Chuyên Đề Hạt Nhân Vật Lí 12 Mức Vận Dụng

Chuyên đề Hạt nhân Vật lí 12 mức vận dụng có lời giải chi tiết rất hay. Các bạn tham khảo và ôn tập để chuẩn bị cho kỳ thi tốt nghiệp sắp đến.

165 83 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Chủ đề: Chương 7: Hạt nhân nguyên tử

Môn: Vật Lí 12

Thông tin:

18 trang 9 tháng trước

Tác giả:

Profile Hải Yến
Trang 1
CHUYÊN ĐỀ ÔN TÂP MỨC ĐỘ 3 CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHÂN
1. Cấu tạo hạt nhân
Câu 1. Biết số Avôgađrô N
A
= 6,02.10
23
hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số
prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam
27
13
Al
là
A. 6,826.10
22
B. 8,826.10
22
C. 9,826.10
22
D. 7,826.10
22
Câu 2. Biết số Avôgađrô là 6,02.10
23
/mol, khối lượng mol của urani U238 là 238 g/mol. Số nơtrôn
trong 119 gam urani U238 là
A. 8,8.10
25
B. 1,2.10
25
C. 4,4.10
25
D. 2,2.10
25
Câu 3. Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm
99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng nguyên tử
234,0409u (chiếm 0,01%). Tính khối lượng trung bình.
A. 238,0887u B. 238,0587u C. 237,0287u D. 238,0287u
Câu 4. Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là 14,0067u gồm 2 đồng vị là N14 và N15 có khối lượng
nguyên tử lần lượt là 14,00307u và 15,00011u. Phần trăm của N15 trong nitơ tự nhiên:
A. 0,36% B. 0,59% C. 0,43% D. 0,68 %
2. Thuyết tương đối
Câu 5. Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng Mặt Trời giảm một lượng 3,744.10
14
kg.
Biết vận tốc ánh sáng trong chân không là 3.10
8
m/s. Công suất bức xạ (phát xạ) trung bình của Mặt Trời
bằng
A. 6,9.10
15
MW. B. 3,9.10
20
MW. C. 4,9.10
40
MW. D. 5,9.10
10
MW.
Câu 6. Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P= 3,9.10
26
W.Phản ứng hạt nhân tronglòng Mặt
Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày)là1,945.10
19
kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng
A.
19
1,958.10 kg.
B.
19
0,9725.10 kg.
C.
19
3,89.10 kg.
D.
19
1,945.10 kg.
Câu 7. Khối lượng của electron chuyên động bằng hai lần khối lượng nghỉ của nó. Tìm tốc độ chuyển
động của electron. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.10
8
(m/s).
A. 0.4.10
8
m/s B. 2,59.10
8
m/s C. 1,2.10
8
m/s D. 2,985.10
8
m/s
Câu 8. Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô có năng lượng nghỉ
0
E
và có vận
tốc bằng
12
13
c
thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng
A.
0
2,6E
B.
C.
0
25
13
E
D.
0
2,4E
Câu 9. Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì
êlectron này chuyển động với tốc độ bằng
A. 2,41.10
8
m/s. B. 2,75.10
8
m/s. C. 1,67.10
8
m/s. D. 2,24.10
8
m/s.
Câu 10. Vận tốc của 1 êlectron tăng tốc qua hiệu điện thế 10
5
V là
A. 0,4.10
8
m/s. B. 0,8.10
8
m/s. C. 1,2.10
8
m/s. D. 1,6.10
8
m/s.
3. Độ hụt khối và năng lượng liên kết
Câu 11. Tính năng lượng liên kết của
12
6
C
. Cho biết khối lượng của
12
6
C
là 11174,934 MeV/c²; nơtron tự
do là 939,6 MeV/c², của proton tự do là 938,3 MeV/c², và của electron là 0,511 MeV/c². Cho biết l u =
93l,5 MeV/c².
A. 92,47 MeV. B. 62,4 McV. C. 65,5 MeV. D. 86,48 MeV.
Câu 12. Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân đơtêri
2
1
D
lần lượt là 1,0073 u;; 1,0087 u và
2,0136 u. Biết
2
1 931,5MeV / cu =
. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơêri
2
1
D
là
A.
4,48MeV / nuclôn
B. 3,06 MeV/nuclôn C.
n1,12MeV / uclôn
D.
2,24MeV /
nuclôn
Câu 13. (ĐH − 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron;
40
18
Ar
;
6
3
Li
lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u;
39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c
2
. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng
lượng hên kết riêng của hạt nhân Ar
Trang 2
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV. B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV. D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Câu 14. Cho năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
56
26
Fe
là 8, 8 MeV. Biết khối lượng của hạt prôtôn và
nơtrôn lần lượt là m
p
= 1,007276 u và m
n
= 1,008665 u, trong đó l u = 931,5 MeV/c²
Khối lượng hạt nhân
56
26
Fe
là
A. 55,9200 u. B. 56,0143 u C. 55,9921u. D. 56,3810u.
Câu 15. Hạt nhân
4
2
He có năng lượng liên kết là
28,4MeV
, hạt nhân
6
3
Li
có năng lượng liên kết là 39,2
MeV, hạt nhân
2
1
D
có năng lượng liên kết là
2,24MeV
. Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững
của ba hạt nhân này.
A.
4 6 2
2 3 1
DHe, Li,
B.
2 4 6
1 2 3
D, He, Li
. C.
4 2 6
2 1 3
He, D, Li
. D.
2 6 4
1 3 2
D, Li, He
.
4. Phản ứng hạt nhân
Câu 16. Trong phản ứng hạt nhân
6 7 1
3 4 0
,Li X Be n X+ → +
là
A.
2
1
H
B.
0
1
e
−
C.
0
1
e
D.
4
2
He
Câu 17. Cho hạt prôtôn bắn vào các hạt nhân
9
4
Be
đang đứng yên, người ta thấy các hạt tạo thành gồm
4
2
He
và hạt nhân X. Hạt nhân X có cấu tạo gồm
A. 3 prôtôn và 3 nơtrôn B. 3 prôtôn và 6 nơtrôn C. 2 prôtôn và 2 nơtrôn D. 2 prôtôn và 3 nơtrôn
Câu 18. Trong phản ứng phân rã phóng xạ
14 14
67
C N + X,→
hạt X chính là tia phóng xạ
A.
β.
−
B.
α.
C.
+
β.
D.
1
1
H.
Câu 19. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β
-
thì hạt nhân
232
90
Th
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 α; 6 lần phóng xạ β
-
. D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β
-
.
Câu 20. Cho phản ứng hạt nhân
9 12
46
Be C n+ ⎯⎯→ +
, trong đó khối lượng các hạt tham gia và tạo thành
trong phản ứng là
Be C n
m 4,0015u;m 9,0122u;m 12,0000u;m 1,0087u
= = = =
và
2
1u 931,5MeV / c=
.
Phản ứng hạt nhân này
A. thu vào 4,66 MeV. B. tỏa ra 4,66 MeV. C. thu vào 6,46 MeV. D. tỏa ra 6,46 MeV.
Câu 21. Cho phản ứng nhiệt hạch
2 2 3 1
1 1 2 0
H H He n+ → +
. Biết khối lượng nguyên tử của
2 3 1
1 2 0
H, He, n
lần
lượt là 2,0135 u; 3,0149 u; 1,0087 u và
2
1 931,5MeV /uc=
. Năng lượng tỏa ra của phán ứng là
A.
6,34MeV
B.
1,59MeV
C.
4,76MeV
D.
3,17MeV
Câu 22. (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân:
4
32
11
2
T D He X+ ⎯⎯→ +
. Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt
nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và lu = 931,5 MeV/c
2
. Năng lượng
tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng
A. 15,017 MeV B. 200,025 MeV C. 17,498 MeV D. 21,076 MeV
Câu 23. Một phản ứng hạt nhân có phương trình là
37 37
17 18
Cl Arpn+ → +
. Cho biết độ hụt khối của hạt
nhân
37
17
Cl
và hạt
37
18
Ar
lần lượt là
0,3415u
và
0,3398u
. Lấy
2
u 931,5MeV / cl =
. Phản úng này
A. tỏa
1,58MeV
. B. thu
1,02MeV
. C. thu
1,58MeV
. D. tóa
1,02MeV
.
Câu 24. Xét phản ứng kết hợp
2 3 4 1
1 1 2 0
H H He n+ → +
. Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt đotêri, triti
và
4
2
He
lần lượt là
1,16MeV /
nuclôn;
2,82MeV /
nuclôn;
7,07MeV /
nuclôn. Phản ứng này tỏa một năng
lượng bằng
A.
17,50MeV
. B.
11,05MeV
. C.
39,06MeV
. D.
24,30MeV
.
Trang 3
Câu 25. Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thori Th230.
Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của
Th230 là 7,7 MeV/nuclôn.
A. 13,98 MeV. B. 10,82 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV.
Câu 26. (ĐH−2007) Cho: m
C
= 12,00000 u; m
p
= 1,00728 u; m
n
= 1,00867 u; 1u = 1,66058.10
−
27
kg; 1
eV =1,6.10
−
19
J; c = 3.10
8
m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C12 thành các nuclôn riêng biệt
bằng
A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV.
Câu 27. Để phản ứng
91
40
Be 2. n+ ⎯⎯→ +
có thể xảy ra, lượng tử
phải có năng lượng tối thiều là bao
nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, m
Be
= 9,01218u; m
α
= 4,0026u; m
n
= l,0087u; 2uc
2
= 931,5 MeV.
A. 2,53 MeV. B. 1,44 MeV. C. 1,75 MeV. D. 1,6 MeV.
Câu 28. Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân
12
6
C
đứng yên tách thành các hạt nhân
4
2
He
. Tần số
của tia gamma là 4.10
21
Hz. Các hạt hêli có cùng động năng. Cho m
c
= 12,000u; m
He
= 4,0015u; 1uc
2
=
931MeV; h = 6,625.10
-34
(Js). Động năng mỗi hạt hêli bằng
A. 5,56.10
-13
J. B. 4,6.10
-13
J. C. 6,6.10
-13
J. D. 7,56.10
-13
J.
Câu 29. Cho phản ứng hạt nhân
17
13
H Li 2X+→
. Biết
X H Li
m 4,0015u,m 1,0073u,m 7,0012u= = =
,
2
1uc 931MeV=
và số Avogadro
23
A
N 6,02 10=
. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 2 g chất
X
là
A.
23
4.10 MeV
. B.
23
7,7 10 MeV
. C.
23
15,4.10 MeV
. D.
26
11,3 10 MeV
.
Câu 30. Cho phản úng nhiệt hạch có phương trình:
3 2 4
1 1 2
T D He n+ → +
. Biết độ hụt khối của các hạt
0,009106u
T
m=
,
0,002491u
D
m=
,
0,030382u
He
m=
và
2
1u 931,5MeV / c=
,
23 1
6,02.10 mol
A
N
−
=
.
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được
1,2 g
Heli theo phản ứng trên là
A.
24
3,16.10 MeV
. B.
23
3,16.10 MeV
. C.
17,50MeV
. D.
23
17,50.10 MeV
.
Câu 31.
235 1 95 139 1
92 0 42 57 0
U + n Mo + La + 2 n + 7e
−
→
là một phản ứng phân hạch của Uranin
235
.U
Biết
khối lượng hạt nhân:
234,99 u; m 94,88 u; m 138,87 u; m 1,0087 u.
U Mo La n
m = = = =
Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là
6
46.10 J/kg.
Khối lượng xăng cần dùng để có thể tỏa năng lượng
tương đương 1 gam
235
U
phân hạch là
A. 1616 kg. B. 1717 kg. C. 1818 kg. D. 1919 kg.
Câu 32. Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng
này sinh ra đều do sự phân hạch của 235u và đồng vị này chì bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi
năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro N
A
= 6,023.10
23
mol
−
1
. Khối lượng 235U
mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là:
A. 461,6 g. B. 461,6 lcg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.
Câu 33. Trong phản ứng dây chuyền của hạt nhân
U
235
, phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân
U
235
bị phân
rã và hệ số nhân notron là 1,6. Tính tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101.
A. 5,45.10
23
B.
3,24.10
22
C.
6,88.10
22
D.
6,22.10
23
5. Các
định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Câu 34. Hạt α có động năng 6,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân
9
4
Be
đứng yên, gây ra phản ứng:
12
9
4
6
Be C n + ⎯⎯→ +
. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng của hạt C gấp 5 lần
động năng hạt n. Động năng của hạt nhân n là
A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 2 MeV.
Câu 35. Dủng một hạt α có động năng 4 MeV bắn vào hạt nhân
7
N
14
đang đứng yên gây ra phản ứng:
14 1 17
7 1 8
N p O + → +
. Cho khối lượng các hạt nhân: m
α
= 4,0015u; m
P
= l,0073u; m
n
= 13,9992u; m
0
=
16,9947u và lu = 931,5 MeV/C
2
; c = 3.10
8
m/s; lMeV = 1,6.10
-13
