nhiệt độ rất cao.
Năng lượng toàn phần của phản ứng được bảo toàn
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch
Cách giải: + Phản ứng phân hạch:
- là một hạt nhân rất nặng (như Urani) hấp thụ một nơtrôn chậm sẽ vỡ thành hai hạt nhân trung bình, cùng với một vài nơtrôn mới sinh ra
- là phản ứng toả năng lượng
- năng lượng toàn phần của phản ứng được bảo toàn
+ Phản ứng nhiệt hạch: Điều kiện xảy ra phản ứng là nhiệt độ rất cao
Đáp án C
Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau, số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì
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 nhân Y.
năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.
hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y
Phương pháp: Năng lượng liên kết riêng càng lớn hạt nhân càng bền vững
Năng lượng liên kết : Wlk = ∆m.c2
Năng lượng liên kết riêng : ε = Wlk/A
Cách giải:
Do: ∆mX = ∆mY => WlkX = WlkY
Ta có :
=> hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
Đáp án A
X là đồng vị chất phóng xạ biến đổi thành hạt nhân Y. Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ X tinh khiết. Tại thời điểm t nào đó, tỉ số giữa số hạt nhân X và số hạt nhân Y trong mẫu là 1/3. Đến thời điểm sau đó 12 năm, tỉ số đó là 1/7. Chu kì bán rã của hạt nhân X là
60 năm.
12 năm.
36 năm.
4,8 năm.
Đáp án B
Cho phản ứng hạt nhân . Hạt α chuyển động với động năng 9,7MeV đến bắn vào hạt N đứng yên, sau phản ứng hạt p có động năng 7MeV. Cho biết mN = 14,003074 u; mp = 1,007825 u; mO = 16,999133 u; mα = 4,002603 u. Góc giữa các phương chuyển động của hạt α và hạt p là
41
60
52
25
Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn động lượng
Công thức liên hệ giữa động năng và động lượng: p2 = 2mK
Áp dụng định lí hàm số cos trong tam giác
Cách giải: + Định luật bảo toàn động lượng
Áp dụng định lí hàm số cos trong tam giác ta có
Đáp án C
Trong phản ứng tổng họp heli: , nếu tổng hợp lg He thì năng lượng tỏa ra có thể đun sôi bao nhiêu kg nước ở nhiệt độ ban đầu 280C. Biết nhiệt dung riêng của nước c = 4200 J/kg.K
3,89.105 kg
4,89.105 kg
6,89.105 kg
2,89.105 kg
Số phản ứng hạt nhân = 1/2 số hạt nhân He trong 1g:
Năng lượng tổng các phản ứng bằng:
Đáp án C
Phản ứng nào sau đây thu năng lượng?
Đáp án D
Phát biểu nào sau đây là sai khi so sánh phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học
Phản ứng phóng xạ không điều chỉnh tốc độ được như một số phản ửng hóa học
Phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học đều có thể tỏa hoặc thu nhiệt.
Hai loại phản ứng đều tạo ra các nguyên tố mới từ các nguyên tố ban đầu.
Phản ứng hóa học chỉ xảy ra ở vỏ các nguyên tử, còn phản ứng hạt nhân xảy ra trong hạt nhân
Đáp án C
Sự phóng xạ và phản ứng nhiệt hạch giống nhau ở điểm nào sau đây?
Đều là các phản ứng hạt nhân xảy ra một cách tự phát không chịu tác động bên ngoài.
Tổng độ hụt khối của các hạt sau phản ứng lớn hơn tổng độ hụt khối của các hạt trước phản ứng.
Tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng lớn hơn tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng
Để các phản ứng đó xảy ra thì đều phải cần nhiệt độ rất ca
Đáp án B
Điều nào sau đây là sai khi nói về phản ứng hạt nhân phân hạch?
Phản ứng hạt nhân phân hạch là hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron rồi vỡ thành hai hạt nhân số khối trung bình.
Phản ứng hạt nhân phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng.
Phản ứng hạt nhân phân hạch có thể kiểm soát được
Phản ứng hạt nhân phân hạch là hiện tượng tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn
Đáp án D
Trong các phản ứng hạt nhân sau, phản ứng nào không phải là phản ứng nhân tạo?
