Câu hỏi 1 :
Chọn phát biểu SAI về phản ứng hạt nhân thu năng lượng
- A
Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng lớn hơn so với trước phản ứng
- B
Tổng độ hụt khối của các hạt nhân sau phản ứng nhỏ hơn so với trước phản ứng
- C
Các hạt nhân sau phản ứng bền vững hơn so với trước phản ứng
- D
Không thể tự xảy ra và phải cung cấp năng lượng cho phản ứng
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Trong phản ứng hạt nhân thu năng lượng:
- Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng lớn hơn so với trước phản ứng
- Tổng độ hụt khối của các hạt nhân sau phản ứng nhỏ hơn so với trước phản ứng
- Các hạt nhân sau phản ứng kém bền vững hơn so với trước phản ứng
Phản ứng hạt nhân thu năng lượng không thể tự xảy ra và phải cung cấp năng lượng cho phản ứng.
Lời giải chi tiết:
Trong phản ứng thu năng lượng, các hạt nhân sau phản ứng kém bền vững hơn so với trước phản ứng
Câu hỏi 2 :
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
- A
Hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
- B
Hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y
- C
Năng lượng liên kết riêng của hai hạt bằng nhau
- D
Năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y
Đáp án: A
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức tính năng lượng liên kết
+ Vận dụng biểu thức tính năng lượng liên kết riêng
Lời giải chi tiết:
Ta có:
+ Hai hạt nhân có độ hụt khối bằng nhau => năng lượng liên kết của 2 hạt nhân bằng nhau và bằng\(\Delta m{c^2}\)
+ Mặt khác, ta có năng lượng liên kết riêng: \(\varepsilon = \frac{{{{\rm{W}}_{lk}}}}{A}\)
Theo đầu bài, ta có số nuclon của hạt nhân X lớn hơn số nuclon của hạt nhân Y => năng lượng liên kết riêng của hạt nhân X nhỏ hơn năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Y
=> Hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
Câu hỏi 3 :
Kí hiệu của một nguyên tử là \({}_Z^AX\)phát biểu nào sau đây sai:
- A
Z bằng số electron có trong nguyên tử.
- B
Z là số proton có trong hạt nhân.
- C
A là số nuclon có trong hạt nhân.
- D
A là số khối bằng tổng số proton và electron.
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
CTCT nguyên tử X: \(_Z^AX\)
- X: tên nguyên tử
- Z: số hiệu nguyên tử (là vị trí của hạt nhân trong bảng tuần hoàn hóa học)
- Số hạt proton = số hạt electron = số Z
- A: số khối = số proton + số nơtron
Câu hỏi 4 :
Bản chất lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân là:
- A
Lực tĩnh điện
- B
Lực hấp dẫn
- C
Lực điện từ
- D
Lực tương tác mạnh
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
Lực tương tác giữa các nuclon gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh)
Câu hỏi 5 :
Một vật có khối lượng nghỉ \(5kg\) chuyển động với tốc độ \(v = 0,6c\) ( với \(c = 3.10^8m/s\) là tốc độ ánh sáng trong chân không). Theo thuyết tương đối, động năng của vật bằng:
- A \(1,{125.10^{17}}J\)
- B \(12,{7.10^{17}}J\)
- C \({9.10^{16}}J\)
- D \(2,{25.10^{17}}J\)
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức anhxtanh \(m = \dfrac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\)
Lời giải chi tiết:
Khối lượng tương đối tính của vật là \(m = \dfrac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }} = \dfrac{5}{{\sqrt {1 - {{\left( {\dfrac{{0,6c}}{c}} \right)}^2}} }} = 6,25kg\)
Động năng của vật là \({W_d} = E - {E_0} = \left( {m - {m_0}} \right){c^2} = 1,25.{\left( {{{3.10}^8}} \right)^2} = 1,{125.10^{17}}J\)
Câu hỏi 6 :
Chọn phát biểu sai về các nguyên tử đồng vị:
- A
Có cùng vị trí trong bảng tuần hoàn.
- B
Có cùng tính chất vật lí.
- C
Có số proton trong hạt nhân như nhau.
- D
Có cùng kí hiệu hóa học.
