Bài ôn Tập Vật Lý 12: Vật Lý Hạt Nhân - Thư Viện Đề Thi

Có thể bạn quan tâm

Trang Chủ
Đăng ký
Đăng nhập
Upload
Liên hệ

Trang Chủ › Vật Lý›Vật Lý 12 Bài ôn Tập Vật lý 12: Vật lý hạt nhân doc

13 trang

phongnguyet00 Lượt xem

2468

1 Download Bạn đang xem tài liệu "Bài ôn Tập Vật lý 12: Vật lý hạt nhân", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

VẬT LÝ HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: * Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các proton mang điện tích nguyên tố dương, và các nơtron trung hòa điện, gọi chung là nuclon. Tổng số nuclon là số khối A. Điện tích hạt nhân Z là số proton trong hạt nhân. Kí hiệu hạt nhân: A = Z + N, trong đó N là số nơtron. * Trừ các đồng vị của Hidro và Heli, nói chung các hạt nhân của các nguyên tố khác đều có số proton nhỏ hơn hặc bằng số notron: Z ≤ N ≤ 1,5Z. Nếu số notron bằng số proton thì chỉ có thể phóng xạ β+ mà không thể phóng xạ β–. * Các nuclon liên kết với nhau bởi lực hạt nhân. Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn, mà là loại lực tương tác mạnh. Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10–15 m). * Bán kính hạt nhân phụ thuộc vào khối lượng một cách gần đúng là: r = ro.A1/3 (m). Trong đó ro = 1,2.10–15 (m). * Đồng vị: là các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhưng khác số nơtron N và số khối A. * Đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị , cụ thể là: 1u = 1,66055.10–27 kg. Khối lượng mỗi nuclon gần bằng 1u nếu không cần tính chính xác cao nhưng trong phản ứng hạt nhân khối lượng hạt nhân tính theo u không đúng bằng số khối của nó do có độ hụt khối. Đơn vị khối lượng còn có: MeV/c²; kg với mối quan hệ 1u = 931,5 MeV/c². 2. Hệ thức Anhxtanh * Hạt nhân có khối lượng nghỉ mo, chuyển động với vận tốc v, có năng lượng toàn phần tính theo công thức: E = moc² + K. * Một vật có khối mo ở trạng thái nghỉ, khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng vật sẽ tăng lên thành m = với γ = v/c. * Hệ thức Anhxtanh về năng lượng toàn phần: E = mc². Từ đó suy ra K = mc² – moc². * Hạt photon có khối lượng nghỉ bằng mo = 0 nhưng vẫn có khối lượng tương đối tính m và động lượng p: m = ε/c²; p = m.c = h/λ * Một hạt có khối lượng nghỉ mo chuyển động với vận tốc v thì sẽ có: Động lượng là p = m.v = ; vận tốc v = Năng lượng toàn phần E = c. Động năng chuyển động K = E – moc² = c. – moc².s Câu 1. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hạt nhân đồng vị? A. Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z nhưng khác về số A. B. Các hạt nhân đồng vị có cùng số A nhưng khác về số Z. C. Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron. D. Cả A, B, C đều đúng. Câu 2. Chọn câu đúng. A. Khối lượng của nguyên tử gần bằng khối lượng của hạt nhân. B. Bán kính của nguyên tử bằng bán kính hạt nhân. C. Điện tích của nguyên tử bằng điện tích của hạt nhân. D. Có hai loại nuclon và proton và electron. Câu 3. Chọn câu đúng. A. Trong ion đơn nguyên tử số proton bằng số electron. B. Trong hạt nhân số proton phải bằng số nơtron. C. Trong hạt nhân trừ của hidro và heli, số proton không nhiều hơn số nơtron. D. Lực hạt nhân có bán kính tác dụng bằng bán kính nguyên tử. Câu 4. Trong hạt nhân của đồng vị cacbon 14C có A. 14 proton và 6 nơtron. B. 6 proton và 14 nơtron. C. 6 proton và 14 nuclon. D. 8 proton và 14 nơtron. Câu 5. Nguyên tử của đồng vị phóng xạ có A. 92 nơtron; tổng số nơtron và electron bằng 235. B. 92 electron; tổng số proton và nơtron bằng 235. C. 92 nơtron; tổng số proton và electron bằng 235. D. 92 proton; tổng số nơtron và electron bằng 235. Câu 6. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ: A. Các proton B. Các nơtron C. Các electron D. Các nuclon Câu 7. Đơn vị chỉ khối lượng là A. MeV. B. MeV/c C. MeV/c² D. kg.m.s–1. Câu 8. Tính số nguyên tử trong 1 gam khí O2? Cho NA = 6,022.1023/mol. A. 376.1020 hạt B. 736.1030 hạt C. 637.1020 hạt D. 367.1020 hạt Câu 9. Một hạt có khối lượng nghỉ mo. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là A. K = 0,36moc² B. K = 1,25moc² C. K = 0,225moc² D. K = 0,25moc² Câu 10. Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ. Vận tốc của nó là: A. 0,866c B. 0,60c C. 0,80c D. 0,50c Câu 11. Theo thuyết tương đối, một electron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì electron này chuyển động với tốc độ bằng A. 2,41.108 m/s. B. 2,24.108 m/s. C. 1,67.108 m/s. D. 2,75.108 m/s. Câu 12. Một hạt đang chuyển động với tốc độ v = 0,8c thì có động năng là K = 1,2.1017 J. Khối lượng nghỉ của hạt đó là A. 2,37kg B. 3,20kg C. 2,67kg D. 2,00kg Câu 13. Trong ống Culitgio electron được tăng tốc bởi một điện trường rất mạnh va ngay trước khi đập vào đối anot nó có tốc độ 0,8c. Biết khối lượng ban đầu của electron là 0,511 MeV/c². Bước sóng ngắn nhất của tia X có thể phát ra là A. 3,64.10–12 μm B. 3,64.10–12 m C. 3,79.10–12 μm D. 3,79.1012 m PHÓNG XẠ – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân. Quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác đồng thời phát ra các tia phóng xạ gọi là sự phóng xạ. 1. Độ hụt khối, năng lượng liên kết hạt nhân Xét hạt nhân được tạo thành bởi Z proton và N notron. Gọi mo là tổng khối lượng các nuclon: mo = Z.mp + N.mn = Z.mp + (A – Z).mn và m là khối lượng hạt nhân X thì kối lượng các nucleon luôn lớn hơn khối lượng hạt nhân (mo > m). Khi đó Δm = mo – m gọi là độ hụt khối của hạt nhân. Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng tỏa ra khi các nuclon riêng rẽ liên kết thành hạt nhân hoặc là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ: ΔE = Δm.c² = (mo – m)c². Năng lượng liên kết riêng ε = ΔE/A. Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại. Thực tế các hạt nhân có số khối trong khoảng 50u đến 90u có năng lượng liên kết riêng lớn nhất. 2. Phản ứng hạt nhân – các định luật bảo toàn: a. Phương trình phản ứng: Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như: nơtron, proton, electrôn, poziton, photon, alpha. Trường hợp đặc biệt là sự phóng xạ. b. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: Bảo toàn số khối: A1 + A2 = A3 + A4. Bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4. Bảo toàn động lượng: Bảo toàn năng lượng toàn phần: K1 + K2 + ΔE = K3 + K4. ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân (ΔE > 0 tỏa năng lượng, ΔE < 0 thu năng lượng) ΔE = (m1 + m2 – m3 – m4)c² Phóng xạ hay phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật bảo toàn khối lượng. c. Năng lượng thu – tỏa của phản ứng hạt nhân: ΔE = (mo – m).c² Trong đó: mo là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng; m là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng. * Nếu ΔE > 0 phản ứng tỏa năng lượng ΔE dưới dạng động năng của các hạt X3, X4 hoặc photon γ. Trong phản ứng tỏa năng lượng các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn. * Nếu ΔE < 0 phản ứng thu năng lượng |ΔE| dưới dạng động năng của các hạt X1, X2 hoặc photon γ. Trong phản ứng thu năng lượng các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền hơn. Phóng xạ, phân hạnh, nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. d. Tính năng lượng thu, tỏa của phản ứng hạt nhân theo độ hụt khối và năng lượng liên kết Giả sử X1, X2, X3, X4 có: Năng lượng liên kết riêng tương ứng là ε1, ε2, ε3, ε4. Năng lượng liên kết tương ứng là ΔE1, ΔE2, ΔE3, ΔE4. Độ hụt khối tương ứng là Δm1, Δm2, Δm3, Δm4. Khi đó năng lượng của phản ứng hạt nhân: ΔE = A3ε3 +A4ε4 – A1ε1 – A2ε2 = ΔE3 + ΔE4 – ΔE1 – ΔE2 = (Δm3 + Δm4 – Δm1 – Δm2)c² e. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng để suy ra động năng: Mối quan hệ giữa động lượng p và động năng K của hạt nhân X là 2mK = p². Khi động lượng ban đầu bằng không và sinh ra hai hạt thì p1 = p2 suy ra Một hạt chất phóng xạ A đứng yên phân rã thành 2 hạt B và C. * Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: mBvB = mCvC tương đương 2mBKB = 2mCKC * Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần ta có: KB + KC = ΔE Từ đó suy ra f. Các hằng số thường dùng: Số Avôgađrô: NA = 6,022.1023 mol–1. Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u = 1,66055.10–27 kg = 931,5 MeV/c². Điện tích nguyên tố: |e| = 1,6.10–19 C Đơn vị năng lượng: 1eV = 1,6.10–19 J; 1MeV = 1,6.10–13 J Khối lượng của proton: mp = 1,0073u; Khối lượng của nơtron: mn = 1,0087u. Khối lượng của electron: me = 9,1.10–31kg = 0,000548u = 0,511 MeV/c². Khối lượng hạt α: mα = 4,0015u Câu 1. Chọn câu sai trong các câu sau đây? A. Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân ban đầu dẫn đến biến đổi thành các hạt khác. B. Định luật bảo toàn số nuclon là đúng với phản ứng hạt nhân. C. Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, các hạt nhân sinh ra kém bền vững hơn. D. Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết càng lớn. Câu 2. Phản ứng hạt nhân tuân theo các định luật bảo toàn nào? A. Bảo toàn điện tích, khối lượng, năng lượng. B. Bảo toàn điện tích, số khối, động lượng, năng lượng. C. Bảo toàn điện tích, khối lượng, động lượng, năng lượng. D. Bảo toàn điện tích, số khối, động lượng, cơ năng. Câu 3. Phát biểu nào sai khi nói về năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng? A. Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclon riêng. B. Năng lượng liên kết là đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của các hạt nhân. C. Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclon. D. Năng lượng liên kết có trị số bằng tích độ hụt khối của hạt nhân với bình phương vận tốc ánh sáng c². Câu 4. Hạt nhân nào bền vững nhất trong các hạt nhân của các nguyên tố sau? A. Fe B. Pb C. U D. K Câu 5. Chọn đáp án Sai. A. Tổng điện tích các hạt ở 2 vế của phương trình phản ứng hạt nhân bằng nhau. B. Trong phản ứng hạt nhân số nuclon được bảo toàn nên khối lượng hạt nhân cũng được bảo toàn. C. Phóng xạ là một phản ứng hạt nhân, chỉ làm thay đổi hạt nhân nguyên tử của nguyên tố phóng xạ. D. Sự phóng xạ là một hiện tượng xảy ra trong tự nhiên, không chịu tác động của điều kiện bên ngoài. Câu 6. Điểm giống nhau giữa sự phóng xạ và các phản ứng phân hạch là A. Đều là phản ứng tỏa năng lượng. B. Do các yếu tố bên ngoài chi phối. C. Các hạt nhân sinh ra giống nhau. D. Cả ba đặc điểm nêu trên. Câu 7. Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì A. Số nuclon càng nhỏ B. Năng lượng liên kết càng lớn. C. Năng lượng liên kết càng bé D. Số nuclon càng lớn. Câu 8. Hạt nhân poloni phân rã cho hạt nhân con là chì 206Pb. Đã có sự phóng xạ tia A. α B. β– C. β+ D. γ Câu 9. Trong phản ứng hạt nhân sau: , hạt nhân X là A. Nơtron B. electron C. hạt β+. D. hạt α. Câu 10. Hạt nhân phóng ra 3 hạt α và một hạt β– trong một chuỗi phóng xạ liên tiếp, thì hạt nhân tạo thành là A. B. C. D. Câu 11. Phản ứng nào sau đây không phải là phản ứng hạt nhân nhân tạo? A. B. C. D. Câu 12. Hạt nhân phóng xạ α cho hạt nhân con là A. B. C. D. Câu 13. Trong các phản ứng hạt nhân: và . Thì X và Y lần lượt là A. proton và β–. B. electron và C. proton và D. và proton Câu 14. Trong phản ứng hạt nhân: và . Thì X và Y lần lượt là: A. triti và deuteri B. α và triti C. triti và α D. proton và α. Câu 15. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Hệ số nhân nơtron s là số nơtron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch, gây được phân hạch tiếp theo. B. Hệ số nhân nguồn s > 1 thì hệ thống vượt hạn, phản ứng dây chuyền không kiểm soát được, xảy ra trong các vụ nổ bom nguyên tử. C. Hệ số nhân nguồn s = 1 thì hệ thống tới hạn, phản ứng dây chuyền kiểm soát được, xảy ra trong các nhà máy điện nguyên tử. D. Hệ số nhân nguồn s < 1 thì hệ thống dưới hạn, phản ứng dây chuyền xảy ra chậm. Câu 16. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. A. Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng tổng khối lượng các hạt sinh ra bé hơn so với các tổng khối lượng các hạt ban đầu. B. Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng các hạt sinh ra kém bền hơn so với các hạt ban đầu. C. Phản ứng phần hạch và phản ứng nhiệt hạch là các phán ứng hạt nhân tỏa năng lượng. D. Phóng xạ là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. Câu 17. Chọn phát biểu Sai. A. Một phản ứng phân hạch thường tỏa nhiều năng lượng hơn một phản ứng nhiệt hạch. B. Với cùng lượng chất tham gia phản ứng thì năng lượng nhiệt hạch tỏa ra ít năng lượng phân hạch. C. Phân hạch là phản ứng phân chia hạt nhân và có tính chất dây truyền. D. Nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hạt nhân trong điều kiện phải có nhiệt độ cực lớn. Câu 18. Áp dụng hệ thức Anhxtanh hãy tính năng lượng nghỉ của 1,0 kg chất bất kỳ và so sánh với năng suất tỏa nhiệt của xăng q = 45.106 J/kg. A. E = 9.10–16 J; E/q = 405.10–22 lần B. E = 9.1016 J; E/q = 2.109 lần C. E = 9.10–16 J; E/q = 405.1022 lần D. E = 3.1011 J; E/q = 6700 lần Câu 19. Công suất bức xạ của mặt trời là P = 3,9.1026 W. Mỗi năm 365 ngày, khối lượng mặt trời giảm đi một lượng là A. 1,37.1017 kg B. 0,434.1020 kg C. 1,37.1014 kg D. 0,434.1017 kg Câu 20. Cho biết khối lượng proton, notron, hạt nhân deuteri là mp = 1,00728u; mn = 1,00866u; mD = 2,0141u; lấy 1u = 931,5 MeV/c². Tìm năng lượng liên kết của hạt nhân . A. 1,7140 MeV B. 2,2356 MeV. C. 1,1714 MeV D. 3,7544 MeV. Câu 21. Cho khối lượng proton là mp = 1,0073u; khối lượng nơtron là mn = 1,0087u; khối lượng hạt α là mα = 4,0015u; 1u = 931,5MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của α là A. 28,41 MeV B. 7,103 MeV C. 3,721 MeV D. 0,326 MeV Câu 22. Hạt nhân hêli có năng lượng liên kết là 28,4 MeV; hạt nhân liti có năng lượng liên kết là 39,2 MeV; hạt nhân đơtêri có năng lượng liên kết là 2,24 MeV. Hăy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của ba hạt nhân này. A. liti, hêli, đơtêri. B. đơtêri, hêli, liti. C. hêli, liti, đơtêri. D. đơtêri, liti, hêli. Câu 23. Năng lượng liên kết của hạt nhân đơteri là 2,24 MeV và của α là 28,41 MeV. Nếu hai hạt nhân đơteri tổng hợp thành α thì năng lượng tỏa ra là A. 30,61 MeV B. 25,83 MeV C. 23,93 MeV D. 19,25 MeV Câu 24. Độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân deuteri; triti; α lần lượt là: ΔmD = 0,0024u; ΔmT = 0,0087u; Δmα = 0,0305u. Hãy cho biết phản ứng: tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? Cho 1u = 931 MeV/c². A. Thu năng lượng: 18,06 eV B. Tỏa năng lượng: 18,06 eV C. Thu năng lượng: 18,06 MeV D. Tỏa năng lượng: 18,06 MeV Câu 25. Hạt α có động năng ban đầu K đến đập vào hạt nhân nito đứng yên gây ra phản ứng hạt nhân: α + → p + X. Cho mα = 4,0015u; mp = 1,0073u; mN14 = 13,9992u; mX = 16,9947u; 1u = 931,5 MeV/c². Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? A. Thu 12,1 MeV B. Thu 1,21 MeV C. Tỏa 12,1 MeV D. Tỏa 1,21 MeV. Câu 26. Cho khối lượng các hạt nhân: mAl = 26,974u; mα = 4,0015u; mp = 29,970u; mn = 1,0087u và 1u = 931,5 MeV/c². Phản ứng: sẽ tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? A. tỏa năng lượng 2,98MeV. B. tỏa năng lượng 2,45MeV. C. thu năng lượng 2,98MeV. D. thu năng lượng 2,45MeV. Câu 27. Cho phản ứng hạt nhân sau: D + D → α + 3,25 MeV. Biết độ hụt khối của deuteri là ΔmD = 0,0024u và 1u = 931 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt α là A. 7,719 MeV B. 28,41 MeV C. 7,188 MeV D. 2,824 MeV Câu 28. Xét phản ứng bắn phá nhôm bằng hạt α: . Biết khối lượng các hạt là: mα = 4,0015u; mn = 1,0087u; mAl = 26,974u; mP = 29,97u. Tính động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng có thể xảy ra A. 0,298 MeV B. 0,928 MeV C. 2,980 MeV D. 29,802 MeV Câu 29. Chất phóng xạ 210Po phát ra tia α và biến đổi thành 206Pb. Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u. Năng lượng tỏa ra khi 10 gam Po phân rã hết là A. 2,288.1010 J. B. 2,479.1010 J. C. 2,789.1010 J. D. 2,848.1010 J. Câu 30. Hạt α có khối lượng 4,0015u. Tính năng lượng tỏa ra khi các nuclon tạo thành 1 mol Hêli. Cho 1u = 931,5 MeV/c², mp = 1,0073u; mn = 1,0087u; NA = 6,022.1023 mol–1. A. 17,1.1025 MeV B. 0,46.1025 MeV C. 1,71.1025 MeV D. 7,11.1025 MeV Câu 31. Tổng hợp hạt α từ phản ứng hạt nhân . Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là A. 1,3.1024 MeV. B. 2,6.1024 MeV. C. 5,2.1024 MeV. D. 2,4.1024 MeV. Câu 32. Hạt triti (T) và hạt đơtriti (D) tham gia phản ứng kết hợp tạo thành hạt nhân X và notron và tỏa năng lượng là 18,06 MeV. Biết năng lượng liên kết riêng của T, X lần lượt là 2,7 MeV và 7,1 MeV thì năng lượng liên kết riêng của hạt D là A. 4,12MeV B. 2,14MeV C. 1,12MeV D. 4,21MeV Câu 33. Một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu 235U trung bình trong mỗi phản ứng tỏa ra 200 MeV. Công suất nhà máy là 1000 MW, hiệu suất là 25%. Tính khối lượng nhiêu liệu đã làm giàu 235U đến 35% cần dùng trong một năm có 365 ngày? A. 5,4 tấn B. 4,8 tấn C. 4,4 tấn D. 5,8 tấn Câu 34. Hạt Đơteri đứng yên hấp thụ photon của bức xạ gamma có bước sóng λ = 4,7.10–13 m phân hủy thành nơtron và proton. Tính tổng động năng của các hạt được tạo thành. Cho khối lượng mp = 1,00728u, mn = 1,00866u, mD = 2,0141u. A. 2,263 MeV B. 2,643 MeV C. 0,389 MeV D. 0,929 MeV Câu 35. Chất phóng xạ 210Po phát ra tia α và biến đổi thành 206Pb. Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u. Coi hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và sự phân rã không có tia γ thì động năng của hạt α là A. 5,3MeV. B. 4,7MeV. C. 5,8MeV. D. 6,0MeV. Câu 36. Cho phản ứng hạt nhân xảy ra như sau: n + → T + α. Năng lượng tỏa ra từ phản ứng là Q = 4,8MeV. Giả sử động năng của các hạt ban đầu là không đáng kể. Động nặng của hạt α thu được sau phản ứng là A. Kα = 2,74 MeV B. Kα = 2,4 MeV C. Kα = 2,06 MeV D. Kα = 1,2 MeV. Câu 37. Dùng một hạt α có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân đang đứng yên gây ra phản ứng . Hạt proton bay ra theo phương vuông góc với phương bay của tới của hạt α. Cho khối lượng của các hạt nhân là mα = 4,0015u, mp = 1,0073u, mN = 13,9992u, mO = 16,9947u, cho 1u = 931,5 MeV/c². Động năng của hạt nhân oxi là A. 6,145 MeV B. 2,214 MeV C. 1,345 MeV D. 2,075 MeV. Câu 38. Hạt nhân urani 238U đứng yên, phân rã α và biến thành hạt nhân thôri 234Th. Động năng của hạt α bay ra chiếm khoảng bao nhiêu phần trăm năng lượng phân rã? A. 1,68%. B. 98,3%. C. 16,8%. D. 96,7%. Câu 39. Dưới tác dụng của bức xạ gamma (γ), hạt nhân của cacbon tách thành 3 hạt α. Tần số của tia γ là 4.1021 Hz. Các hạt nhân Hêli sinh ra có cùng động năng. Tính động năng của mỗi hạt hêli. Cho mC = 12,0000u. mHe = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c². A. 7,569.10–13 J B. 6,598.10–13 J C. 1,979.10–13 J D. 4,567.10–13 J Câu 40. Dùng hạt proton có động năng 5,48 MeV bắn phá vào hạt nhân đứng yên sinh ra hạt α và hạt X. Phản ứng không bức xạ γ. Biết động năng của hạt α là 6,66 MeV. Tính động năng của hạt X. Cho biết mp = 1,0073u, mNa = 22,98503u, mX = 19,9869u, mα = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c². A. 2,64MeV B. 4,68MeV C. 8,52MeV D. 3,43MeV Câu 41. Dùng hạt proton có động năng K1 bắn vào hạt nhân đứng yên gây ra phản ứng hạt nhân: . Phản ứng này tỏa ra năng lượng Q = 2,125MeV. Hạt nhân α và hạt Li bay ra với các động năng lần lượt bằng: K2 = 4MeV và K3 = 3,575MeV. Tính góc giữa các hướng chuyển động của hạt α và hạt p. Biết khối lượng các hạt nhân xấp xỉ bằng số khối của nó. Cho 1u = 931,5 MeV. A. 45°. B. 90°. C. 75°. D. 120°. Câu 42. Một hạt nhân Deuteri có động năng 4 MeV bắn vào hạt nhân 6Li đứng yên tạo ra phản ứng: . Biết rằng vận tốc của hai hạt được sinh ra hợp với nhau một góc 157°. Lấy tỉ số giữa hai khối lượng bằng tỉ số giữa hai số khối. Năng lượng tỏa ra của phản ứng là A. 22,4MeV B. 21,2MeV C. 24,3MeV D. 18,6MeV Câu 43. Cho hạt proton có động năng Kp = 1,8 MeV bắn phá hạt nhân đứng yên sinh ra hai hạt nhân X có cùng độ lớn vận tốc. Cho biết khối lượng các hạt: mp = 1,0073u, mX = 4,0015u, mLi = 7,0144u, u = 931 MeV/c². Độ lớn vận tốc của mỗi hạt sinh ra sau phản ứng là A. 6,96.107 