Đáp án B
Người ta dùng hạt p bắn vào hạt nhân đứng yên tạo ra hạt và hạt nhân X. Biết động năng của các hạt p, X lần lượt là 5,45 MeV và 4 MeV, góc lập bởi hướng chuyển động của các hạt p và X là 60°, động năng của Li xấp xỉ là
9,45MeV
5,5MeV
1,45MeV
2,02MeV
Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối để viết phương trình phản ứng.
Sử dụng định luật bảo toàn động lượng.
Áp dụng định lí hàm số cos trong tam giác.
Cách giải:
Phương trình phản ứng hạt nhân
Áp dụng định lí hàm số cos trong tam giác ta có
Đáp án D
là đồng vị phóng xạ β- với chu kì bán rã T và biến đổi thành . Lúc ban đầu (t = 0) có một mẫu nguyên chất. Ở thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân tạo thành và số hạt nhân còn lại trong mẫu là 1/3. Ở thời điểm t2 = t1 + 2T, tỉ số nói trên bằng
15
7/12
2/3
13/3
Phương pháp: Số hạt nhân còn lại và bị phân rã lần lượt là:
Số hạt nhân con tạo thành bằng số hạt nhân mẹ bị phân rã.
Cách giải:
Đáp án D
Cho phản ứng hạt nhân . Đây là
phản ứng nhiệt hạch
phóng xạ β
phản ứng phân hạch
phóng xạ α
Đáp án A
Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là
êlectron và pôzitron.
nơtron và êlectron.
prôtôn và nơtron
pôzitron và prôtôn.
Đáp án C
Trong một phản ứng phân hạch, gọi tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng là mt và tổng khối lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là ms. Hệ thức nào sau đây đúng?
mt < ms.
mt ≥ ms
mt > ms
mt ≤ ms.
Đáp án C
Cho khối lượng nguyên tử của đồng vị cacbon ; êlectron; prôtôn và nơtron lần lượt là 12112,490MeV/c2; 0,511 MeV/c2; 938,256 MeV/c2 và 939,550 MeV/c2. Năng lượng liên kết của hạt bằng
93,896 MeV.
96,962 MeV.
100,028 MeV.
103,594 MeV
Đáp án A
Ban đầu, một lượng chất iôt có số nguyên tử của đồng vị bền và đồng vị phóng xạ lần lượt chiếm 60% và 40% tổng số nguyên tử trong khối chất. Biết chất phóng xạ phóng xạ β- và biến đổi thành xenon với chu kì bán rã là 9 ngày. Coi toàn bộ khí xenon và êlectron tạo thành đều bay ra khỏi khối chất iôt. Sau 9 ngày (kể từ lúc ban đầu), so với tổng số nguyên tử còn lại trong khối chất thì số nguyên tử đồng vị phóng xạ còn lại chiếm
25%.
20%.
15%.
30%.
Đáp án A
So với hạt nhân hạt nhân có nhiều hơn:
15 nơtrôn và 15 prôtôn
15 nơtrôn và 10 prôtôn
30 nơtrôn và 15 prôtôn
10 nơtrôn và 15 prôtôn
Bo có 5p 5n
Ca có 20p 20n
Vậy chọn A
Đáp án A
Trong các hạt nhân nguyên tử , , , , hạt nhân bền vững nhất là
Đáp án C
Cho hạt prôtôn có động năng bắn vào hạt nhân đứng yên. Hai hạt nhân X sinh ra giốn nhau và có cùng động năng. Cho , góc tạo bởi các vectơ vận tốc của hai hạt X sau phản ứng là
Đáp án A
Cho biết sau một chuỗi phóng xạ sẽ biến thành với chu kì bán rã năm. Một mẫu đá được phát hiện có chứa và Giả sử mẫu đá khi mới hình thành không chứa nguyên tố . Lấy khối lượng gần đúng của các hạt nhân tính bằng đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng. Theo định luật phóng xạ, tuổi của mẫu đá này là
Ta có tỉ số giữa khối lượng hạt nhân mới tạo thành và khối lượng hạt nhân mẹ còn lại là
Đáp án B
Trong phản ứng hạt nhân: hạt X là
hạt
electron
pozitron
prôtôn
Ta có Do đó X là hạt
Đáp án A








