Đề cương ôn tập thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2021 - Chương VII: Vật lý hạt nhân - Trường THPT Thái Phiên

Nội dung text: Đề cương ôn tập thi THPT Quốc gia môn Vật lí năm 2021 - Chương VII: Vật lý hạt nhân - Trường THPT Thái Phiên

1. ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP THPT 2021 CHƯƠNG VII: VẬT LÝ HẠT NHÂN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử a) Cấu tạo hạt nhân: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn gồm : 27 + prôtôn (p) có mp = 1,67262.10 kg, điện tích: +e . 27 + nơtrôn (n) có mn =1,67493.10 kg, không mang điện tích. A b) Kí hiệu hạt nhân: Hạt nhân nguyên tử được kí hiệu là Z X + X: kí hiệu hóa học của nguyên tố. + Z: là số prôtôn hay là số hiệu nguyên tử, cũng chính là số thứ tự trong bảng HTTH. + A: gọi là số khối, là tổng số các nuclon trong hạt nhân (tổng số prôtôn và số nơtron trong hạt nhân). số nơtron N = A – Z. c) Kích thước hạt nhân: Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử khoảng 104  105 lần. + Nếu coi hạt nhân nguyên tử là một khối cầu bán kính R thì ta có sự phụ thuộc giữa R và số khối A là 1 R = 1,2.10 15.A 3 (m) d) Đồng vị: là những hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng khác số nơtron N, nên khác số khối A gọi là đồng vị. 1 2 2 3 3 Ví dụ: Hiđrô có 3 đồng vị: 1 H ; 1 H (Đơtêri: 1 D ); 1 H (Triti: 1 T ). 2. Khối lượng hạt nhân a) Đơn vị khối lượng hạt nhân - Khối lượng của hạt nhân rất lớn so với khối lượng của êlectron nên khối lượng nguyên tử tập trung gần như toàn bộ ở hạt nhân. - Trong vật lí hạt nhân nguyên tử người ta thường dùng đơn vị đo khối lượng là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. 12 Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị 6 C . 1 u = 1,66055.10-27 kg -4 me = 5,486.10 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00866 u; mHe = 4,00150 u b) Khối lượng và năng lượng - Hệ thức Anhxtanh: E mc2 Trong đó: m: là khối lượng của vật. 50c = 3.108 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không. Năng lượng tương ứng với khối lượng 1u (tính ra đơn vị eV): E = uc2 931,5 MeV 1 u 931,5 MeV/c2 MeV/c2 cũng được coi là một đơn vị đo khối lượng hạt nhân. - Theo lí thuyết Anhxtanh: một vật có khối lượng m0 ở trạng thái nghỉ, khi chuyển động với tốc độ v thì khối lượng sẽ tăng lên thành m m m 0 v2 1 c2 Với: m0 là khối lượng nghỉ; m: là khối lượng động. m c2 Khi đó: E mc2 0 gọi là năng lượng toàn phần. v2 1 c2 2 E E0 m m0 c chính là động năng của vật. II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Lực hạt nhân 1
2. Lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực hút, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn lại với nhau. Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích của nuclôn. So với lực tĩnh điện và lực hấp dẫn, lực hạt nhân có cường độ rất lớn (hay còn gọi là lực tương tác mạnh) và chỉ tác dụng khi hai nuclôn cách nhau một khoảng bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân (khoảng 10 15 m). 2. Độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân a) Độ hụt khối Độ hụt khối của một hạt nhân là hiệu số giữa tổng khối lượng của các nuclôn tạo nên hạt nhân và khối lượng của hạt nhân đó, kí hiệu là m . m Zmp A Z mn mX b) Năng lượng liên kết Năng lượng liên kết của một hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung cấp để tách các nuclôn, được đo bằng tích của độ hụt khối với thừa số c2. 