J. Nếu hai hạt tạo thành có cùng tốc độ
thì tốc độ đó bằng
A. 5,5.10
6
m/s. B. 5,5.10
5
m/s. C. 3,1.10
7
m/s. D. 3,1.10
6
m/s.
Trang 4
Câu 36. Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân
7
3
Li
đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt
nhân
7
3
p Li 2+ ⎯⎯→
. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ
, hai hạt α có cùng động năng và bay theo
hai hướng tạo với nhau góc 160°. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đon vị u gần đúng bằng sổ khối
của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là
A. 14,6 MeV. B. 10,2 MeV. C. 17,3 MeV. D. 20,4 MeV.
Câu 37. Bắn phá một prôtôn vào hạt nhân
7
3
Li
đứng yên. Phản ứng hạt nhân sinh ra hai hạt nhân X giống
nhau và có cùng tốc độ. Biết tốc độ của prôtôn bằng 4 lần tốc độ hạt nhân X. Coi khối lượng của các hạt
nhân bằng số khối theo đơn vị u. Góc tạo bởi phương chuyển động của hai hạt X là
A. 60°. B. 90°. C. 120°. D. 150°.
Câu 38. Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số
khối là A, hạt α phát ra tốc độ v. Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u. Tốc
độ của hạt nhân Y bằng
A.
4v
.
A4+
B.
C.
D.
2v
.
A4+
Câu 39. Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau:
U234 Th230→ +
. Cho biết tỉ
lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành
động năng của các hạt tạo thành. Động năng của hạt α là 4 MeV. Tính năng lượng phản ứng tỏa ra.
A. 4,06 MeV. B. 4,07 MeV. C. 4,04MeV. D. 4,08 MeV.
Câu 40. Dùng hạt
có động năng
5,3MeV
bắn vào một hạt nhân
9
4
Be đang đứng yên, gây ra phản ứng
9
4
Be n X
+ → +
. Hạt
n
chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt
. Cho
biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,7 MeV. Coi khối lượng của mỗi hạt tính ra đơn vị u xấp xỉ bằng số
khối của nó. Hạt nhân
X
tạo ra sau phản ứng có động năng xấp xỉ bằng
A.
18,3MeV
. B.
0,5MeV
. C.
2,5MeV
. D.
8,3MeV
.
Câu 41. Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
9
4
Be
đang đứng yên. Phản ứng tạo ra
hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4
MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đon vị khối lượng nguyên tử bằng
số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng này bằng
A. 4,225 MeV. B. 1,145 MeV. C. 2,125 MeV. D. 3,125 MeV.
6. Phóng xạ
Câu 42. Chất phóng xạ
24
11
Na có chu kì bán rã 15 giờ. So với khối lượng Na ban đầu, khối lượng chất này
bị phân rã trong vòng 5h đầu tiên bằng
A. 70,7%. B. 29,3%. C. 79,4%. D. 20,6%
Câu 43. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,2 năm, ban đầu có
0
N
hạt nhân. Thời gian để số hạt
nhân của chất phóng xạ này còn lại
0
16
N
là
A. 16 năm. B. 51,2 năm. C. 12,8 năm. D. 3,2 năm.
Câu 44. Pôlôni
210
84
Po
là một chất phóng xạ có chu kì bán rã là
T 138=
ngày đêm. Hạt nhân pôlôni
210
84
Po
phóng xạ sẽ biến đổi thành hạt nhân chì
206
82
Pb
và kèm theo tia
. Ban đầu có 70 mg chất phóng
xạ pôlôni. Sau 276 ngày đêm khối lượng hạt nhân chì được sinh ra là
A.
52,5mg
. B.
17,2mg
. C.
51,5mg
. D.
17,5mg
.
Câu 45. Đồng vị
210
84
Po
là một chất phóng xạ
có chu kì bán rã 138 ngày tạo thành đồng vị bền
206
82
Po
.
Ban đầu
( 0)t =
, có một mẩu quặng phóng xạ nguyên chất
210
84
Po
có khối lượng 80 g. Tại thời điểm
200t =
ngày, khối lượng mẩu quặng là
A. 79,0 g. B.
29,3 g
. C.
49,7 g
. D.
1,0 g
.
Trang 5
Câu 46. Ban đầu có một lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tố X, có chu kì bán rã là T. Sau
thời gian t = 3T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân khác và số hạt nhân còn
lại của chất phóng xạ X bằng
A. 8. B. 7. C. 1/7. D. 1/8.
Câu 47. Cho biết hạt nhân X phóng ra hạt
tạo thành hạt nhân
Y
bên vững với chu kì bán rã
T
. Tại
thời điểm
0t =
có một mẫu chất
X
nguyên chất. Đến thời điểm t thì số nguyên tử chất
Y
gấp 7 lần số
nguyên tử chất
X
còn lại. Thời điểm t bằng
A. 3 T B.
2 T
C.
2,81 T
D.
3,18 T
Câu 48. Đồng vị phóng xạ
210
84
Po
phân rã
, biến thành đồng vị bền
206
82
Pb
với chu kỳ bán rã 138 ngày.
Ban đầu có một mẫu
210
84
Po
tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt
và hạt nhân
206
82
Pb
(được tạo ra)
gấp 14 lần số hạt nhân
210
84
Po còn lại. Giá trị của t bằng
A. 414 ngày B. 828 ngày C. 276 ngày D. 552 ngày
Câu 49. Hạt nhân Po210 là hạt nhân phóng xạ α, sau khi phát ra tia α nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng
một mẫu Po210, sau 30 (ngày) người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và của Po210 trong mẫu bằng
0,1595. Xác định chu kì bán rã của Po210.
A. 138,074 ngày. B. 138,025 ngày. C. 138,086 ngày. D. 138,047 ngày.
Câu 50. Gọi Δt là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số
của loga tự nhên lne =1). Sau khoảng thời gian 0,51 Δt chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng
ban đầu:
A. 50% B. 60% C. 70% D. 80%
Câu 51. Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất, ở thời điểm t
1
mẫu chất phóng xạ X
còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t
2
= t
1
+ 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ
còn 5% so với số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s.
Câu 52. Ban đầu có một mẫu đồng vị phóng xạ X nguyên chất. Biết hạt nhân con do đồng vị phóng xạ
này tạo ra là Y. Đến thời điểm t, tỷ lệ số hạt nhân Y và X trong mẫu là 1,5. Đến thời điểm 2t, tỷ lệ hạt
nhân Y và X có trong mẫu là
A. 5,25. B. 3,00. C. 6,25. D. 4,50.
Câu 53. Hình vẽ biểu diễn số hạt
được phát ra từ một chất phóng xạ
theo thời gian
t
. Thang đo được sử dụng trong hình vẽ ứng với mỗi ô
nằm ngang là
4 s
. Chu kì bán rã của chất phóng xạ là
A.
8 s
.
B.
4 s
.
C.
1 s
.
D.
2 s
Câu 54. Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày và có
khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,72. Tuổi
của mẫu A nhiều hơn mẫu B là
A. 199,8 ngày. B. 199,5 ngày. C. 190,4 ngày. D. 189,8 ngày.
Câu 55. Hạt nhân
210
84
Po phóng xạ
thành hạt nhân
206
82
Pb
. Ban đầu mẫu chất chứa
210
84
Po
nguyên chất.
Tại thời điểm
1
t
, tỉ lệ số hạt nhân
206
82
Pb
và hạt nhân
210
84
Po
trong mẫu là 7: 1. Tại thời điểm
2
t
, tỉ lệ này là
63: 1. Chu kì bán rã của
210
84
Po là
A.
21
4
tt−
B.
21
5
tt−
C.
21
2
tt−
D.
21
3
tt−
Trang 6
Câu 56. Giả sử có một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ có chu kì bán rã là
1
100T =
ngày và
21
2 TT=
. Ban
đầu, mỗi chất có số hạt bằng nhau, sau thời gian t số hạt của hỗn hợp chưa bị phân rã chỉ còn lại một nửa
so với ban đầu. Giá trị của
t
là
A. 138,8 ngày B. 150 ngày C. 300 ngày D. 173,2 ngày
Câu 57. Để xác định tuổi của một cổ vật bằng gỗ, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp xác định
tuổi theo lượng
14
C
. Khi cây còn sống, nhờ sự trao đồi chất với môi trường nên tỉ số giữa số nguyên tử
14
C
và số nguyên tử
12
C
có trong cây tuy rất nhỏ nhưng luôn không đổi. Khi cây chết, sự trao đổi chất
không còn nữa trong khi
14
C
là chất phóng xạ
−
với chu kì bán rã 5730 năm nên tỉ số giữa số nguyên tử
14
C
và số nguyên tử
12
C
có trong gỗ sẽ giảm. Một mảnh gỗ của cồ vật có số phân rã của
14
C
trong 1 giờ
là 497. Biết rằng với mảnh gỗ cùng khối lượng của cây cùng loại khi mới chặt thì số phân rã của
14
C
trong 1 giờ là 921. Tuổi của cổ vật là
A. 1500 năm. B. 5100 năm. C. 8700 năm. D. 3600 năm.
Câu 58. Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ
lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ.
Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi Δt << T) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong
lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một
lượng tia γ như lần đầu?
A. 40 phút. B. 24,2 phút. C. 20 phút. D. 28,2 phút.
Câu 59. Pôlôni
210
84
Po
là chất phóng xạ và tạo thành hạt nhân chì bền
206
82
Pb
với chu kì bán rã là 138
ngày. Ban đầu có một mẫu
210
84
Po
nguyên chất có khối lượng là 0,02 g. Các hạt phóng ra được hứng lên
một bản của tụ điện phẳng có điện dung 4 μF, bản còn lại của tụ điện nối đất. Lấy
23
6,02.10
A
N =
mol
−1
,
e = 1,6.10
−19
C. Biết ban đầu tụ chưa tích điện. Sau 10 phút, hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ điện có
giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 40 V. B. 24 V. C. 160 V. D. 80 V
HƯỚNG DẪN GIẢI ÔN TẬP MỨC 3 CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHÂN
1. Cấu tạo hạt nhân
Câu 1. (CĐ−2008) Biết số Avôgađrô N
A
= 6,02.10
23
hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối
của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam
27
13
Al
là
A. 6,826.10
22
B. 8,826.10
22
C. 9,826.10
22
D. 7,826.10
22
Lời giải
Số proton = 13.(Số gam/Khối lượng mol)
23
22
A
0,27.6,02.10
.N 13. 7,826.10
27
==
Chọn D
Câu 2. (ĐH−2007) Biết số Avôgađrô là 6,02.10
23
/mol, khối lượng mol của urani U238 là 238 g/mol. Số
nơtrôn trong 119 gam urani U238 là
A. 8,8.10
25
B. 1,2.10
25
C. 4,4.10
25
D. 2,2.10
25
Lời giải
( )
nuclon
N 238 92 .=−
(Số gam/Khối lượng mol)
23 25
A
119
.N 146. .6,02.10 4,4.10
128
==
Chọn C
Câu 3. Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm
99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng nguyên tử
234,0409u (chiếm 0,01%). Tính khối lượng trung bình.
A. 238,0887u B. 238,0587u C. 237,0287u D. 238,0287u
Lời giải
Trang 7
97,27 0,72 0,01
m .238,088u .235,0439u .234,0409u 238,0287u
100 100 100
= + + =
Chọn D
Câu 4. Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là 14,0067u gồm 2 đồng vị là N14 và N15 có khối lượng
nguyên tử lần lượt là 14,00307u và 15,00011u. Phần trăm của N15 trong nitơ tự nhiên:
A. 0,36% B. 0,59% C. 0,43% D. 0,68 %
Lời giải
( ) ( )
12
m xm 1 x m 14,0067u x.15,00011u 1 x .14,00307u x 0,0036= + − = + − =
Chọn A
2. Thuyết tương đối
Câu 5. [Trích đề thi THPT QG năm 2007] Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng Mặt
Trời giảm một lượng 3,744.10
14
kg. Biết vận tốc ánh sáng trong chân không là 3.10
8
m/s. Công suất bức
xạ (phát xạ) trung bình của Mặt Trời bằng
A. 6,9.10
15
MW. B. 3,9.10
20
MW. C. 4,9.10
40
MW. D. 5,9.10
10
MW.
Lời giải
Công suất bức xạ trung bình của mặt trời:
( )
2
14 8
2
20
3,744.10 . 3.10
3,9.10 W
86400
= = = =
E mc
PM
tt
Chọn B
Câu 6. Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P= 3,9.10
26
W.Phản ứng hạt nhân tronglòng Mặt
Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày)là1,945.10
19
kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng
A.
19
1,958.10 kg.
B.
19
0,9725.10 kg.
C.
19
3,89.10 kg.
D.
19
1,945.10 kg.
Năng lượng phản ứng trong lòng Mặt trời trong 1 năm
W= P.t=
2 19
2
w
( ) 1,958.10
c
HH
m m c m m

