Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Vật lý có đáp án - Đề số 34
28 câu hỏi
Thí nghiệm tán xạ hạt alpha của Rutherford đã đánh dấu sự phát hiện của
nguyên tử.
hạt electron.
hạt nhân của nguyên tử.
hạt alpha.
Đáp án đúng là C
Thí nghiệm tán xạ hạt alpha của Rutherford đã đánh dấu sự phát hiện ra hạt nhân của nguyên tử.
Theo mô hình động học phân tử, ở thể khí, các phân tử
chỉ dao động quanh các vị trí cân bằng cố định.
dao động quanh các vị trí cân bằng không cố định.
sắp xếp có trật tự.
chuyển động hỗn loạn, không có trật tự và không có vị trí cân bằng.
Đáp án đúng là D
Chất ở thể khí có các phân tử chuyển động hỗn loạn, không có trật tự sắp xếp vì không có vị trí cân bằng.
Khi đặt hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau thì năng lượng nhiệt
được truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
được truyền từ vật có nhiệt độ thấp hơn sang vật có nhiệt độ cao hơn.
truyền qua lại một cách ngẫu nhiên giữa hai vật.
không được trao đổi giữa hai vật.
Đáp án đúng là A
Khi đặt hai vật có nhiệt độ khác nhau tiếp xúc với nhau thì năng lượng nhiệt được truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
Trong nguyên tử bạc có kí hiệu hạt nhân là \[{}_{47}^{108}{\rm{Ag}},\] ở trạng thái trung hòa về điện, số electron của nguyên tử là
47.
61.
108.
155.
Đáp án đúng là A
Trong trạng thái trung hòa về điện, số electron trong nguyên tử bằng với số proton trong hạt nhân của nguyên tử, vì vậy số electronn của nguyên tử bạc là 47.
Theo mô hình động học phân tử, khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng là vì
các phân tử nước đá có khối lượng nhỏ hơn các phân tử nước lỏng.
kích thước các phân tử nước đá lớn hơn kích thước các phân tử nước lỏng.
khoảng cách trung bình giữa các phân tử nước đá lớn hơn so với nước lỏng.
khoảng cách trung bình giữa các phân tử nước lỏng hớn hơn so với nước đá.
Đáp án đúng là C
Cùng một chất là nước, ở thể rắn, khối lượng riêng nhỏ hơn vì khoảng cách trung bình giữa các phân tử nước là lớn hơn so với thể lỏng,
Nội năng của một khối khí lý tưởng
bằng tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử khí.
lớn hơn tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử khí.
chỉ phụ thuộc vào thể tích của khối khí.
chỉ phụ thuộc vào áp suất của khối khí.
Đáp án đúng là A
Đối với khí lý tưởng, các phân tử khí không có thế năng tương tác, vì vậy nội năng chính là tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử khí.
Đâu không phải một đơn vị đo năng lượng?
MeV.
J.
kg.c2.
J/c2.
Đáp án đúng là D
J/c2 là một đơn vị đo khối lượng.
Đại lượng đặc trưng cho năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nucleon riêng lẻ là
độ hụt khối.
năng lượng liên kết.
kích thước hạt nhân.
năng lượng liên kết riêng.
Đáp án đúng là B
Đại lượng đặc trưng cho năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nucleon riêng lẻ là năng lượng liên kết.
Gọi \[\lambda \] là nhiệt nóng chảy riêng của một chất ở nhiệt độ nóng chảy. Nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn một lượng chất đó có khối lượng \[m\]ở nhiệt độ nóng chảy là
\[\lambda m.\]
\[\frac{\lambda }{m}.\]
\[\frac{m}{\lambda }.\]
\[\frac{m}{{{\lambda ^2}}}.\]
Đáp án đúng là A
Nhiệt lượng nóng chảy bằng tích của khối lượng và nhiệt nóng chảy riêng.
Đâu là phát biểu đúng khi nói về từ trường đều?
Từ trường quanh một nam châm thẳng là từ trường đều.
Từ trường trong lòng một ống dây (có chiều dài rất lớn so với bán kính các vòng dây) quấn khít mang dòng điện không đổi là từ trường đều.
Trong mặt phẳng giới hạn bởi một vòng dây tròn mang dòng điện không đổi, từ trường là từ trường đều.
Từ trường gây ra bởi một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện không đổi là từ trường đều vì các đường sức từ đồng tâm.