m/s B. 8,75.106 m/s. C. 5,9.106 m/s D. 2,15.107 m/s Câu 44. Người ta dùng proton có động năng Kp = 5,45 MeV bắn phá vào hạt nhân 9Be đứng yên sinh ra hạt α và hạt nhân Li. Biết rằng hạt α sinh ra có động năng 4MeV và chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của proton ban đầu. Động năng của hạt nhân Li mới sinh ra là A. 3,575 MeV B. 3,375 MeV C. 6,775 MeV D. 4,565 MeV HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ 1. Hiện tượng phóng xạ: Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử của một số nguyên tố tự phóng ra các bức xạ rồi biến đổi thành hạt nhân nguyên tử của nguyên tố khác. Các đồng vị phóng xạ có sẵn trong tự nhiên gọi là đồng vị phóng xạ tự nhiên. Các đồng vị phóng xạ do con người tạo ra gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo. 2. Các loại tia phóng xạ a. Tia alpha (α): thực chất là hạt nhân nguyên tử – Bị lệch về phía bản (–) của tụ điện vì mang q = +2e. Phóng ra với vận tốc 107 m/s. Có khả năng ion hóa chất khí. Trong không khí đi được 8cm. b. Tia Bêta (β): Gồm β+ và β–. – β–: lệch về bản (+) của tụ điện, thực chất là chùm electron, có điện tích –e. Do sự biến đổi: n → p + e + ( là phản hạt notrino) – β+ lệch về phía (–) của tụ điện (lệch nhiều hơn so với tia α), β+ thực chất là electron dương hay pôzitrôn có điện tích +e. Do sự biến đổi: p → n + ν + β+ (ν là hạt notrino) – Phóng ra với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Ion hóa chất khí yếu hơn α. Khả năng đâm xuyên mạnh, đi được vài trăm mét trong không khí. c. Tia gammar (γ) – Có bản chất là sóng điện từ bước sóng rất ngắn (λ < 0,01 nm), là chùm photon năng lượng cao. Không bị lệch trong điện trường, từ trường. Khả năng đâm xuyên lớn, có thể đi qua lớp chì vài cm và rất nguy hiểm. Phóng xạ γ không làm biến đổi hạt nhân nhưng phóng xạ γ luôn đi kèm với các phóng xạ α, β. 3. Sự dịch chuyển của hạt nhân con so với hạt nhân mẹ: Phóng xạ α: So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn và có số khối giảm 4 đơn vị. Phóng xạ β–: So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối. Phóng xạ β+: So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối. Thực chất của phóng xạ β+ là một hạt proton biến thành một hạt nơtron, một hạt pôzitrôn và một hạt nơtrinô, bản chất của tia phóng xạ β+ là dòng hạt pôzitrôn (e+). Phóng xạ γ: Phóng xạ γ không có sự biến đổi hạt nhân nhưng phóng xạ γ thường đi kèm theo phóng xạ α và β. 4. Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ: Các đồng vị phóng xạ nhân tạo có nhiều ứng dụng trong Y học chẳng hạn như xạ trị... Người ta đưa các đồng vị khác nhau vào cơ thể để theo dõi sự xâm nhập và di chuyển của nguyên tố nhất định trong cơ thể người. Gọi là nguyên tử đánh dấu, qua đó có thể theo dõi được tình trạng bệnh lí. Trong ngành khảo cổ học, sử dụng phương pháp xác định tuổi theo lượng cacbon 14C để xác định niên đại của các cổ vật hữu cơ. Trong quân sự các chất phóng xạ được ứng dụng để tạo ra bom nguyên tử có tính hủy diệt lớn, trong công nghiệp ứng dụng sản xuất điện nguyên tử. 5. Định luật phóng xạ: Mỗi chất phóng xạ có một chu kì phân rã đặc trưng, đó là khoảng thời gian sau đó lượng chất phóng xạ giảm đi một nửa. Định luật phóng xạ có tính thống kê, nó chỉ đúng với lượng rất lớn số hạt chất phóng xạ. Với mỗi hạt nhân phóng xạ thì quá trình phân rã xảy ra ngẫu nhiên không biết trước tức là không thể áp dụng định luật cho một lượng không đáng kể chất phóng xạ vì không tạo được một độ phóng xạ ổn định. * Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: * Số nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con được tạo thành và tính theo: ΔN = No – N = No(1 – e–λt). * Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: * Khối lượng chất ban đầu mất đi sau thời gian t: Δm = mo – m = mo(1 – e–λt) * Khối lượng chất mới được tạo ra sau thời gian t: T là chu kỳ bán rã với λ = (ln 2)/T là hằng số phóng xạ. Còn A, A1 là số khối của chất phóng xạ ban đầu và