2 2 Wlk Zmp A Z mn mX c m.c c) Năng lượng liên kết riêng Năng lượng liên kết riêng = Wlk/A Mức độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng, thường là những hạt nhân có: 50 < A < 95 nằm trong bảng tuần hoàn. 3. Phản ứng hạt nhân - Phản ứng hạt nhân là quá trình các hạt nhân có thể tương tác với nhau và biến đổi thành hạt nhân khác. A A1 A2 3 A4 Ví dụ: A B  Z C D Z1 Z2 3 Z4 - Phản ứng hạt nhân được chia làm 2 loại: phản ứng hạt nhân tự phát và phản ứng hạt nhân kích thích. + Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. Ví dụ: quá trình phóng xạ. + Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. Ví dụ: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch. a) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: + Định luật bảo toàn điện tích (hay nguyên tử số Z): Tổng điện tích của các hạt trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn điện tích, ta có: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Định luật bảo toàn số nuclôn (hay số khối A): Tổng số nuclôn của các hạt trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn số khối, ta có: A1 + A2 = A3 + A4 + Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần: Năng lượng toàn phần bao gồm năng lượng ở dạng thông thường (như động năng hay lượng tử năng lượng) và năng lượng nghỉ. Tổng năng lượng toàn phần của các hạt trước phản ứng và tổng năng lượng toàn phần của các hạt sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn năng lượng toàn phần, ta có: WđA + EA + WđB + EB = WđC + EC + WđD + ED 1 1 1 1 m v2 m c2 m v2 m c2 m v2 m c2 m v2 m c2 2 A A A 2 B B B 2 C C C 2 D D D + Định luật bảo toàn động lượng p mv Tổng véctơ động lượng của các hạt trước phản ứng bằng tổng véctơ động lượng của các hạt sau phản ứng. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn động lượng, ta có: p p p p A B C D   mA vA mB vB mC vC mD vD * Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân không có định luật bảo toàn khối lượng nghỉ. 2
3. b) Năng lượng phản ứng hạt nhân mt = mA + mB: là tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng. ms = mC + mD: là tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng. + Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng: Nếu mt ms thì phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra được xác định: 2 Wtỏa = (mt – ms)c > 0 + Phản ứng hạt nhân thu năng lượng: Nếu mt ms phản ứng không thể tự nó xảy ra. 2 2 Wthu = (mt – ms)c 0 Muốn cho phản ứng xảy ra thì phải cung cấp cho các hạt A và B một năng lượng dưới dạng động năng Wđ. Vì các hạt sinh ra có động năng nên năng lượng cung cấp cần phải thỏa mãn điều kiện: 2 W = (ms – mt)c + Wđ III. PHÓNG XẠ 1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo). Quá trình phân hủy này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân hủy gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân hủy là hạt nhân con. 2. Các dạng phóng xạ 4 7 a) Phóng xạ (anpha): là chùm các hạt nhân 2 He (Hêli) được phóng ra từ hạt nhân với tốc độ 2.10 m/s. Quãng đường đi được của tia trong không khí khoảng vài cm và trong vật rắn vài m. A A 4 4 Z X  Z 2 Y 2 He A A 4 Tổng