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
Đồng vị (cùng vị trí) là các nguyên tử giống nhau về số Z khác nhau về số A
A - đúng vì có cùng Z mà Z lại là vị trí của các nguyên tử trong bảng tuần hoàn
B - sai vì các đồng vị khác nhau về số nơtron nên chúng có các tính chất vật lí khác nhau
C - đúng vì Z = số proton = số electron
D - đúng
Câu hỏi 7 :
Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi:
- A
proton, nơtron và electron
- B
nơtron và electron
- C
proton và nơtron
- D
proton và electron
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi proton và nơtron, hai loại hạt này có tên chung là nuclôn
Câu hỏi 8 :
Để so sánh độ bền vững của hai hạt nhân ta dựa vào
- A
năng lượng liên kết hạt nhân.
- B
độ hụt khối hạt nhân.
- C
năng lượng liên kết riêng hạt nhân.
- D
số khối của hạt nhân.
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
Để so sánh độ bền vững của hai hạt nhân ta dựa vào năng lượng liên kết riêng hạt nhân.
Câu hỏi 9 :
Bán kính của nguyên tử đồng có đồng vị \(_{29}^{64}Cu\)
- A
4,8.10-15 m
- B
9,6.10-15 m
- C
2,4.10-15 m
- D
3,6.10-15 m
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Sử dụng công thức tính bán kính nguyên tử: \(R = 1,{2.10^{ - 15}}\sqrt[3]{A}\)
Lời giải chi tiết:
Bán kính của nguyên tử đồng có đồng vị \(_{29}^{64}Cu\) là:
\(R = 1,{2.10^{ - 15}}\sqrt[3]{A} = 1,{2.10^{ - 15}}\sqrt[3]{{64}} = 4,{8.10^{ - 15}}m\)
Câu hỏi 10 :
Người ta dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân đứng yên, sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ γ. Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra bằng
- A
9,5 MeV
- B
8,7 MeV
- C
0,8 MeV
- D
7,9 MeV
Đáp án: A
Phương pháp giải:
+ Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối để viết phương trình phản ứng.
+ Áp dụng công thức tính năng lượng toả ra của phản ứng: \(\Delta E = \sum {{K_s} - \sum {{K_t}} } \)
(Kt, Ks lần lượt là động năng của những hạt trước phản ứng và sau phản ứng)
Lời giải chi tiết:
Phương trình phản ứng: \({}_1^1p + {}_3^7Li \to {}_2^4\alpha + {}_2^4\alpha \)
Năng lượng tỏa ra: \(\Delta E = {K_s} - {K_t} = \left( {{K_\alpha } + {K_\alpha }} \right) - \left( {{K_p} + {K_{Li}}} \right) = 2{K_\alpha } - 1,6 = 17,4MeV \to {K_\alpha } = 9,5MeV\)
Câu hỏi 11 :
Một hạt \(\alpha \) có động năng \(3,9{\rm{ }}MeV\) đến đập vào hạt nhân \(_{13}^{27}Al\) đứng yên gây nên phản ứng hạt nhân \(\alpha + _{13}^{27}Al \to n + _{15}^{30}P\). Tính tổng động năng của các hạt sau phản ứng. Cho \({m_\alpha } = {\rm{ }}4,0015u\); \({\rm{ }}{m_n} = {\rm{ }}1,0087u\); \({\rm{ }}{m_{Al}} = {\rm{ }}26,97345u\) ;\({\rm{ }}{m_p} = {\rm{ }}29,97005u\) ; \({\rm{ }}1u{c^2} = {\rm{ }}931{\rm{ }}MeV\)
- A
17,4 MeV
- B
0,54 MeV
- C
0,5 MeV
- D
0,36MeV
Đáp án: D
Phương pháp giải:
- Cách 1: Vận dụng biểu thức tính năng lượng: \(\Delta E = \left( {{m_\alpha } + {m_{Al}} - {m_n} - {m_p}} \right){c^2}\)
- Cách 2: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