Đáp án đúng là B
Từ trường trong lòng một ống dây được quấn khít mang dòng điện là từ trường đều.
Ngoài Wb (Weber), đâu là một đơn vị của từ thông?
V.s.
T.m
V/s.
m2.
Đáp án đúng là A
Vì thứ nguyên của suất điện động bằng thứ nguyên của từ thông chia cho thứ nguyên của thời gian, ta có \[{\rm{Wb}} = {\rm{V}}{\rm{.s}}.\]
Trong quá trình dãn nở đẳng nhiệt của một khối khí lý tưởng xác định,
nội năng của khối khí giảm vì khí đã thực hiện công.
áp suất của khí giảm.
khí đã nhận nhiệt lượng.
thể tích của khí giảm.
Đáp án đúng là B
Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích, vì vậy khi khí dãn nở, tăng thể tích, sẽ làm giảm áp suất.
Cho một khung dây phẳng, kín, có diện tích S, đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là B. Góc hợp giữa mặt phẳng khung dây và phương của đường sức từ là \[\alpha .\] Từ thông qua khung dây là
\[\Phi = BS\cos \alpha .\]
\[\Phi = BS\sin \alpha .\]
\[\Phi = BS{\cos ^2}\alpha .\]
\[\Phi = BS{\sin ^2}\alpha .\]
Đáp án đúng là B
Vì \[\alpha \]là góc hợp giữa mặt phẳng và phương của đường sức từ nên \[\Phi = BS\sin \alpha .\]
Định luật quy định chiều của dòng điện cảm ứng khi trong một khung dây khi từ thông qua khung dây ấy biến thiên là
định luật Faraday về cảm ứng điện từ.
định luật Ohm cho vật dẫn bằng kim loại.
định luật Coulomb về tương tác giữa các điện tích.
định luật Lenz về cảm ứng điện từ.
Đáp án đúng là D
Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường cảm ứng mà nó sinh ra chống lại nguyên nhân gây ra sự biến thiên từ thông ban đầu.
Xét một khối khí lý tưởng xác định. Quan sát thấy khi nhiệt độ tuyệt đối tăng gấp đôi thì áp suất của khối khí cũng tăng gấp đôi. Đại lượng không thay đổi là
mật độ phân tử khí.
thương số giữa áp suất và thể tích của khối khí.
nội năng của khối khí.
tích áp suất và thể tích của khối khí.
Đáp án đúng là A
Vì \[p = \mu kT,\] khi p và T đồng thời tăng 2 lần thì đại lượng không thay đổi là \[\mu .\]
Theo định luật I nhiệt động lực học, độ biến thiên nội năng bằng tổng công và nhiệt lượng vật nhận được \[\Delta U = A + Q.\] Khi \[A < 0\] thì
vật đã sinh công có độ lớn \[|A|\].
vật đã nhận công có độ lớn \[|A|\].
vật đã nhận nhiệt lượng \[Q = - A.\]
vật đã nhận nhiệt lượng \[Q = A.\]
Đáp án đúng là A
Khi \[A < 0\] thì vật đã sinh công có độ lớn \[|A|\].
Khi một khối lý tưởng xác định dãn nở trong xi lanh mà không nhận nhiệt lượng thì nhiệt độ của khối khí
giảm.
tăng.
không đổi.
tăng đến cực đại rồi giảm.
Đáp án đúng là A
Vì khí dãn trong xi lanh nên đã sinh công, vì không nhận nhiệt lượng nên nội năng giảm. Vì nội năng giảm nên nhiệt độ của khí giảm.
Hạt hạ nguyên tử nào sau đây có thể được viết theo kí hiệu hạt nhân là \[{}_{ - 1}^0{\rm{X}}\]?
electron.
positron.
neutron.
proton.
Đáp án đúng là A
Vì có điện tích là -1e và không phải một nucleon nên đây có thể là hạt electron.
Sóng điện từ có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn. Hãy nhận định đúng, sai cho các phát biểu sau khi nói về sóng điện từ.
Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, vector cường độ điện trường và vector cảm ứng từ vuông góc nhau.
Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, cường độ điện trường và cảm ứng từ dao động vuông pha nhau.
Tính chất và ứng dụng của sóng điện từ phụ thuộc vào bước sóng của sóng điện từ.