quát: Z X  Z 2 Y b) Phóng xạ  (bêta): chia làm 2 loại: bêta trừ - và bêta cộng +. - - - 0 * Phóng xạ  : là quá trình phát ra tia  . Tia  là dòng các êlectron 1 e . A A  Tổng quát: Z X  Z 1 Y + + + 1 * Phóng xạ  : là quá trình phát ra tia  . Tia  là dòng các pôzitron 0 e . A A  Tổng quát: Z X  Z 1 Y c) Phóng xạ  (gamma): Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích và chuyển từ mức năng lượng ở trạng thái kích thích về mức năng lượng thấp hơn đồng thời phát ra phôtôn. Phóng xạ  là phóng xạ đi kèm theo các phóng xạ và . Không có biến đổi thành hạt nhân khác trong phóng xạ . 2. Định luật phóng xạ a) Đặc tính của quá trình phóng xạ - Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. - Có tính tự phát và không điều khiển được và không chịu tác động của các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất, - Là một quá trình ngẫu nhiên. b) Định luật phóng xạ t T t N N0 2 N0e t T t m m0 2 m0e Trong đó:N 0, m0: là số hạt nhân và khối lượng ở thời điểm t0. N, m: là số hạt nhân và khối lượng ở thời điểm t. c) Chu kì bán rã Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi đại lượng thời gian T gọi là chu kì bán rã. Cứ sau thời gian 1 chu kì thì một nửa số nguyên tử chất đó biến thành chất khác. T = ln2/ = 0,693/ 3. Đồng vị phóng xạ nhân tạo - Đồng vị: là các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng khác số nơtron nên khác số khối A, chúng ở cùng một vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn. 3
4. - Đồng vị bền: là đồng vị mà hạt nhân của nó không có một biến đổi tự phát nào trong suốt quá trình tồn tại. - Đồng vị phóng xạ: là đồng vị mà hạt nhân của nó có thể phát ra những tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân của nguyên tố khác. - Đồng vị phóng xạ nhân tạo: là đồng vị phóng xạ do con người tạo ra. - Ứng dụng của đồng vị phóng xạ: 32 - + Đồng vị 15 P là phóng xạ tia  dùng làm nguyên tố phóng xạ đánh dấu trong công nghiệp. 14 - + Đồng vị Cacbon 6 C phóng xạ tia  có chu kì bán rã 5600 năm được dùng để định tuổi các đồ vật, bằng cách đo độ phóng xạ của mẫu vật cổ và mẫu vật hiện nay (cùng chất, cùng khối lượng) rồi dùng định luật phóng xạ suy ra tuổi. IV. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 1. Phản ứng phân hạch là gì ? - Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn. * Đặc điểm của sự phân hạch: + Quá trình phân hạch không xảy ra trực tiếp mà trải qua trạng thái kích thích (nghĩa là để tạo nên phản ứng phân hạch của hạt nhân X phải truyền cho hạt nhân X một năng lượng đủ lớn gọi là năng lượng kích hoạt). n X  X*  Y Z kn + Mỗi phản ứng phân hạch sinh ra từ 2 đến 3 nơtron và tỏa ra một năng lượng khoảng 210 MeV. 2. Phản ứng phân hạch dây truyền: - Phản ứng phân hạch sinh ra một số nơtron thứ cấp. Sau mỗi lần phân hạch còn lại trung bình k nơtron. n X  X*  Y Z kn + Khi k 1, phản ứng phân hạch dây truyền tự duy trì và năng lượng phát ra tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ. Khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây truyền duy trì gọi là khối lượng tới hạn. Với 235 U khối lượng tới hạn vào cỡ 15 kg, với 239 Pu khối lượng tới hạn vào cỡ 5 kg. 3. Phản ứng phân hạch có điều kiên: - Phản ứng phân hạch có điều kiện được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, ứng với trường hợp k = 1. - Để đảm bảo cho k = 1, người ta dùng những thanh điều khiển có chứa Bo hay Cađimi để hấp thụ bớt nơtron. - Nhiên liệu phân hạch trong các lò phản ứng thường là 235 U và 239 Pu . V. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 1. Phản ứng nhiệt hạch là gì? - Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hay nhiều hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn. Thường chỉ xét hạt nhân có số khối A 10 . 2 3 4 1 Ví dụ: 1 H 1 H 2 He 0 n Phản ứng trên tỏa năng lượng: Wtỏa = 17,6 MeV/1hạt nhân. - Phản ứng nhiệt hạch được thực hiện ở nhiệt độ rất cao (hàng trăm triệu độ). 2. Năng lượng nhiệt hạch - Năng lượng nhiệt hạch là năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch gọi là năng lượng nhiệt hạch. B. BÀI TẬP MINH HỌA Câu 1: Phóng xạ là phản ứng hạt nhân A. thu năng lượng.B. tỏa năng lượng. C. không thu, không tỏa năng lượng.D. tỏa hay thu năng lượng là tùy trường hợp. Câu 2: Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch là A. động năng các nơtron phát ra.B. động năng các mảnh. C. năng lượng tỏa ra do phóng xạ các mảnh.D. năng lượng các phôtôn của tia γ. 4
5. 235 Câu 3: Trong sự phân hạch của hạt nhân 92U , gọi k là hệ số nhân nơtron. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Nếu k 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra. D. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ. Câu 4: Phản ứng nhiệt hạch là sự A. kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn ở nhiệt độ rất cao. B. kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ cao. C. phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự toả nhiệt. D. phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn. Câu 5: Cho phản ứng hạt nhân: A B + C. Biết ban đầu hạt nhân A đứng yên. Có thể kết luận về hướng và độ lớn vận tốc các hạt sau phản ứng là A. cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng. B. cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng. C. cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng. D. cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng. Câu 6: Phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật A. bảo toàn khối lượng tĩnh (nghỉ). B. bảo toàn điện tích. C. bảo toàn năng lượng toàn phần. D. bảo toàn động lượng. Câu 7: Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng A. số prôtôn.B. số nơtron. C. số nuclôn.D. khối lượng nguyên tử. 27 Câu 8: Số nuclon và số nơtron trong hạt nhân 13 Al lần lượt là A. 13; 27.B. 27; 13.C. 27; 14.D. 14; 27. Câu 9: Năng lượng liên kết riêng. A. giống nhau với mọi hạt nhân.B. lớn nhất với hạt nhân nhẹ. C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình.D. lớn nhất với các hạt nhân nặng. Câu 10: Bản chất lực tương tác giữa các nulôn trong hạt nhân là A. lực tĩnh điện.B. lực hấp dẫn. C. lực điện từ.D. lực tương tác mạnh. Câu 11: Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là A. 10-13 cm.B. 10 -8 cm.C. 10 -10 cm.D. vô hạn. 10 Câu 12: Hạt nhân 4 Be có khối lượng 10,0135 u. Khối lượng của nơtron mn = 1,0087 u, khối lượng của 2 10 prôtôn mP = 1,0073 u, 1 u = 931,5 MeV/c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 4 Be là A. 0,6321 MeV. B. 63,2152 MeV. C. 6,3249 MeV. D. 632,1531 MeV. 2 Câu 13: Tính năng lượng liên kết hạt nhân