− → = + =
(kg)
Câu 7. Khối lượng của electron chuyên động bằng hai lần khối lượng nghỉ của nó. Tìm tốc độ chuyển
động của electron. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.10
8
(m/s).
A. 0.4.10
8
m/s B. 2,59.10
8
m/s C. 1,2.10
8
m/s D. 2,985.10
8
m/s
Lời giải
( )
2
8
0
0
2
2
2
m
v 1 c 3
m 2m 1 v 2,59.10 m / s
22
c
v
1
c
= = − = =
−
Chọn B
Câu 8. Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô có năng lượng nghỉ
0
E
và có vận
tốc bằng
12
13
c
thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng
A.
0
2,6E
B.
C.
0
25
13
E
D.
0
2,4E
Lời giải
0 0 0
0
2 2 2
2,6
12
1 1 1
13
m E E
m E E
vv
cc
= = = =
− − −
. Chọn A
Câu 9. (ĐH−2011) Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ
của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng
A. 2,41.10
8
m/s. B. 2,75.10
8
m/s. C. 1,67.10
8
m/s. D. 2,24.10
8
m/s.
Lời giải
2 2 2
0
d 0 0 0 0 0
2
2
m
11
W E mc m c m c 2m 3m 2 3m
22
v
1
c
= − = = =
−
Trang 8
( )
2
8
2
v 2 c 5
1 v 2,24.10 m / s
33
c
− = =
Chọn D
Câu 10. Vận tốc của 1 êlectron tăng tốc qua hiệu điện thế 10
5
V là
A. 0,4.10
8
m/s. B. 0,8.10
8
m/s. C. 1,2.10
8
m/s. D. 1,6.10
8
m/s.
Lời giải
( )
28
d0
2
2
1
e U W m c v 1,6.10 m / s
v
1
c