của chất mới được tạo thành. λ và T đặc trưng cho chất phóng xạ, nó không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài mà chỉ phụ thuộc loại chất phóng xạ nhưng nếu dùng các bức xạ mạnh gamma hay tia X chiếu vào chất phóng xạ thì sự phóng xạ có thể thay đổi mà thường là làm tăng tốc độ phóng xạ. 6. Độ phóng xạ: H = λ.N là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, nó phụ thuộc vào cả loại chất phóng xạ (λ) và lượng chất phóng xạ (N), được đo bằng số phân rã trong một giây. Theo định luật phóng xạ ta có (Ho = λ.No là độ phóng xạ ban đầu). Becơren (Bq); 1Bq = 1 hạt/giây; 1Curi (Ci), 1Ci = 3,7.1010 Bq. * Lưu ý: Khi tính độ phóng xạ H, Ho (Bq) thì chu kỳ phóng xạ T phải đổi ra đơn vị giây. Với một chất phóng xạ có chu kì phân rã T rất lớn hơn so với thời gian phân rã Δt thì trong suốt thời gian Δt độ phóng xạ H được coi như không đổi. Câu 1. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về hiện tượng phóng xạ? A. Phóng xạ là quá trình hạt nhân tự phát ra tia phóng xạ và biến thành hạt nhân khác. B. Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân. C. Phóng xạ tuân theo định luật phóng xạ. D. Phóng xạ là một quá trình tuần hoàn có chu kì T gọi là chu kì bán rã. Câu 2. Muốn phát ra bức xạ, chất phóng xạ thiên nhiên cần phải được kích thích bởi: A. Nhiệt độ cao B. Tia tử ngoại C. Tia X D. Tất cả đều sai. Câu 3. Chọn câu sai. Tia γ có A. nguy hại cho cơ thể. B. năng lượng photon rất lớn. C. khả năng đâm xuyên mạnh. D. bước sóng lớn hơn tia X. Câu 4. Các cặp tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là A. tia α và tia β B. tia γ và tia β B. tia γ và tia X D. tia β và tia X Câu 5. Tia phóng xạ β– không có tính chất là A. Mang điện tích âm. B. Bị lệch về bản âm khi qua tụ điện. C. Bị lệch khi vào từ trường. D. Làm phát huỳnh quang một số chất. Câu 6. Chọn câu sai khi nói về tia γ. A. Không có điện tích. B. Có cùng bản chất với tia X. C. Có khả năng đâm xuyên rất lớn. D. Không mang năng lượng. Câu 7. Tính chất nào sau đây không phải là tính chất chung của các tia α, β, γ? A. Có khả năng ion hóa. B. Bị lệch trong điện trường. C. Có tác dụng lên phim ảnh. D. Có mang năng lượng. Câu 8. Điều nào sau đây là đúng khi nói về tia β+? A. Hạt β+ có cùng khối lượng với electron. B. Tia β+ có tầm bay ngắn hơn so với tia α. C. Tia β+ có khả năng đâm xuyên mạnh như tia Rơnghen. D. A, B và C đều đúng. Câu 9. Bức xạ nào sau đây có bước sóng nhỏ nhất? A. Tia hồng ngoại. B. Tia X. C. Tia tử ngoại. D. Tia γ. Câu 10. Tia nào sau đây không phải là tia phóng xạ? A. Tia β–. B. Tia β+. C. Tia X. D. Tia α. Câu 11. Điều nào sau đây là sai khi nói về tia alpha? A. Tia α thực chất là chùm hạt nhân nguyên tử hêli. B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia α bị lệch về phía bản âm của tụ điện. C. Tia α phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng. D. Khi đi trong không khí, tia α làm ion hóa không khí và mất dần năng lượng. Câu 12. Tia phóng xạ γ có cùng bản chất với A. Tia Rơnghen. B. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại. C. Ánh sáng nhìn thấy. D. Tất cả các tia trên. Câu 13. Thực chất của sự phóng xạ β– là do A. Sự biến đổi một proton thành một nơtron, một electron và một nơtrinô. B. Sự phát xạ nhiệt electron. C. Sự biến đổi một nơtron thành một proton, một electron và một nơtrinô. D. Sự bứt electron khỏi kim loại do tác dụng của ánh sáng. Câu 14. Ông bà Curi đã dùng hạt α bắn phá nhôm phản ứng tạo ra một hạt nhân X và một nơtron. Hạt nhân X tự động phóng xạ và biến thành hạt nhân 30Si. Có thể kết luận là A. X là , sau đó X phát ra tia β+. B. X là : sau đó X phát ra tia β–. C. X là : sau đó X phát ra tia β+. D. X là : sau đó X phát ra tia β–. Câu 15. Khi hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia α rồi một tia β– thì A. Số khối giảm 4, số proton giảm 2. B. Số khối giảm 4, số proton giảm 1. C. Số khối giảm 4, số proton tăng 1. D. Số khối giảm 2, số proton giảm 1. Câu 16. Khi phóng