Đơtêri 1 D ? Cho mp = 1,0073 u, mn = 1,0087 u, mD = 2,0136 u; 1 u = 931,5 MeV/c2. A. 2,431 MeV. B. 1,122 MeV. C. 1,243 MeV. D. 2,236 MeV. 235 Câu 14: Năng lượng liên kết riêng của 92 U là 7,7 MeV thì khối lượng hạt nhân U235 là bao nhiêu? Biết m = 1,0073 u; m = 1,0087 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. p n A. 234,0015 u. B. 236,0912 u. C. 234,9731 u. D. 234,1197 u. 222 Câu 15: Radon 86 Rn là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,8 ngày. Một mẫu Rn có khối lượng 2mg sau 19 ngày còn lại bao nhiêu nguyên tử chưa phân rã A. 1,69.1017. B. 1,69.10 20. C. 0,847.1017. D. 0,847.10 20. Câu 16: Một chất phóng xạ ban đầu có N hạt nhân. Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu 0 chưa phân rã. Sau 1 năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ đó là A. N0/6 B. N0/16. C. N0/9. D. N0/4. Câu 17: Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1 s trong 1g Rađi 226 Ra . Cho biết chu kì bán rã của 226 Ra là 23 -1 1580 năm. Số Avôgađrô là NA = 6,02.10 mol . (1 năm có 365 ngày). A. 3,55.1010 hạt. B. 3,40.10 10 hạt. C. 3,75.10 10 hạt. D. 3,70.10 10 hạt. 5
6. 60 - Câu 18: Đồng vị phóng xạ Côban 27 Co phát ra tia  và α với chu kì bán rã T = 71,3 ngày. Trong 365 ngày, phần trăm chất Côban này phân rã bằng A. 97,12%. B. 80,09%. C. 31,17%. D. 65,94%. 210 206 210 Câu 19: Đồng vị phóng xạ 84 Po phân rã , biến đổi thành đồng vị bền 82 Pb . Chu kì bán rã của 84 Po 206 là 140 ngày. Sau thời gian 420 ngày (kể từ thời điểm bắt đầu khảo sát) người ta thu được 10,3 g 82 Pb . Tính khối lượng Po tại t = 0. A. 12 g. B. 13 g. C. 14 g. D. 15 g. Câu 20: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 360 giờ. Sau bao lâu thì khối lượng của nó chỉ còn 1/32 khối lượng ban đầu? A. 75 ngày. B. 11,25 giờ. C. 11,25 ngày. D. 480 ngày. Câu 21: Sau 3 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ còn lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó bằng A. 1 giờ. B. 1,5 giờ. C. 0,5 giờ. D. 2 giờ. Câu 22: Nhờ một máy đếm xung người ta có được thông tin sau về một chất phóng xạ X. Ban đầu, trong thời gian 2 phút có 3200 nguyên tử của chất X phóng xạ, nhưng 4 giờ sau (kể từ thời điểm ban đầu) thì trong 2 phút chỉ có 200 nguyên tử phóng xạ. Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ này. A. 1,5 giờ. B. 1 giờ. C. 2 giờ. D. 2,5 giờ. 27 30 Câu 23: Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng: α + →13 Al + n.15 PPhản ứng thu năng lượng Q = 2,7 MeV. Biết hai hạt sinh ra có cùng vận tốc. Tính động năng của hạt α. (coi khối lượng hạt nhân tính theo u bằng số khối của chúng). A. 1,3 MeV. B. 13 MeV. C. 3,1 MeV. D. 31 MeV. Câu 24: Người ta dùng hạt prôtôn có động năng W p = 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu được 2 hạt α có cùng động năng. Cho m p = 1,0073 u; mLi = 7,0144 u; mα = 4,0015 u ; 1 u = 931,5 MeV/c2, 1 u = 1,66055.10-27 kg. Tính động năng và vận tốc của mỗi hạt α tạo thành. A. 9,755 MeV; 3,2.107 m/s. B. 10,054 MeV; 2,2.107 m/s. C. 10,054 MeV; 3,2.107 m/s. D. 9,755 MeV; 2,2.10 7 m/s. Câu 25: Một nơtron có động năng Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản ứng: 1 6 4 0 n + 3 Li → X+ 2 He. Biết hai hạt sinh ra bay theo phương vuông góc với nhau. Động năng của hạt nhân X và hạt nhân He lần lượt là bao nhiêu? Cho mn = 1,00866 u; mx = 3,01600 u; mHe = 4,00160 u; mLi = 6,00808 u; 1 u = 931,5 MeV/c2. A. 0,1211 MeV và 0,1872 MeV. B. 0,0879 MeV và 0,2110 MeV. C. 0,1872 MeV và 0,1211 MeV. D. 0,2110 MeV và 0,0879 MeV. 234 230 Câu 26: Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân 92 U phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thôri 90Th . Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV, của 234U là 7,63 MeV, của 230Th là 7,7 MeV. A. 10,82 MeV. B. 13,98 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV. Câu 27: Hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân sau 10 8 a. 5 Bo + X → α + 4 Be 3 2 1 1 A. 1 T. B. 1 D. C. n. 0 D. p. 1 235 95 139 – b. n +92 U → 42 Mo + 57 La + 2X + 7β ; hạt X là A. êlectron. B. prôton. C. heli. D. nơtron. 24 – c. Hạt nhân 11 Na phân rã β và biến thành hạt nhân X. Số khối A và nguyên tử số Z của hạt X có giá trị A. A = 24; Z = 10. B. A = 23; Z = 12. C. A = 24; Z = 12. D. A = 24; Z = 11. d. U238 sau một loạt phóng xạ α và - biến thành chì. Phương trình phản ứng là 238 206 4 0 92 U → 82 Pb + x2 He + y 1 . y có giá trị là A. y = 4. B. y = 5. C. y = 6. D. y = 8. - 232 e. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ  thì hạt nhân 90Th biến đổi thành hạt nhân 208 82 Pb ? A. 4 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β–. B. 6 lần phóng xạ α; 8 lần phóng xạ β –. C. 8 lần phóng xạ; 6 lần phóng xạ β–. D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β –. f. Cho phản ứng hạt nhân: T + X → α + n. X là hạt nhân A. nơtron. B. prôtôn. C. triti. D. đơtơri. 6
7. 23 2 4 20 Câu 28: Thực hiện phản ứng hạt nhân sau: 11 Na + →1 D +2 He .1 0BiếtNe m Na = 22,9327 u; mHe = -13 4,0015 u; mNe = 19,9870 u; mD = 2,0136 u và 1 MeV = 1,6.10 J. Phản ứng trên toả hay thu một năng lượng bằng bao nhiêu? A. thu 1,4275.10-10 J. B. toả 1,4275.10-10 J. C. thu 14,275.10-10 J. D. toả 14,275.10-10 J. 235 Câu 29: Trong phản ứng phân hạch hạt nhân Urani 92 Unăng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 MeV. Tính năng lượng toả ra trong quá trình phân chia hạt nhân của 1 kg Urani trong lò 23 -1 -13 phản ứng. Biết: NA = 6,02.10 mol ; 1 MeV = 1,6.10 J. 12 13 12 13 A. 8,2.10 J. B. 8,2.10 J. C. 7,6.10 J. D. 7,6.10 J. 3 2 4 Câu 30: Cho phản ứng hạt nhân: 1T + 1 D 2 He + X + 17,6 MeV. Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2 g Hêli. A. 52,976.1023 MeV. B. 5,2976.10 23 MeV. C. 2,012.1023 MeV. D. 2,012.1024 MeV. TRÍCH ĐỀ THI THPT CÁC NĂM Đề thi THPT QG 2016 2 2 4 Câu 1(QG 2016): Cho phản ứng hạt nhân: 1H 1H 2 He . Đây là A. phản ứng phân hạch. B. phản ứng thu năng lượng. C. phản ứng nhiệt hạch. D. hiện tượng phóng xạ hạt nhân. 14 Câu 2(QG 2016): Khi bắn phá hạt nhân 7 N bằng hạt α, người ta thu được một hạt prôton và một hạt 12 17 16 14 nhân X. Hạt nhân X là A. 6 C . B. 8 O . C. 8 O. D.6 C. 23 Câu 3(QG 2016): Số nuclôn trong hạt nhân 11 Na là A. 34. B. 12. C. 11. D. 23. 