Ánh sáng mà mắt người nhìn thấy có bản chất là sóng điện từ.
a) ĐÚNG
Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, vector cường độ điện trường và vector cảm ứng từ vuông góc nhau.
b) SAI
Tại một điểm có sóng điện từ truyền qua, cường độ điện trường và cảm ứng từ dao động cùng pha nhau.
c) ĐÚNG
Tính chất và ứng dụng của sóng điện từ phụ thuộc vào bước sóng của sóng điện từ. Ví dụ, tia cực tím có tác dụng khử trùng y tế, tia hồng ngoại có tác dụng sưởi ấm,…
d) ĐÚNG
Ánh sáng nhìn thấy có bản chất là sóng điện từ có bước sóng trong khoảng 380 nm đến 760 nm.
Cho một mẫu băng có khối lượng 250 g nổi trên nước trong một bình nước lớn như hình bên dưới. Nước có nhiệt độ \(6^\circ {\rm{C,}}\) mẫu băng (thống nhất tảng băng hay mẫu băng) có nhiệt độ \(0^\circ {\rm{C}}.\) Cho trọng lượng riêng của nước là \({10^4}{\rm{ N/}}{{\rm{m}}^3}\)và giả sử mẫu băng chỉ gồm nước tinh khiết. Cho biết 95% thể tích của mẫu băng chìm trong nước. Cho nhiệt dung riêng của nước là \(4170{\rm{ J/kg}}{\rm{.K}}\)và nhiệt nóng chảy riêng của băng là \({\rm{3,4}}{.10^5}{\rm{ J/kg}}.\) Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa hệ trong bình và môi trường.
Trọng lượng riêng của băng bằng 95% trọng lượng riêng của nước.
Khi tảng băng tan chảy hoàn toàn, nó đã hấp thụ nhiệt lượng \({65.10^3}{\rm{ J}}.\)
Muốn tảng băng có thể tan chảy hoàn toàn, khối lượng nước lỏng ban đầu tối thiểu là \(3,22{\rm{ kg}}.\)
Khi tảng băng tan chảy hoàn toàn, mực nước trong bình không tăng lên.
a) ĐÚNG
Vì tảng băng cân bằng nên trọng lực cân bằng lực đẩy Acsimet:
\[{m_{{\rm{bang}}}}g = {\rho _{{\rm{bang}}}}{V_{{\rm{bang}}}}g = {\rho _{{\rm{nuoc}}}}{V_{{\rm{chim}}}}g\quad \Rightarrow \quad \frac{{{\rho _{{\rm{bang}}}}}}{{{\rho _{{\rm{nuoc}}}}}} = \frac{{{V_{{\rm{chim}}}}}}{{{V_{{\rm{bang}}}}}} = 95\% .\]
b) SAI
\[Q = {m_{{\rm{bang}}}}\lambda = 250 \times {10^{ - 3}} \times {\rm{3,4}} \times {10^5} = 85{\rm{ kJ}}.\]
c) SAI
\[{m_{{\rm{bang}}}}\lambda = {m_{{\rm{nuoc}}}}{c_{{\rm{nuoc}}}}\Delta t\quad \Rightarrow \quad {m_{{\rm{nuoc}}}} = \frac{{{m_{{\rm{bang}}}}\lambda }}{{{c_{{\rm{nuoc}}}}\Delta t}} = \frac{{85 \times {{10}^3}}}{{4170 \times (6 - 0)}} \approx {\rm{3,40 kg}}.\]
d) ĐÚNG
Khi tảng băng tan chảy, thể tích của nó chỉ còn 95% thể tích ban đầu. Phần thể tích này đúng bằng thể tích phần chìm ban đầu của nó. Vì vậy mực nước sẽ không dâng lên.
Một trong những phản ứng nhiệt hạch tổng hợp Helium xảy ra trong lòng các ngôi sao là \[{}_1^1{\rm{p}} + {}_3^7{\rm{Li}} \to {}_2^4{\rm{He}} + {\rm{X}}\]
Xét một proton có động năng 1,8 MeV bay vào một hạt nhân \({}_3^7{\rm{Li}}\) đứng yên và tạo ra phản ứng trên. Cho khối lượng nghỉ của các hạt nhân \({}_1^1{\rm{p, }}{}_3^7{\rm{Li, }}{}_2^4{\rm{He}}\)lần lượt là 1,0073 amu, 7,0160 amu, 4,0015 amu. Cho biết độ lớn động lượng p và động năng K của một hạt nhân có khối lượng m liên hệ qua biểu thức
\[p = \sqrt {2mK} .\]
Cho \(1\) amu \( = {\rm{931,5 MeV/}}{{\rm{c}}^2}.\) Lấy khối lượng mol của các nguyên tố tính theo g/mol bằng số khối của chúng.
