Giải SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức Bài tập cuối chương IV
Đề thi

Giải SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức Bài tập cuối chương IV

A
Admin
Vật lýLớp 1297 lượt thi
18 câu hỏi
1. Tự luận
1 điểm

Trong hạt nhân

A. có ba loại hạt là nucleon, proton và neutron.

B. có ba loại hạt là neutron, proton và electron.

C. có proton và neutron.

D. chỉ có neutron.

Xem đáp án

Đáp án đúng là C

Trong hạt nhân có proton và neutron.

2. Tự luận
1 điểm

Tìm câu sai. Kí hiệu n là neutron, và p là proton. Trong hạt nhân có thể có trường hợp:

A. số n > số p.                                               

B. số p > số n.

C. khi số n = 1 thì số p = 0.                              

D. khi số p = 1 thì số n = 0.

Xem đáp án

Đáp án đúng là C

Số p không thể bằng 0 vì nguyên tử có số lượng electron nhỏ nhất là Hydrogen (có 1 electron), thì số proton nhỏ nhất là 1.

3. Tự luận
1 điểm

Trong hạt nhân C614 có

A. 6 proton và 8 electron.                                

B. 6 proton và 8 neutron.

C. 6 proton và 14 electron.                              

D. 6 electron và 8 neutron.

Xem đáp án

Đáp án đúng là B

Trong hạt nhân C614 có Z = 6 proton và N = 14 – 6 = 8 neutron.

4. Tự luận
1 điểm

Hai hạt nhân có tỉ số số khối là 8 và 27. Tỉ số hai bán kính của chúng là:

A. 23                             

B. 827                           

C. 415                            

D. 49

Xem đáp án

Đáp án đúng là A

R=1,2.10-15A13R1R2=81/3271/3=23

5. Tự luận
1 điểm

Thể tích nhỏ nhất có thể có của các hạt nhân là

A. 1,72.10-30 m3.           

B. 7,23.10-15 m3                      

C. 1, 23.10-30 m3.           

D. 7,23.10-45 m3.

Xem đáp án

Đáp án đúng là D

Hạt nhân của đồng vị hydrogen có số khối nhỏ nhất A = 1, đó là hạt nhân có thể tích nhỏ nhất. Bán kính của nó là: R=1,2·10-15.A13m

Coi hạt nhân có dạng hình cầu thì thể tích của nó là:

V=43πR3=43π1,2.10-15.A133=43π.1,23.10-45m37,23.10-45m3

6. Tự luận
1 điểm

Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân là năng lượng liên kết

A. tính riêng cho hạt nhân so với hạt nhân khác.

B. tính cho một nucleon trong hạt nhân.

C. của hai nucleon khác loại trong hạt nhân.

D. của hai nucleon cùng loại trong hạt nhân.

Xem đáp án

Đáp án đúng là B

Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân là năng lượng liên kết tính cho một nucleon trong hạt nhân.

7. Tự luận
1 điểm

Phóng xạ là quá trình:

A. hạt nhân phóng ra ra các hạt a, b-, b+ khi bị bắn phá bằng các hạt nhân khác.

B. hạt nhân tự phát ra các hạt a, b-, b+ và không biến đổi gì.

C. hạt nhân tự phát ra các hạt a, b-, b+ và biến đổi thành một hạt nhân khác.

D. hạt nhân phát ra các bức xạ điện từ.

Xem đáp án

Đáp án đúng là C

Phóng xạ là quá trình tự phát, biến đổi thành hạt nhân khác đồng thời phát ra các tia phóng xạ.

8. Tự luận
1 điểm

Trong một phản ứng phóng xạ, khi có tia α thì cũng có thể có:

A. tia b-.                       

B. tia b+.                       

C. tia g (gamma).           

D. các tia g, b-, b+ .

Xem đáp án

Đáp án đúng là C

9. Tự luận
1 điểm

Khảo sát một bình ion hoá có cấu tạo là bình khí đơn phân tử và hai điện cực kim loại được đặt hiệu điện thế 2 kV. Khi khối khí này bị ion hoá nhờ tác dụng của tia phóng xạ thì sẽ có dòng điện chạy qua khối khí. Để đo dòng điện rất nhỏ này người ta dùng một ampe kế rất nhạy (Hình IV.1).

Khảo sát một bình ion hoá có cấu tạo là bình khí đơn phân tử và hai điện cực kim loại được đặt hiệu điện (ảnh 1)

a) Vẽ đồ thị biểu diễn độ phóng xạ mẫu 220Rn trong bình theo thời gian, biết rằng độ phóng xạ tài thời điểm ban đầu là H0.

b) Xác định chu kì bán rã của 220Rn.

c) Để dòng điện đủ lớn như trong thí nghiệm cần tối thiểu 1 mL lượng khí 220Rn ở điều kiện tiêu chuẩn. Hãy ước tính khối lượng tối thiểu của bình từ chất phóng xạ 228Th để duy trì độ phóng xạ không đổi của 220Rn trước khi làm thí nghiệm. Biết rằng:

228Th phân rã a với chu kì bán rã 1,9 năm thành 224Ra.