= =


−

Chọn D
3. Độ hụt khối và năng lượng liên kết
Câu 11. Tính năng lượng liên kết của
12
6
C
. Cho biết khối lượng của
12
6
C
là 11174,934 MeV/c²; nơtron tự
do là 939,6 MeV/c², của proton tự do là 938,3 MeV/c², và của electron là 0,511 MeV/c². Cho biết l u =
93l,5 MeV/c².
A. 92,47 MeV. B. 62,4 McV. C. 65,5 MeV. D. 86,48 MeV.
Lời giải
Năng lượng liên kết của C12 là:
E . ² 6.939,6 6.938,3 11174,934 92,466 .m c MeV = = + − =
Chọn A
Câu 12. Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân đơtêri
2
1
D
lần lượt là 1,0073 u;; 1,0087 u và
2,0136 u. Biết
2
1 931,5MeV / cu =
. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơêri
2
1
D
là
A.
4,48MeV / nuclôn
B. 3,06 MeV/nuclôn C.
n1,12MeV / uclôn
D.
2,24MeV /
nuclôn
Hướng dẫn
1,0073 1,0087 2,0136 0,0024
p n D
m m m m u = + − = + − =
2
0,0024.931,5 2,2356
lk
W mc MeV= = =
2,2356
1,1178 /
2
lk
W
MeV nuclon
A
= = =
. Chọn C
Câu 13. (ĐH − 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron;
40
18
Ar
;
6
3
Li
lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u;
39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c
2
. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng
lượng hên kết riêng của hạt nhân Ar
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV. B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV. D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Lời giải
Áp dụng công thức:
( )
2
p n X
lk
Zm A Z m m c
W
AA