Hạt nhân \({\rm{X}}\)là \({}_1^2{\rm{H}}.\)
Phản ứng tỏa năng lượng xấp xỉ 18,9 MeV.
Khi tổng hợp được 1 gam Helium bằng phản ứng này, năng lượng tỏa ra gần bằng \({\rm{55,4}}{.10^{11}}{\rm{ J}}.\)
Giả sử hai hạt bay ra có cùng tốc độ. Góc giữa hai phương bay của chúng bằng \(160^\circ .\)
a) SAI
Áp dụng định luật bảo toàn số khối: \[{A_{\rm{X}}} = 1 + 7 - 4 = 4.\]
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: \[{Z_{\rm{X}}} = 1 + 3 - 2 = 2.\]
Vậy hạt nhân X là \[{}_2^4{\rm{He}}.\]
b) ĐÚNG
Năng lượng của phản ứng là
\[\begin{array}{l}Q = \left( {{m_{\rm{H}}} + {m_{{\rm{Li}}}} - 2{m_{{\rm{He}}}}} \right){c^2} = \left( {1,0073 + 7,0160 - 2 \times 4,0015} \right){\rm{amu}}{\rm{.}}{c^2}\\{\rm{ }} = \left( {1,0073 + 7,0160 - 2 \times 4,0015} \right) \times {\rm{931,5 MeV}}\; \approx {\rm{18,9}}{\rm{ MeV}}{\rm{.}}\end{array}\]
c) SAI
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g Helium là
\[E = NQ = \frac{1}{2}\left( {\frac{m}{A} \times {N_A}} \right)Q = \frac{1}{2} \times \left( {\frac{2}{4} \times {\rm{6,02}} \times {{10}^{23}}} \right) \times {\rm{18,90945}} \times \left( {{\rm{1,6}} \times {{10}^{ - 13}}} \right) \approx {\rm{4,55}} \times {10^{11}}{\rm{ J}}.\]
d) SAI
Ta biết \[Q = 2{K_{{\rm{He}}}} - {K_{\rm{H}}}\quad \Rightarrow \quad {K_{{\rm{He}}}} = \frac{{{K_{\rm{H}}} + Q}}{2}.\]
Vì hai hạt He bay ra có cùng tốc độ nên động lượng của chúng có cùng độ lớn.
Từ giản đồ bảo toàn động lượng, suy ra
\[\begin{array}{l}2{p_{{\rm{He}}}}\cos \left( {\frac{\theta }{2}} \right) = {p_{\rm{H}}}\quad \Rightarrow \quad \theta = 2{\cos ^{ - 1}}\left( {\frac{{{p_{\rm{H}}}}}{{2{p_{{\rm{He}}}}}}} \right) = 2{\cos ^{ - 1}}\left( {\frac{1}{2}\sqrt {\frac{{{m_{\rm{H}}}{K_{\rm{H}}}}}{{{m_{{\rm{He}}}}{K_{{\rm{He}}}}}}} } \right) = 2{\cos ^{ - 1}}\left( {\frac{1}{2}\sqrt {\frac{{{m_{\rm{H}}}{K_{\rm{H}}}}}{{{m_{{\rm{He}}}}\left( {\frac{{{K_{\rm{H}}} + Q}}{2}} \right)}}} } \right)\\ = 2{\cos ^{ - 1}}\left( {\frac{1}{2}\sqrt {\frac{{{\rm{1,0073}} \times {\rm{1,8}}}}{{{\rm{4,0015}} \times \left( {\frac{{{\rm{1,8}} + {\rm{18,90945}}}}{2}} \right)}}} } \right) \approx 168^\circ .\end{array}\]
Một khối khí Helium lý tưởng xác định thực hiện một quá trình dãn nở và có đồ thị trạng thái được biểu diễn như hình bên dưới. Cho biết biểu thức của đồ thị là
\[p = \frac{{3\,({\rm{atm}}.\ell )}}{V}.\]Cho \[1{\rm{ atm}} = 101325{\rm{ Pa}}\]và nội năng của khối khí có công thức \[U = \frac{3}{2}nRT.\] Trong đó \[n,\;T\] lần lượt là số mol và nhiệt độ tuyệt đối của khối khí.