224Ra phân rã a với chu kì bán rã 3,6 ngày thành 220Rn.

Xem đáp án

a) Vì độ phóng xạ tỉ lệ với cường độ dòng điện nên đồ thị cũng đồng dạng với đồ thị cường độ dòng điện Hình IV.1G.

b) Dựa vào đồ thị ta thấy tại các thời điểm 55 s; 110 s;… thì thu được các giá trị cường độ dòng điện giảm còn một nửa. Suy ra T = 55 s.

c) 1 mL khí 220Rn muốn duy trì độ phóng xạ thì lượng 220Rn bị mất đi phải được bù trừ bằng lượng 220Rn trong phân rã 224Ra. Và lượng 224Ra phải được bù trừ bằng lượng 224Ra tạo ra trong phân rã của 228Th. Chính vì vậy, để duy trì ta cần phải có: HTh = HRa = HRn

1 mL khí ở điều kiện tiêu chuẩn có số mol là: n=V22,4=1.10-322,4=4,46.10-5 mol

Số hạt  220Rn là: NRn=4,46.10-5.6,02.1023=2,685.1019

HRn=λNRn=ln 2T.NRn=ln 255.2,685.1019=3,38.1017Ci=HThNTh=HThλTh=3,38.1017ln 21,9.365.86400=2,92.1025mTh=NThNA.A=2,92.10256,02.1023.228=11059g11kg

10. Tự luận
1 điểm

Hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân sau:

a) N714+H24eO817+?

b) B49e+H24eC612+?

c) C2964ue10+?                                             

d) H13H23+?

Xem đáp án

a) N714+H24eO817+H11

b) B49e+H24eC612+n01

c) C2964ue10+N2864i                             

d) H13H23+e-10

11. Tự luận
1 điểm

Cho các hạt nhân: A1327l;P82206b. Biết mAl = 26,98153 amu; mPb = 205,9745 amu; mp = 1,00728 amu; mn = 1,00866 amu; 1 amu = 931,5 MeV/c2.

a) Tính độ hụt khối của mỗi hạt nhân.

b) Tính năng lượng liên kết riêng của mỗi hạt nhân và cho biết hạt nhân nào bền vững hơn.

Xem đáp án

a) Độ hụt khối của hạt nhân Al

m=13mp+14mn-mAl=13·1,00728+14·1,00866-26,98153=0,23435amu

Độ hụt khối của hạt nhân Pb :

m=82mp+124mn-mPb=82·1,00728+124·1,00866-205,9745=1,6963amu

b) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Al: mAlc2AAl=0,23435.931,527=8,085075MeV

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Pb: mPb.c2APb=1,6963.931,5206=7,6704051MeV.

Al bền vững hơn hạt nhân Pb.

12. Tự luận
1 điểm

Một phòng thí nghiệm ban đầu mua về một mẫu phóng xạ nguyên chất có khối lượng m0. Chu kì bán rã của mẫu chất đó là 3 465 giây.

a) Tính hằng số phóng xạ của mẫu chất phóng xạ đó.

b) Sau bao lâu (tính từ lúc mua) thì 75% chất đó đã biến thành chất khác.

Xem đáp án

a) Hằng số phóng xạ: λ=ln 2T=2.10-4s-1

b) Khoảng thời gian để 75% chất đó đã biến thành chất khác (tức là số hạt nhân chưa phân rã còn lại là 25%N0):

Theo định luật phóng xạ: Nt=N02-tTNtN0=2-t3465=0,25t=6930s 

13. Tự luận
1 điểm

Một mẫu chất phóng xạ, có chu kì bán rã 2 ngày, gồm 6,4.1011 hạt nhân nguyên tử. Một mẫu chất phóng xạ khác, có chu kì bán rã 3 ngày, gồm 8.1010 hạt nhân nguyên tử. Sau bao nhiêu ngày số hạt nhân nguyên tử chưa phóng xạ của hai mẫu đó bằng nhau?

Xem đáp án

Tại thời điểm t, hai mẫu có số hạt nhân còn lại như nhau: N1=N2

N01·2-tT1=N02·2-tT22-tT1+tT2=N02N01=18t1T1-1T2=3t=31T1-1T2=18

Sau 18 ngày hai mẫu có số hạt nhân còn lại như nhau.