+ − −

= =
( )
( )
( )
2
Ar
Li
18.1,0073 40 18 1,0087 39,9525 uc
5,20 MeV / nuclon
40
6 8,62 MeV / nuclon
+ − −


= =
= =
( )
Ar Li
8,62 5,20 3,42 MeV − = − =
Chọn B
Câu 14. Cho năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
56
26
Fe
là 8, 8 MeV. Biết khối lượng của hạt prôtôn và
nơtrôn lần lượt là m
p
= 1,007276 u và m
n
= 1,008665 u, trong đó l u = 931,5 MeV/c²
Khối lượng hạt nhân
56
26
Fe
là
A. 55,9200 u. B. 56,0143 u C. 55,9921u. D. 56,3810u.
Lời giải
Năng lượng liên kết của hạt nhân Fe là:
8,8.56 492,8
= = =
lk
E A MeV
Mặt khác
2
2
492,8
. 0,529 .
931,5
lk
lk
E
E m c m u
c
= = = =
Mà:
( )
. .
pn
m Z m A Z m m

= + − −

Trang 9
( )
26.1,007276 56 26 .1,008665 0,529 55,92 .
Fe Fe
m u u m m u = + − − = =
Chọn A
Câu 15. Hạt nhân
4
2
He có năng lượng liên kết là
28,4MeV
, hạt nhân
6
3
Li
có năng lượng liên kết là 39,2
MeV, hạt nhân
2
1
D
có năng lượng liên kết là
2,24MeV
. Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững
của ba hạt nhân này.
A.
4 6 2
2 3 1
DHe, Li,
B.
2 4 6
1 2 3
D, He, Li
. C.
4 2 6
2 1 3
He, D, Li
. D.
2 6 4
1 3 2
D, Li, He
.
Hướng dẫn
28,4
7,1
4
39,2
6,5
6
2,24
1,12
2
He
lk
Li D Li He
D
W
A
==
= =
==
. Chọn D
4. Phản ứng hạt nhân
Câu 16. Trong phản ứng hạt nhân
6 7 1
3 4 0
,Li X Be n X+ → +
là
A.
2
1
H
B.
0
1
e
−
C.
0
1
e
D.
4
2
He
Hướng dẫn
6 7 1 2
3 4 0 1
AA
ZZ
+ = + =


+ = + =

. Chọn A
Câu 17. Cho hạt prôtôn bắn vào các hạt nhân
9
4
Be
đang đứng yên, người ta thấy các hạt tạo thành gồm
4
2
He
và hạt nhân X. Hạt nhân X có cấu tạo gồm
A. 3 prôtôn và 3 nơtrôn B. 3 prôtôn và 6 nơtrôn C. 2 prôtôn và 2 nơtrôn D. 2 prôtôn và 3 nơtrôn
Lời giải:
Phương trình phản ứng hạt nhân:
1 9 4 A
1 4 2 Z
p Be He X+ ⎯⎯→ +
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:
1 4 2 Z Z 3+ = + =
Áp dụng định luật bảo toàn số khối:
1 9 4 A A 6+ = + =
Vậy hạt nhân X có kí hiệu là
6
3
X
, và X là hạt nhân
6
3
Li
Hạt nhân X có 3 prôtôn và
(6 3) 3−=
nơtrôn. Chọn A
Câu 18. Trong phản ứng phân rã phóng xạ
14 14
67
C N + X,→
hạt X chính là tia phóng xạ
A.
β.
−
B.
α.
C.
+
β.
D.
1
1
H.
Hướng dẫn
14 14 0
6 7 1
C N + X
−
→
. Chọn A
Câu 19. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β
-
thì hạt nhân
232
90
Th
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 α; 6 lần phóng xạ β
-
. D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β
-
.
Lời giải:
Phương trình phản ứng:
232 208 4 0
90 82 2 1
Th Pb x He y
−
⎯⎯→ + +
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối, ta được:
4x 0.y 232 208 24 x 6 x 6
2x ( 1).y 90 82 8 2x y 8 y 4
+ = − = = =

+ − = − = − = =
.
Vậy có 6 hạt
và 4 hạt
−
. Chọn D
Trang 10
Câu 20. Cho phản ứng hạt nhân
9 12
46
Be C n+ ⎯⎯→ +
, trong đó khối lượng các hạt tham gia và tạo thành
trong phản ứng là
Be C n
m 4,0015u;m 9,0122u;m 12,0000u;m 1,0087u
= = = =
và
2
1u 931,5MeV / c=
.
Phản ứng hạt nhân này
A. thu vào 4,66 MeV. B. tỏa ra 4,66 MeV. C. thu vào 6,46 MeV. D. tỏa ra 6,46 MeV.
Lời giải:
Phương trình phản ứng:
9 12
46
Be C n+ ⎯⎯→ +
Năng lượng của phản ứng:
2
Be C n
E (m m m m )c
= + − −
E (9,0122 4,0015 12,0000 1,0087).931,5 = + − −
E 4,66MeV 0
phản ứng hạt nhân này tỏa năng lượng. Chọn B
Câu 21. Cho phản ứng nhiệt hạch
2 2 3 1
1 1 2 0
H H He n+ → +
. Biết khối lượng nguyên tử của
2 3 1
1 2 0
H, He, n
lần
lượt là 2,0135 u; 3,0149 u; 1,0087 u và
2
1 931,5MeV /uc=
. Năng lượng tỏa ra của phán ứng là
A.
6,34MeV
B.
1,59MeV
C.
4,76MeV
D.
3,17MeV
Hướng dẫn
( ) ( )
2
2.2,0135 3,0149 1,0087 .931,5 3,17
ts
E m m c MeV = − = − −
. Chọn D
Câu 22. (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân:
4
32
11
2
T D He X+ ⎯⎯→ +
. Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt
nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và lu = 931,5 MeV/c
2
. Năng lượng
tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng
A. 15,017 MeV B. 200,025 MeV C. 17,498 MeV D. 21,076 MeV
Lời giải
( ) ( ) ( )
22
sau truoc He T D
E m m c m 0 m m c 17,498 MeV = − = + − − =
Chọn C
Câu 23. Một phản ứng hạt nhân có phương trình là
37 37
17 18
Cl Arpn+ → +
. Cho biết độ hụt khối của hạt
nhân
37
17
Cl
và hạt
37
18
Ar
lần lượt là
0,3415u
và
0,3398u
. Lấy
2
u 931,5MeV / cl =
. Phản úng này
A. tỏa
1,58MeV
. B. thu
1,02MeV
. C. thu
1,58MeV
. D. tóa
1,02MeV
.
Lời giải
( ) ( )
2
0,3398 0,3415 .931,5 1,58 0
Ar Cl
E m m c MeV = − = − −
. Chọn C
Câu 24. Xét phản ứng kết hợp
2 3 4 1
1 1 2 0
H H He n+ → +
. Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt đotêri, triti
và
4
2
He
lần lượt là
1,16MeV /
nuclôn;
2,82MeV /
nuclôn;
7,07MeV /
nuclôn. Phản ứng này tỏa một năng
lượng bằng
A.
17,50MeV
. B.
11,05MeV
. C.
39,06MeV
. D.
24,30MeV
.
Hướng dẫn
7,07.4 1,16.2 2,82.3 17,5
He D T
E W W W MeV = − − = − − =
. Chọn A
Câu 25. Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thori Th230.
Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của
Th230 là 7,7 MeV/nuclôn.
A. 13,98 MeV. B. 10,82 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV.
Lời giải
( ) ( )
lk lk Th Th U U
t
E W s W A A A