Khối khí đã thực hiện quá trình dãn nở đẳng áp.
Nội năng của khối khí xấp xỉ 456 J.
Cho biết nhiệt độ của khối khí khi thể tích có giá trị \[1\;\ell \] là 27\[^\circ {\rm{C}}.\] Số mol khí xấp xỉ bằng 0,122 mol.
Nhiệt lượng khí đã trao đổi trong quá trình bằng 0.
a) SAI
Vì biểu thức của quá trình có dạng \[p \propto \frac{1}{V}\], đây là quá trình đẳng nhiệt.
b) ĐÚNG
Nội năng của khối khí là
\[U = \frac{3}{2}nRT = \frac{3}{2}pV = \frac{3}{2} \times 3{\rm{ atm}}.\ell = \frac{3}{2} \times 3 \times 101325\,{\rm{Pa}} \times \frac{1}{{1000}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}} = \frac{3}{2} \times 3 \times 101325 \times \frac{1}{{1000}}{\rm{ J}} \approx 456{\rm{ J}}.\]
c) ĐÚNG
Vì quá trình là đẳng nhiệt nên giá trị nhiệt độ của khí trong suốt quá trình là 27\[^\circ {\rm{C}}.\]
\[n = \frac{{pV}}{{RT}} = \frac{{3 \times 101325 \times \frac{1}{{1000}}}}{{{\rm{8,31}} \times (27 + 273)}} \approx {\rm{0,122 mol}}.\]
d) SAI
Vì đây là quá trình đẳng nhiệt nên nội năng không đổi. Khí sinh công vì đã dãn nở.
\[\Delta U = A + Q = 0\quad \Rightarrow \quad Q = - A \ne 0.\]
Một khung dây hình tròn, gồm 35 vòng dây, có đường kính 15 cm được đặt trong từ trường đều sao cho đường sức từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc \[30^\circ .\] Cho biết cảm ứng từ có độ lớn biến đổi với tốc độ 0,03 T/s.
Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là bao nhiêu mV? Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục.
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn là
\[\left| e \right| = NS\cos \alpha \left| {\frac{{\Delta B}}{{\Delta t}}} \right| = 35 \times \frac{{\pi \times {\rm{0,1}}{{\rm{5}}^2}}}{4} \times \cos 60^\circ \times {\rm{0,03}} \approx {\rm{9,3 mV}}.\]
Một khung dây hình tròn, gồm 35 vòng dây, có đường kính 15 cm được đặt trong từ trường đều sao cho đường sức từ hợp với mặt phẳng khung dây một góc \[30^\circ .\] Cho biết cảm ứng từ có độ lớn biến đổi với tốc độ 0,03 T/s.
Mắc khung dây với một bóng đèn dây tóc. Tổng điện trở của bóng đèn và khung dây là 1500 \[\Omega .\] Cường độ dòng điện qua bóng đèn là bao nhiêu \[{\rm{\mu A}}\]? Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục.
Cường độ dòng điện dạy qua bóng đèn là \[I = \frac{{\left| e \right|}}{R} = \frac{{{\rm{ANS}}}}{{1500}} \approx {\rm{6,2 \mu A}}.\]
(ANS là kết quả không làm tròn của Câu 1)
Sử dụng thông tin sau cho Câu 3 và Câu 4: Trong khoa học vật liệu, người ta sử dụng công nghệ phún xạ. Để phún xạ, người ta sử dụng các buồng chân không để lắng đọng hơi kim loại tạo thành các màng kim loại mỏng vài nanomét. Xét một buồng chân không có thể tích 0,45 m3, nhiệt độ khí trong buồng là 22\[^\circ {\rm{C}}.\] Ở trạng thái không sử dụng, áp suất trong buồng là \[p = {\rm{4,45}} \times {10^{ - 6}}{\rm{Pa}}.\] Khi sử dụng, người ta cần tăng áp suất trong buồng lên đến 0,30 Pa bằng cách xả một lượng khí Argon vào trong buồng. Coi nhiệt độ của khí trong buồng luôn được giữ không đổi và biết rằng các chất khí không tham gia phản ứng hóa học với nhau.
Số mol khí Argon được xả vào trong buồng là bao nhiêu theo đơn vị \[{10^{ - 5}}\;{\rm{mol}}\]? Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục.