xạ α, hạt nhân nguyên tử sẽ thay đổi như thế nào? A. Số khối giảm 2, số proton giảm 2. B. Số khối giảm 2, số proton như cũ. C. Số khối giảm 4, số proton giảm 2. D. Số khối giảm 4, số proton như cũ. Câu 17. Chọn phát biểu đúng. A. Độ phóng xạ chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xạ. B. Độ phóng xạ càng lớn nếu khối lượng chất phóng xạ càng lớn. C. Có thể thay đổi độ phóng xạ bằng cách thay đổi yếu tố của môi trường ngoài. D. Chỉ có chu kì bán rã ảnh hường đến độ phóng xạ. Câu 18. Phát biểu nào sau đây về hiện tượng phóng xạ là đúng? A. Nhiệt độ càng cao thì sự phóng xạ xảy ra càng mạnh. B. Khi kích thích bởi tia X, tia γ, sự phóng xạ xảy ra càng nhanh. C. Các tia phóng xạ (α, β, γ) đều bị lệch trong điện trường và từ trường. D. Hiện tượng phóng xạ xảy ra còn phụ thuộc vào các tác động lí hóa bên ngoài. Câu 19. Độ phóng xạ của một chất tỷ lệ với A. số hạt đã bị phân rã. B. số hạt đã bị phân rã và thời gian phân rã. C. số hạt còn chưa bị phân rã. D. chu kì bán rã. Câu 20. Ban đầu có 5g radon là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã T = 3,8 ngày. Tính số nguyên tử còn lại sau thời gian 9,5 ngày. A. 23,9.1021 hạt B. 2,39.1021 hạt C. 3,29.1021 hạt D. 32,9.1021 hạt. Câu 21. Chất phóng xạ Coban 60Co dùng trong y tế có chu kì bán rã T = 5,33 năm và khối lượng nguyên tử là 58,9u. Ban đầu có 500g Co. Khối lượng Co còn lại sau 12 năm là A. 220g B. 105g C. 196g D. 136g Câu 22. Iốt là chất phóng xạ. Ban đầu có 200g chất này thì sau 24 ngày đêm, chỉ còn 25g. Chu kì bán rã là A. 6 ngày đêm B. 8 ngày đêm C. 12 ngày đêm D. 4 ngày đêm. Câu 23. Có 100g iôt phóng xạ. Biết chu kỳ bán rã của iôt phóng xạ trên là 8 ngày đêm. Tính khối lượng chất iôt còn lại sau 8 tuần lễ. A. 8,7 g B. 7,8 g C. 0,87 g D. 0,78 g Câu 24. Một chất phóng xạ sau 10 ngày đêm giảm đi 3/4 khối lượng đã có. Chu kỳ bán rã là A. 20 ngày B. 5 ngày C. 24 ngày D. 15 ngày Câu 25. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 7 ngày. Nếu lúc đầu có 800g chất ấy thì sau bao lâu còn lại 100g? A. 14ngày B. 21ngày C. 28ngày D. 56ngày Câu 26. Một nguồn phóng xạ nhân tạo vừa được tạo thành có chu kì bán rã là 1giờ có độ phóng xạ lớn hơn mức độ phóng xạ cho phép 16 lần. Sau bao lâu thì độ phóng xạ giảm đến độ an toàn? A. 2 giờ B. 4 giờ C. 6 giờ D. 8 giờ Câu 27. Một chất phông xạ có chu kì bán rã là 138 ngày đêm, khối lượng ban đầu là 200g. Sau 276 ngày đêm, khối lượng chất phóng xạ đã bị phân rã là A. 150 g B. 50 g C. 1,45 g D. 0,725 g Câu 28. Chất phóng xạ Pôlôni 210Po có chu kỳ bán rã T = 138 ngày. Hãy tính gần đúng khối lượng Po có độ phóng xạ 1 Ci. Sau 9 tháng thì độ phóng xạ của khối lượng Po này bằng bao nhiêu? (1,0 Ci = 3,7.1010 Bq). A. mo = 0,223mg; H = 0,25 Ci B. mo = 2,23mg; H = 1,25 Ci C. mo = 0,223mg; H = 1,25 Ci D. mo = 2,23mg; H = 0,25 Ci Câu 29. Một mẫu chất có độ phóng xạ ở thời điểm t1 là H1 = 105 Bq

Tài liệu đính kèm:

LTDH VAt Ly Hat Nhan.doc

Đề thi liên quan

Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học: 2015-2016 môn thi: Vật lí lớp 12 thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Lượt xem: 1134 Lượt tải: 2
Bài ôn Tập Vật lý 12: Bài tập trắc nghiệm về phần điện xoay chiều
Lượt xem: 3230 Lượt tải: 4
Đề thi học sinh giỏi môn: Vật lí - Khối: 12 (thời gian :150 phút )
Lượt xem: 5324 Lượt tải: 3
Phân tích toàn bộ kiến thức vật lý (luyện thi đại học )
Lượt xem: 1206 Lượt tải: 0
Đề ôn thi vật lý 12 - Mã đề : 937
Lượt xem: 1084 Lượt tải: 0
Đề thi thpt quốc gia môn thi: Vật lý thời gian làm bài : 90 phút
Lượt xem: 898 Lượt tải: 0
Đề thi khảo sát chất lượng lớp 12 môn: Vật lí (thời gian làm bài : 90 phút; 50 câu trắc nghiệm)
Lượt xem: 1042 Lượt tải: 0
Đề thi thử môn Vật lý đề 10 - Năm 2016
Lượt xem: 1234 Lượt tải: 0
Đề thi thử đại học năm 2012-2013 - đề 008 (thời gian: 90 phút)
Lượt xem: 930 Lượt tải: 0
Đề thi thử lần 3 năm 2016 môn: Vật lí thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian phát đề
Lượt xem: 1110 Lượt tải: 0