= − = + −

( )
7,1.4 7,7.230 7,63.234 13,98 MeV= + − =
Chọn A
Câu 26. (ĐH−2007) Cho: m
C
= 12,00000 u; m
p
= 1,00728 u; m
n
= 1,00867 u; 1u = 1,66058.10
−
27
kg; 1
eV =1,6.10
−
19
J; c = 3.10
8
m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C12 thành các nuclôn riêng biệt
bằng
A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV.
Lời giải
Trang 11
Năng lượng cần để tách hạt nhân Cl2 thành các nuclôn riêng biệt bằng năng lượng liên kết của hạt
nhân. Hạt nhân
12
6
C
có 6 prôtôn và 6 nơtrôn.
( )
22
. 6 6 = = + −
lk p n C
E mc m m m c
=(6.1,00728+6.1,00867-12).931.5 =89,4MeV. Chọn B
Câu 27. Để phản ứng
91
40
Be 2. n+ ⎯⎯→ +
có thể xảy ra, lượng tử
phải có năng lượng tối thiều là bao
nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, m
Be
= 9,01218u; m
α
= 4,0026u; m
n
= l,0087u; 2uc
2
= 931,5 MeV.
A. 2,53 MeV. B. 1,44 MeV. C. 1,75 MeV. D. 1,6 MeV.
Lời giải:
Nếu phản ứng thu năng lượng
22
truoc sau
E m c m c 0 = −

thì năng lượng tối thiểu của phôtôn cần
thiết để phản ứng thực hiện được là
min
E = −
Ta có:
2 2 2
Be n
E m c 2m c m c 1,6(MeV) E 1,6(MeV)
= − − = − = − =
. Chọn D
Câu 28. Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân
12
6
C
đứng yên tách thành các hạt nhân
4
2
He
. Tần số
của tia gamma là 4.10
21
Hz. Các hạt hêli có cùng động năng. Cho m
c
= 12,000u; m
He
= 4,0015u; 1uc
2
=
931MeV; h = 6,625.10
-34
(Js). Động năng mỗi hạt hêli bằng
A. 5,56.10
-13
J. B. 4,6.10
-13
J. C. 6,6.10
-13
J. D. 7,56.10
-13
J.
Lời giải:
Phương trình phản ứng:
12 4 4 4
6 2 2 2
C He He He + ⎯⎯→ + +
Bảo toàn năng lượng toàn phần:
22
C He
hf m c 3m c 3K
+ = +
Có:
34 21 12
hf 6,625.10 .4.10 2,65.10 J 16,5625MeV
−−
= = =
22
C He
hf m c 3m .c
16,5625 12,000.931 3.4,0015.931
K
33
+−
+−
= =
13
K 4,124MeV 6,6.10 J
−
=
. Chọn C
Câu 29. Cho phản ứng hạt nhân
17
13
H Li 2X+→
. Biết
X H Li
m 4,0015u,m 1,0073u,m 7,0012u= = =
,
2
1uc 931MeV=
và số Avogadro
23
A
N 6,02 10=
. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 2 g chất
X
là
A.
23
4.10 MeV
. B.
23
7,7 10 MeV
. C.
23
15,4.10 MeV
. D.
26
11,3 10 MeV
.
Hướng dẫn
1 7 4
1 3 2
H Li 2 X+→
( ) ( )
2
2 1,0073 7,0012 2.4,0015 .931 5,1205
H Li X
E m m m c MeV = + − = + − =
23 23
1 1 2
. . . . .6,02.10 .5,1205 7,7.10
2 2 4,0015
A
X
m
N E MeV
M
=
. Chọn B
Câu 30. Cho phản úng nhiệt hạch có phương trình:
3 2 4
1 1 2
T D He n+ → +
. Biết độ hụt khối của các hạt
0,009106u
T
m=
,
0,002491u
D
m=
,
0,030382u
He
m=
và
2
1u 931,5MeV / c=
,
23 1
6,02.10 mol
A
N
−
=
.
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được
1,2 g
Heli theo phản ứng trên là
A.
24
3,16.10 MeV
. B.
23
3,16.10 MeV
. C.
17,50MeV
. D.
23
17,50.10 MeV
.
Hướng dẫn
( ) ( )
2
0,030382 0,009106 0,00249 .931,5 17,5
st
E m m c MeV = − = − −
23 24
1,2
. . .6,02.10 .17,5 3,16.10
4
A
m
N E N E
A
= =
. Chọn A
Câu 31.
235 1 95 139 1
92 0 42 57 0
U + n Mo + La + 2 n + 7e
−
→
là một phản ứng phân hạch của Uranin
235
.U
Biết
khối lượng hạt nhân:
234,99 u; m 94,88 u; m 138,87 u; m 1,0087 u.
U Mo La n
m = = = =
Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là
6
46.10 J/kg.
Khối lượng xăng cần dùng để có thể tỏa năng lượng
tương đương 1 gam
235
U
phân hạch là
Trang 12
A. 1616 kg. B. 1717 kg. C. 1818 kg. D. 1919 kg.
Lời giải:
Số hạt nhân nguyên tử
235
U
trong 1 gam vật chất U là
23 21
1
. .6,02.10 2,5617.10
235
A
m
NN
A
= = =
hạt
Năng lượng tỏa ra khi giải phóng hoàn toàn 1 hạt nhân phân hạch là
( ) ( )
22
0
2 215,3403 MeV
U n Mo La n
E m m c m m m m m c = − = + − − − =
Năng lượng khi 1 gam U phản ứng phân hạch là
21 23 10
. 2,5617.10 .215,3403 5,5164.10 MeV = 8,8262.10 E N E J= = =
Khối lượng xăng cần dùng để có năng lượng tương đương
10
66
8,8262.10
1919 kg.
46.10 46.10
E
m = =
Chọn D
Câu 32. (ĐH − 2013) Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng
mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235u và đồng vị này chì bị tiêu hao bởi quá trình
phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro N
A
=
6,023.10
23
mol
−
1
. Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là:
A. 461,6 g. B. 461,6 lcg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.
Lời giải
Năng lượng do phân hạch sinh ra trong 3 năm:
A
tp
= A
ich
= P
ich
.t = 200.106.3.365.86400 = 1,89216.10
16
(J).
Vì mỗi phân hạch tỏa ΔE = 200 MeV = 3,2.10
−
11
u (J) nên số hạt U235 cần phân hạch là: N
( )
26
23
A
N 5,913.10
A .0,235 230,8 kg
N
6,02.10
= = =
Chọn C
Câu 33. Trong phản ứng dây chuyền của hạt nhân
U
235
, phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân
U
235
bị phân
rã và hệ số nhân notron là 1,6. Tính tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101.
A. 5,45.10
23
B.3,24.10
22
C. 6,88.10
22
D. 6,22.10
23
Giải: Phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân
U
235
bị phân rã, phản ứng thứ hai có 100x1,6 =160 hạt nhân
U
235
; phản ứng thứ ba có 100 x (1,6)
2
hạt nhân
U
235
;..... phản ứng thứ 100 có 100x (1,6)
99
Tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101
N = 100(1,6
0
+ 1,6
1
+ 1,6
2
+.... +1,6
100
) =
16,1
)1.6,1(100
101
−
−
= 6,88.10
22
hạt. Đáp án C
5. Bảo toàn động lượng và năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Câu 34. Hạt α có động năng 6,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân
9
4
Be
đứng yên, gây ra phản ứng:
12
9
4
6
Be C n + ⎯⎯→ +
. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng của hạt C gấp 5 lần
động năng hạt n. Động năng của hạt nhân n là
A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 2 MeV.
Lời giải