Vì nhiệt độ và thể tích là không đổi nên
\[\Delta n = \frac{V}{{RT}}\Delta p = \frac{{0,45}}{{{\rm{8,31}} \times (22 + 273)}} \times \left( {{\rm{0,3}} - {\rm{4,45}} \times {{10}^{ - 6}}} \right) \approx {\rm{5,5 \times }}{10^{ - 5}}\;{\rm{mol}}{\rm{.}}\]
Để mở buồng sau khi sử dụng, áp suất phải đạt giá trị tối thiểu \[{10^{ - 4}}\,{\rm{Pa}}.\] Giá trị tối đa của mật độ phân tử khí để có thể mở buồng là bao nhiêu theo đơn vị \[{\rm{m}}{{\rm{m}}^{ - 3}}\]? Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần chục.
Mật độ phân tử khí ứng với trạng thái áp suất \[{10^{ - 4}}\,{\rm{Pa}}\]là
\[\mu = \frac{{n{N_{\rm{A}}}}}{V} = \frac{{p{N_{\rm{A}}}}}{{RT}} = \frac{p}{{\frac{R}{{{N_{\rm{A}}}}}T}} = \frac{{{{10}^{ - 4}}}}{{\frac{{{\rm{8,31}}}}{{{\rm{6,02}} \times {{10}^{23}}}} \times \left( {22 + 273} \right),}} \approx 2,46 \times {10^{16}}{{\rm{m}}^{ - 3}} = 24,6 \times {10^6}{\rm{ m}}{{\rm{m}}^{ - 3}}.\]
Sử dụng thông tin sau cho Câu 5 và Câu 6:Xét một phản ứng phân hạch điển hình
\[{}_1^0{\rm{n}} + {}_{92}^{235}{\rm{U}} \to {}_{92}^{236}{{\rm{U}}^*} \to {}_{39}^{95}{\rm{Y}} + {}_{53}^{138}{\rm{I}} + 3{}_0^1{\rm{n}}.\]
Cho khối lượng của các hạt nhân \({}_0^1{\rm{n}},\)\({}_{92}^{235}{\rm{U}},\)\({}_{39}^{95}{\rm{Y}},\)\({}_{53}^{138}{\rm{I}},\) lần lượt là 1,0087 amu; 235,0439 amu; 94,9128 amu; 137,9224 amu. Cho biết \(1{\rm{ amu}} = {\rm{931,5 MeV/}}{{\rm{c}}^2}.\)Cho biết năng lượng tỏa ra của phản ứng được xác định bằng công thức
\[Q = ({m_t} - {m_s}){c^2}.\]
Trong đó \[{m_t},{\rm{ }}{m_s},\,{\rm{ }}c\] lần lượt là tổng khối lượng các hạt nhân tham gia phản ứng, tổng khối lượng các hạt nhân tạo thành sau phản ứng, tốc độ ánh sáng trong chân không.
Mỗi hạt nhân \({}_{92}^{235}{\rm{U}}\) phân hạch theo phản ứng này tỏa ra bao nhiêu MeV? Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị.
Năng lượng tỏa ra bởi phản ứng trên là
\[Q = \left( {{m_{\rm{n}}} + {m_{\rm{U}}} - {m_{\rm{Y}}} - {m_{\rm{I}}} - 3{m_{\rm{n}}}} \right){c^2} = \left( {{\rm{235,0439}} - {\rm{94,9128}} - {\rm{137,9224}} - {\rm{2 \times 1,0087}}} \right) \times {\rm{931,5}}\;{\rm{MeV}} = {\rm{178,19595 MeV}} \approx 178\;{\rm{MeV}}.\]
Giả sử mỗi neutron sản phẩm sẽ kích thích 3 hạt nhân Uranium nữa phân hạch theo phản ứng tương tự, gọi là lần phân hạch thứ 2. Tổng năng lượng được giải phóng tính đến hết lần phân hạch thứ 5 là bao nhiêu GeV? Làm tròn kết quả đến hàng phần chục.
Tổng năng lượng tỏa ra cho hết lần phân hạch thứ 5 là
\[{E_5} = Q + 3Q + {3^2}Q + {3^3}Q + {3^4}Q = Q \times \left( {1 + 3 + {3^2} + {3^3} + {3^4}} \right) = ANS \times 121 \approx {\rm{21,6 GeV}}.\]