\({{\rm{W}}_{{d_\alpha }}} + \left( {{m_\alpha } + {m_{Al}}} \right){c^2} = \left( {{m_n} + {m_p}} \right){c^2} + {{\rm{W}}_{{d_n}}} + {{\rm{W}}_{{d_p}}}\)
Lời giải chi tiết:
- Cách 1:
Ta có: \(\Delta E = \left( {{m_\alpha } + {m_{Al}} - {m_n} - {m_p}} \right){c^2} = - 3,5378(MeV)\)
\(\to {{\rm{W}}_d}_{_n} + {{\rm{W}}_{{d_P}}} = \Delta E + {{\rm{W}}_{{d_\alpha }}} = - 3,5378 + 3,9 = 0,3622{\rm{ }}MeV\)
- Cách 2:
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần, ta có:
\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_{{d_\alpha }}} + \left( {{m_\alpha } + {m_{Al}}} \right){c^2} = \left( {{m_n} + {m_p}} \right){c^2} + {{\rm{W}}_{{d_n}}} + {{\rm{W}}_{{d_p}}}\\ \to {{\rm{W}}_{{d_n}}} + {{\rm{W}}_{{d_p}}} = {{\rm{W}}_{{d_\alpha }}} + ({m_\alpha } + {m_{Al}} - {m_n} - {m_p}){c^2} = 3,9 - 3,5378 = 0,3622MeV\end{array}\)
Câu hỏi 12 :
Bắn hạt α vào hạt nhân \(_7^{14}N\) đứng yên, xảy ra phản ứng tạo thành một hạt nhân oxi và một hạt proton. Biết rằng hai hạt sinh ra có véctơ vận tốc như nhau, phản ứng thu năng lượng 1,21 MeV. Cho khối lượng của các hạt nhân thỏa mãn: \({m_O}{m_\alpha } = {\rm{ }}0,21{\left( {{m_O} + {m_P}} \right)^2}\) và \({m_p}{m_\alpha } = 0,012{\left( {{m_O} + {m_P}} \right)^2}\). Động năng của hạt Oxi là:
- A
1,555 MeV
- B
0,33 MeV
- C
0,019 MeV
- D
7,4 MeV
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
\(_7^{14}N + \alpha \to _8^{17}O + _1^1p\)
Ta có: \(\overrightarrow {{v_O}} = \overrightarrow {{v_p}} \)
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: \(\overrightarrow {{P_t}} = \overrightarrow {{P_s}} \leftrightarrow {m_\alpha }\overrightarrow {{v_\alpha }} = {m_O}\overrightarrow {{v_O}} + {m_p}\overrightarrow {{v_p}} \)
\(\begin{array}{l}\overrightarrow {{v_O}} = \overrightarrow {{v_p}} \to {m_\alpha }\overrightarrow {{v_\alpha }} = \left( {{m_O} + {m_p}} \right)\overrightarrow {{v_O}} \\ \to \overrightarrow {{v_O}} = \overrightarrow {{v_p}} = \dfrac{{{m_\alpha }\overrightarrow {{v_\alpha }} }}{{{m_O} + {m_p}}}\end{array}\)
\(\left\{ \begin{array}{l}{{\rm{W}}_O} = \dfrac{1}{2}{m_O}v_O^2\\{{\rm{W}}_p} = \dfrac{1}{2}{m_p}v_p^2\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{{\rm{W}}_O} = \dfrac{{{m_O}{m_\alpha }}}{{{{\left( {{m_O} + {m_p}} \right)}^2}}}{{\rm{W}}_\alpha }\\{{\rm{W}}_p} = \dfrac{{{m_p}{m_\alpha }}}{{{{\left( {{m_O} + {m_p}} \right)}^2}}}{{\rm{W}}_\alpha }\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{{\rm{W}}_O} = 0,21{{\rm{W}}_\alpha }\\{{\rm{W}}_p} = 0,012{W_\alpha }\end{array} \right.\)
Mặt khác,
\(\begin{array}{l}\Delta E + {{\rm{W}}_\alpha } = {{\rm{W}}_O} + {{\rm{W}}_p}\\ \to \Delta E = {{\rm{W}}_O} + {{\rm{W}}_p} - {{\rm{W}}_\alpha } \leftrightarrow - 1,21 = 0,21{{\rm{W}}_\alpha } + 0,012{{\rm{W}}_\alpha } - {{\rm{W}}_\alpha }\\ \to {{\rm{W}}_\alpha } = 1,555(MeV)\end{array}\)
=> Động năng của hạt Oxi là: \({{\rm{W}}_O} = 0,21{W_\alpha } = 0,21.1,555 \approx 0,33MeV\)