󰇱

󰇛

󰇜

󰇛

󰇜
Chọn D
Câu 35. Dủng một hạt α có động năng 4 MeV bắn vào hạt nhân
7
N
14
đang đứng yên gây ra phản ứng:
14 1 17
7 1 8
N p O + → +
. Cho khối lượng các hạt nhân: m
α
= 4,0015u; m
P
= l,0073u; m
n
= 13,9992u; m
0
=
16,9947u và lu = 931,5 MeV/C
2
; c = 3.10
8
m/s; lMeV = 1,6.10
-13
J. Nếu hai hạt tạo thành có cùng tốc độ
thì tốc độ đó bằng
A. 5,5.10
6
m/s. B. 5,5.10
5
m/s. C. 3,1.10
7
m/s. D. 3,1.10
6
m/s.
Lời giải
* Tính
( ) ( )
2
N N O
E m m m m c 1,21095 MeV
= + − − = −
Trang 13
* Mà 󰇱


󰇡


󰇢

󰇛

󰇜




󰇛

󰇜
Câu 36. (QG − 2015) Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân
7
3
Li
đang đứng yên, gây ra
phản ứng hạt nhân
7
3
p Li 2+ ⎯⎯→
. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ
, hai hạt α có cùng động
năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 160°. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đon vị u gần
đúng bằng sổ khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là
A. 14,6 MeV. B. 10,2 MeV. C. 17,3 MeV. D. 20,4 MeV.
Lời giải
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:


󰇛
󰇜
󰇛

󰇜
󰇛

󰇜
󰇛

󰇜󰇛

󰇜

0
pP
2m W 4m W 4m W cos160
= +

󰇛

󰇜


󰇛

󰇜

󰇛

󰇜





󰇛

󰇜
Chọn C
Câu 37. Bắn phá một prôtôn vào hạt nhân
7
3
Li
đứng yên. Phản ứng hạt nhân sinh ra hai hạt nhân X giống
nhau và có cùng tốc độ. Biết tốc độ của prôtôn bằng 4 lần tốc độ hạt nhân X. Coi khối lượng của các hạt
nhân bằng số khối theo đơn vị u. Góc tạo bởi phương chuyển động của hai hạt X là
A. 60°. B. 90°. C. 120°. D. 150°.
Lời giải
4
1 7 4
p X1 X1
1 3 2 p X X
2
H Li X X m v m v m v+ ⎯⎯→ + = +
( ) ( ) ( )
2 2 2
P P X X1 X X2 X X1 X X2
m v m v m v 2m v m v cos + + +
( )
( )
2
PP
0
2
X X1
mv
1
1 cos cos i 120
2
2 m v
= + = − =
Chọn C
Câu 38. ĐH−2012) Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt
nhân X có số khối là A, hạt α phát ra tốc độ v. Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo
đơn vị u. Tốc độ của hạt nhân Y bằng
A.
4v
.
A4+
B.
C.
D.
2v
.
A4+
Lời giải
A 4 A 4
Z 2 Z 2
XY
−
−
→ +
󰇍



Chọn C
Câu 39. Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau:
U234 Th230→ +
. Cho biết tỉ
lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành
động năng của các hạt tạo thành. Động năng của hạt α là 4 MeV. Tính năng lượng phản ứng tỏa ra.
A. 4,06 MeV. B. 4,07 MeV. C. 4,04MeV. D. 4,08 MeV.
Lời giải





󰇒
󰇏




󰇛

󰇜
Chọn
B
.
Câu 40. Dùng hạt
có động năng
5,3MeV
bắn vào một hạt nhân
9
4
Be đang đứng yên, gây ra phản ứng
9
4
Be n X
+ → +
. Hạt
n
chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt
. Cho
biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,7 MeV. Coi khối lượng của mỗi hạt tính ra đơn vị u xấp xỉ bằng số
khối của nó. Hạt nhân
X
tạo ra sau phản ứng có động năng xấp xỉ bằng
A.
18,3MeV
. B.
0,5MeV
. C.
2,5MeV
. D.
8,3MeV
.
Hướng dẫn
Trang 14
4 9 1 12
2 4 0 6
Be n X
+ → +
5,7 5,3 11
X n X n X n
E K K K K K K K
= + − = + − + =
(1)
2
2
2 2 2
12. 4.5,3
p mK
X n X n X X n n X n
p p p p p p m K m K m K K K
=
= − = + ⎯⎯⎯⎯→ = + = +
(2)
Từ (1) và (2)
2,5
X
K MeV
. Chọn C
Câu 41. (ĐH−2010) Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
9
4
Be
đang đứng yên.
Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và
có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đon vị khối lượng
nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng này bằng
A. 4,225 MeV. B. 1,145 MeV. C. 2,125 MeV. D. 3,125 MeV.
Lời giải
4
1 9 6
1 4 3
2
H Be X.+ ⎯⎯→ +
Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương của proton
nên:


󰇛

󰇜
Năng lượng phản ứng:



󰇛

󰇜
Chọn C
6. Phóng xạ
Câu 42. Chất phóng xạ
24
11
Na có chu kì bán rã 15 giờ. So với khối lượng Na ban đầu, khối lượng chất này
bị phân rã trong vòng 5h đầu tiên bằng
A. 70,7%. B. 29,3%. C. 79,4%. D. 20,6%
0
00
(1 .2 )
t
T
m
m
mm
−
−
=
Câu 43. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,2 năm, ban đầu có
0
N
hạt nhân. Thời gian để số hạt
nhân của chất phóng xạ này còn lại
0
16
N
là
A. 16 năm. B. 51,2 năm. C. 12,8 năm. D. 3,2 năm.
Hướng dẫn
Ta có:
00
4 4 4.3,2 12,8
16
2
t
T
NN
t
N t T
T
= = = = = = = =
năm. Chọn C
Câu 44. Pôlôni
210
84
Po
là một chất phóng xạ có chu kì bán rã là
T 138=
ngày đêm. Hạt nhân pôlôni
210
84
Po
phóng xạ sẽ biến đổi thành hạt nhân chì
206
82
Pb
và kèm theo tia
. Ban đầu có 70 mg chất phóng
xạ pôlôni. Sau 276 ngày đêm khối lượng hạt nhân chì được sinh ra là
A.
52,5mg
. B.
17,2mg
. C.
51,5mg
. D.
17,5mg
.
Hướng dẫn
276
138
0
210
1 2 . 1 2 . 1 2 51,5
70 206
tt
Pb Po Pb
TT
Pb
Po Pb
m A m
N
m mg
N m A
−
−−
= − = − = − =
. Chọn C
Câu 45. Đồng vị
210
84
Po
là một chất phóng xạ
có chu kì bán rã 138 ngày tạo thành đồng vị bền
206
82
Po
.
Ban đầu
( 0)t =
, có một mẩu quặng phóng xạ nguyên chất
210
84
Po
có khối lượng 80 g. Tại thời điểm
200t =
ngày, khối lượng mẩu quặng là
A. 79,0 g. B.
29,3 g
. C.
49,7 g
. D.
1,0 g
.
Hướng dẫn
210 206
84 82
Po Pb
→+
Khối lượng mẩu quặng là
200
138
0 0 0
4.80
1 2 80 1 2 79 g
210
t
He
T
He
Po
A
m m m m m
A
−
−