14. Tự luận
1 điểm

238U phân rã thành 206Pb với chu kì bán rã 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện chứa 46,97 mg 238U và 23,15 mg 206Pb. Giả sử khối đá khi mới hình thành không chứa nguyên tố chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 238U. Tuổi của khối đá đó hiện nay là bao nhiêu?

Xem đáp án

Số hạt nhân U đã bị phân rã bằng số hạt nhân Pb tạo thành:

N=mPbAPb.NA=23,15.10-3206.6,02.1023=6,76.1019 (hạt)

Số hạt nhân U còn lại là: N=mUAU·NA=46,97.10-3238.6,02.1023=11,9.1019 (hạt)

Tại thời điểm hiện phát hiện: NN=N01-2-tTN02-tT2t4,47.109-1=0,568t=2,9.109 năm.

15. Tự luận
1 điểm
Khi cây còn sống, tỉ lệ hai đồng vị 12C và 14C trong nó và trong khí quyển là như nhau. Khi chết, 14C có trong cây bị phân rã. Chu kì bán rã của 14C là 5 730 năm. So sánh sự phóng xạ b- của một mẫu gỗ cổ với một mẫu gỗ tương tự còn sống, cả hai cùng chứa một lượng 14C người ta thấy số hạt 14C có trong mẫu gỗ cổ ít hơn 3 lần so với mẫu gỗ tương đương còn đang sống. Xác định tuổi của mẫu gỗ cổ.
Xem đáp án

Cả hai có cùng lượng C612 nên lượng C614 ban đầu là như nhau.

Định luật phóng xạ: Nt=N0·2-tT2-tT=NtN0=13t=9081,8 năm

16. Tự luận
1 điểm

Tiêm 10 cm3 dung dịch chứa đồng vị phóng xạ 24Na với nồng độ 10-3 mol/L vào tĩnh mạch của người. Sau 6 giờ lấy 10 cm3 máu của người đó thì thấy có 1,5.10-8 mol 24Na trong đó. Tính thể tích V của máu có trong người. Cho chu kì bán rã của 24Na là 15 h.

Xem đáp án

Ta có: 10cm3 = 10-2L.

Với nồng độ 10-3mol/L, số mol24Na tiêm vào người là: n0 = 10-2.10-3 = 10-5 mol

Sau t = 6h, số mol có trong người là: n=n0e-λt.

Với T = 15h, cho ta: λ=0,693T=0,69315

Từ đó xác định được trong V lít máu của người có: n=10-5e-0,69315.6=0,75.10-5mol.

Trong V lít máu có 0,75.10-5mol24Na. Trong 10-2L có 1,5·10-8molN24a.

Vậy V=0,75·10-5·10-21,5·10-8=5L.

17. Tự luận
1 điểm

Giả sử quả bom nguyên tử thả xuống Hiroshima có chứa 100 kg quặng uranium trong đó U92235 chiếm 25%. Nếu trung bình mỗi phân hạch của U92235 giải phóng 200 MeV thì năng lượng giải phóng của vụ nổ tương đương bao nhiêu số điện? Lấy khối lượng 1 mol U92235 bằng 235 g.

Xem đáp án

Số hạt nhân nguyên tử có trong 100 kg quặng uranium:

N=100·25·6,023·1023100·0,235640,745·1023 hạt.

1 MeV = 1,6.10-13 J.

Năng lượng toả ra của vụ nổ: W=640,745·1023·200.1,6.10-13=2050,384·1012J.

Số số điện tương đương: n=2050,384·10123,6·1065,7.108kWh

18. Tự luận
1 điểm

Một nhà máy điện nguyên tử tiêu thụ trung bình 58,75 g U92235 mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là 25%; mỗi hạt nhân nguyên tử phân hạch giải phóng 200 MeV.

a) Hãy tính công suất phát điện của nhà máy.

b) Giả thiết sau mỗi phân hạch trung bình có 2,5 neutron được giải phóng thì sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là bao nhiêu?

Cho: NA = 6,023.1023 hạt/mol; 1 MeV = 1,6.10-13 J.

Xem đáp án

a) Năng lượng giải phóng do phân hạch của 58,75gU235 :

W=58,75·6.02·1023·200235=301,1·1023MeV=481,76·1010 J

Công suất điện của nhà máy: P=W.Ht=481,76·1010.25100·24·360013,94·106W=13,94MW.

b) Số neutron giải phóng do 58,75gU235

N1=58,75·6,023·1023·2,5235=3,76438.1023 hạt

Số neutron bị hấp thụ để 58,75gU235 phân hạch hết:

N2=58,75.6,023·1023235=1,5057·1023hạt

Số neutron thu được trong lò phản ứng: N=N1-N2=2,25862·1023 hạt.