7 Câu 4(QG 2016): Người ta dùng hạt prôtôn có động năng 1,6MeV bắn vào hạt nhân 3 Li 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 17,4MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra bằng A. 7,9MeV. B. 9,5MeV. C. 8,7MeV. D. 0,8MeV. Câu 5(QG 2016): Giả sử ở một ngôi sao, sau khi chuyển hóa toàn bộ hạt nhân hiđrô thành hạt nhân 4 4 32 4 2 He thì ngôi sao lúc này chỉ có 2 He với khối lượng 4,6.10 kg. Tiếp theo đó, 2 He chuyển hóa thành hạt 12 4 4 4 12 nhân 6 C thông qua quá trình tổng hợp 2 He +2 He +2 He → 6 C + 7,27MeV. Coi toàn bộ năng lượng tỏa ra từ quá trình tổng hợp này đều được phát ra với công suất trung bình là 5,3.10 30W. Cho biết 1 năm 4 23 -1 bằng 365,25 ngày, khối lượng mol của 2 He là 4 g/mol, số A-vô-ga-đrô N A = 6,02.10 mol , 1 eV = -19 4 12 1,6.10 J. Thời gian để chuyển hóa hết ở2 Hngôie sao này thành vào6 C khoảng A. 481,5 triệu năm. B. 481,5 nghìn năm. C. 160,5 nghìn năm. D. 160,5 triệu năm. Câu 6(QG 2016): Đại lượng nào sau đây đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân? A. Năng lượng nghỉ. B. Độ hụt khối. C. Năng lượng liên kết. D. Năng lượng liên kết riêng. Đề thi THPT QG 2017 Câu 7 (QG 2017): Theo thuyết tương đối, một hạt có khối lượng m thì có năng lượng toàn phần là E. Biết c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Hệ thức đúng là 1 1 A. E = mc.B. E = mc.C. E = mc 2.D. E = mc 2. 2 2 Câu 8 (QG 2017): Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân là A. năng lượng liên kết. B. năng lượng liên kết riêng. C. điện tích hạt nhân. D. khối lượng hạt nhân. 17 Câu 9 (QG 2017): Hạt nhân 8 O có khối lượng 16,9947u. Biết khối lượng của prôtôn và notron lần lượt 17 là 1,0073 u và 1,0087 u. Độ hụt khối của 8 O là A. 0,1294 u.B. 0,1532 u.C. 0,1420 u.D. 0,1406 u. Câu 10 (QG 2017): Một chất phóng xạ α có chu kì bán rã T. Khảo sát một mẫu chất phóng xạ này ta thấy: ở lần đo thứ nhất, trong 1 phút mẫu chất phóng xạ này phát ra 8n hạt α. Sau 414 ngày kể từ lần đo thứ nhất, trong 1 phút mẫu chất phóng xạ chỉ phát ra n hạt α. Giá trị của T là A. 3,8 ngày.B. 138 ngày.C. 12,3 ngày.D. 0,18 ngày. 7
8. 235 Câu 11 (QG 2017): Cho rằng khi một hạt nhân urani 92 U phân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 23 -1 235 200 MeV. Lấy NA = 6,023.10 mol , khối lượng mol của urani 92 U là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra 235 khi phân hạch hết 1 kg urani 92 U là A. 5,12.1026 MeV.B. 51,2.10 26 MeV.C. 2,56.10 15 MeV.D. 2,56.10 16 MeV. Câu 12 (QG 2017): Lực hạt nhân còn được gọi là A. lực hấp dẫn.B. lực tương tác mạnh.C. lực tĩnh điện.D. lực tương tác điện từ. 14 Câu 13 (QG 2017): Số nuclôn có trong hạt nhân 6 C là A. 8.B. 20. C. 6.D. 14. 235 Câu 14 (QG 2017): Hạt nhân 92 U có năng lượng liên kết 1784 MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là A. 5,46 MeV/nuelôn.B. 12,48 MeV/nuelôn.C. 19,39 MeV/nuclôn.D. 7,59 MeV/nuclôn. 210 Câu 15 (QG 2017): Chất phóng xạ pôlôni 84 Po phát ra tia α và biến đổi thành chì. Cho chu kì bán rã cùa pôlôni là 138 ngày. Ban đầu có một mẫu pôlôni nguyên chất, sau khoảng thời gian t thì tỉ số giữa khối lượng chì sinh ra và khối lượng pôlôni còn lại trong mẫu là 0,6. Coi khối lượng nguyên từ bằng số khối của hạt nhân của nguyên tử đó tính theo đơn vị u. Giá trị của t là A. 95 ngày.B. 105 ngày.C. 83 ngày.D. 33 ngày. Đề thi THPT QG 2018 Câu 16 (QG 2018): Gọi c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Theo thuyết tương đối, một hạt có khối lượng động (khối lượng tương đối tính) là m thì nó có năng lượng toàn phần là A. 2mc. B. mc2 C. 2mc2 D. mc. 235 238 4 239 Câu 17 (QG 2018): Cho các hạt nhân: 92 U; 92 U; 2He và 94 Pu Hạt nhân không thể phân hạch là 238 239 4 235 A. 92 U B. 94 Pu C. 2He D. 92 U 7 Câu 18 (QG 2018): Hạt nhân 3Li có khối lượng 7,0144 u. Cho khối lượng của prôtôn và nơtron lần lượt 7 là 1,0073 u và 1,0087 u. Độ hụt khối của hạt nhân 3Li là A. 0,0401 u. B. 0,0457 u. C. 0,0359 u. D. 0,0423 u. 14 Câu 19 (QG 2018): Dùng hạt α có động năng 5,00 MeV bắn vào hạt nhân 7 N đứng yên gây ra phản 4 14 1 ứng: 2He + 7 N→ 1H + X. Phản ứng này thu năng lượng 1,21 MeV và không kèm theo bức xạ gamma. Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với hướng chuyển động của hạt α một góc lớn nhất thì động năng của hạt X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,62 MeV. B. 0,92 MeV. C. 0,82 MeV. D. 0,72 MeV. 210 206 Câu 20 (QG 2018): Chất phóng xạ pôlôni 84 Po phát ra tia α và biến đổi thành chì 82 Pb. Gọi chu kì 210 bán rã của pôlôni là T. Ban đầu (t = 0) có một mẫu 84 Po nguyên chất. Trong khoảng thời gian từ t = 0 210 đến t = 2T, có 63 mg 84 Po trong mẫu bị phân rã. Lấy khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị u bằng số 206 khối của hạt nhân của nguyên tử đó. Trong khoảng thời gian từ t = 2T đến t = 3T, lượng 82 Pb được tạo thành trong mẫu có khối lượng là A. 72,1 mg. B. 5,25 mg. C. 73,5 mg. D. 10,3 mg. Đề thi THPT QG 2019 12 C 239 C 7 C 14 C Câu 21: Hạt nhân nào sau đây có thể phân hạchA. 6 B. 94 C. 3 D. 7 A Câu 22: Số protôn có trong hạt nhân Z X A. Z B. A C. A+Z D. A-Z 9 Câu 23: Hạt nhân 4 Be có độ hụt khối là 0,0627u. Cho khối lượng của proton và notron lần lượt là 9 1,0073u và 1,0087u. Khối lượng của hạt nhân 4 Be là A. 9,0068u B. 9,0020u C. 9,0100u D. 9,0086u Câu 24: Chất phóng xạ X có chu kỳ bán rã là T. Ban đầu có một mẫu X nguyên chất với khối lượng 4g. Sau khoảng thời gian 2T, khối lượng chất X trong mẫu đã bị phân rã là A. 1g B. 3g C. 2g D. 0,25g 14 4 14 1 Câu 25: Dùng hạt α có động năng K bắn vào hạt 7 N đứng yên gây ra phản ứng 2 He 7 N X 1 H phản ứng này thu năng lượng 1,21MeV và không kèm theo bức xạ gamma. Lấy khối lượng các hạt nhân 1 tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Hạt nhân X và hạt nhân 1 H bay ra theo các hướng hợp với 1 hướng chuyển động của hạt α các góc lần lượt là 23° và 67°. Động năng của hạt nhân 1 H là A. 1,75MeV B. 1,27MeV C. 0,775MeV D. 3,89MeV 1 235 54 140 1 Câu 26: Cho phản ứng hạt nhân: 0 n 92 U 38 Sr+54 Xe+20n . Đây là 8
9. A.phản ứng nhiệt hạchB.phản ứng phân hạch C.quá trình phóng xạ D.phản ứng hạt nhân thu năng lượng. ĐỀ THPT NĂM 2020 206 Câu 27: Số prôtôn có trong hạt nhân là82 Pb A. 288 B. 82 C.206 D.124 Câu 28: Xét nguyên tử hidro theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính các quỹ đạo dừng: K, L, M, N, O, của electron tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiêp. Quỹ đạo dừng K có bán kính r 0 ( bán kính Bo). Quỹ đạo dừng O có bán kính A. 4r0 B. 25r0 C. 9r0 D. 16r0 Câu 29: Khi nói về các tia phóng xạ, phát biểu nào sau đây sai? 1 + A. Tia  là dòng các hạt nhân 1 H B. Tia  là dòng các pôzitron - 4 B. Tia  là dòng các electron D. Tia là dòng các hạt nhân 2 He 6 Câu 30: Hạt nhân 3cóL ikhối lượng 6,0135 u. Cho khối lượng của proton và notron lần lượt là 1,0073 2 6 u; 1,0087u ; Lấy l u = 931,5 MeV/c . Năng lượng liên kết của hạt nhân 3 Li là A. 32,1 MeV B. 10,7 MeV C. 5,4 MeV D. 96,4 MeV 9