= − = − − = − −




Trang 15
Câu 46. Ban đầu có một lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tố X, có chu kì bán rã là T. Sau
thời gian t = 3T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân khác và số hạt nhân còn
lại của chất phóng xạ X bằng
A. 8. B. 7. C. 1/7. D. 1/8.
t
T
0
t
T
t
T
0
N 1 2
N
2 1 7
N
N2
−
−

−


= = − =
Chọn B
Câu 47. Cho biết hạt nhân X phóng ra hạt
tạo thành hạt nhân
Y
bên vững với chu kì bán rã
T
. Tại
thời điểm
0t =
có một mẫu chất
X
nguyên chất. Đến thời điểm t thì số nguyên tử chất
Y
gấp 7 lần số
nguyên tử chất
X
còn lại. Thời điểm t bằng
A. 3 T B.
2 T
C.
2,81 T
D.
3,18 T
Hướng dẫn
0
0
12
2 1 7 3
.2
t
T
t
T
t
T
N
N
tT
N
N
−
−

−


= = − = =
. Chọn A
Câu 48. Đồng vị phóng xạ
210
84
Po
phân rã
, biến thành đồng vị bền
206
82
Pb
với chu kỳ bán rã 138 ngày.
Ban đầu có một mẫu
210
84
Po
tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt
và hạt nhân
206
82
Pb
(được tạo ra)
gấp 14 lần số hạt nhân
210
84
Po còn lại. Giá trị của t bằng
A. 414 ngày B. 828 ngày C. 276 ngày D. 552 ngày
Hướng dẫn
0
0
2 1 2
2
2 2 1 24 3 3.138 414
.2
t
T
t
T
t
T
N
N
tT
N
N
−
−

−



= = − = = = =


(ngày). Chọn A
Câu 49. Hạt nhân Po210 là hạt nhân phóng xạ α, sau khi phát ra tia α nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng
một mẫu Po210, sau 30 (ngày) người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và của Po210 trong mẫu bằng
0,1595. Xác định chu kì bán rã của Po210.
A. 138,074 ngày. B. 138,025 ngày. C. 138,086 ngày. D. 138,047 ngày.
Lời giải
ln2 ln2
t .30
con con
TT
me
mA
206
e 1 0,1595 e 1 T 138,205
m A 210
= − = −
(ngày)
Chọn B
Câu 50. Gọi Δt là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số
của loga tự nhên lne =1). Sau khoảng thời gian 0,51 Δt chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng
ban đầu:
A. 50% B. 60% C. 70% D. 80%
Lời giải
t t t t
0
00
t .0,15 t 0,51
0
N
N N e N e t 1
e
N
t 0,51 t %conlai e e e 60%
N
− = −
− − −
= ⎯⎯⎯→ = =
= = = = =
Chọn B
Câu 51. (CĐ−2010) Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất, ở thời điểm t
1
mẫu chất
phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t
2
= t
1
+ 100 (s) số hạt nhân X chưa bị
phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s.
Lời giải
Trang 16
% còn lại:




󰇛

󰇜


󰇛
󰇜
Chọn A
Câu 52. Ban đầu có một mẫu đồng vị phóng xạ X nguyên chất. Biết hạt nhân con do đồng vị phóng xạ
này tạo ra là Y. Đến thời điểm t, tỷ lệ số hạt nhân Y và X trong mẫu là 1,5. Đến thời điểm 2t, tỷ lệ hạt
nhân Y và X có trong mẫu là
A. 5,25. B. 3,00. C. 6,25. D. 4,50.
Hướng dẫn
0
2
0
12
2 1 1,5 log 2,5
.2
t
T
t
T
t
T
N
Nt
NT
N
−
−

−


= = − = =
Tại thời điểm 2t thì
2
2
2log 2,5
2 1 2 1 5,25
t
T
N
N
= − = − =
. Chọn A
Câu 53. Hình vẽ biểu diễn số hạt
được phát ra từ một chất phóng xạ
theo thời gian
t
. Thang đo được sử dụng trong hình vẽ ứng với mỗi ô
nằm ngang là
4 s
. Chu kì bán rã của chất phóng xạ là
A.
8 s
.
B.
4 s
.
C.
1 s
.
D.
2 s
Hướng dẫn
8
8
0
0
16
16
0
8 . 1 2
8 1 2
. 1 2 8
12
12
12 . 1 2
T
t
T
T
T
T
ôN
N N T s
ôN
−
−
−
−
−

=−


−
= − = =



−
=−


. Chọn A
Câu 54. Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày và có
khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,72. Tuổi
của mẫu A nhiều hơn mẫu B là
A. 199,8 ngày. B. 199,5 ngày. C. 190,4 ngày. D. 189,8 ngày.
Lời giải
Đáp án B
Ta có:
( )
ln2
ln2
0
ln2
0
2,72 199,5
−−
−
= = =
A
AB
B
t
T
tt
B
T
t
A
T
Ne
N
e
N
Ne
(ngày).
Câu 55. Hạt nhân
210
84
Po phóng xạ
thành hạt nhân
206
82
Pb
. Ban đầu mẫu chất chứa
210
84
Po
nguyên chất.
Tại thời điểm
1
t
, tỉ lệ số hạt nhân
206
82
Pb
và hạt nhân
210
84
Po
trong mẫu là 7: 1. Tại thời điểm
2
t
, tỉ lệ này là
63: 1. Chu kì bán rã của
210
84
Po là
A.
21
4
tt−
B.
21
5
tt−
C.
21
2
tt−
D.
21
3
tt−
Hướng dẫn
1
2
1
0
21
2
9
12
3
2 1 7
2 1 3
6
.2
2 1 63
t
t
T
t
T
T
t
t
T
T
t
N
tt
N
T
t
NT
N
T
−
−

−

=
−=
−


= = − =


=
−=
. Chọn D
Trang 17
Câu 56. Giả sử có một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ có chu kì bán rã là
1
100T =
ngày và
21
2 TT=
. Ban
đầu, mỗi chất có số hạt bằng nhau, sau thời gian t số hạt của hỗn hợp chưa bị phân rã chỉ còn lại một nửa
so với ban đầu. Giá trị của
t
là
A. 138,8 ngày B. 150 ngày C. 300 ngày D. 173,2 ngày
Hướng dẫn
1
10
.2
t
T
NN
−
=
và
2
20
.2
t
T
NN
−
=
Ban đầu hỗn hợp có
0
2N
hạt
Khi
12
100 200
1 2 0
2 2 1 2 2 1 138,8
tt
tt
TT
N N N t
−−
−−
+ = + = + =
ngày. Chọn A
Câu 57. Để xác định tuổi của một cổ vật bằng gỗ, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp xác định
tuổi theo lượng
14
C
. Khi cây còn sống, nhờ sự trao đồi chất với môi trường nên tỉ số giữa số nguyên tử
14
C
và số nguyên tử
12
C
có trong cây tuy rất nhỏ nhưng luôn không đổi. Khi cây chết, sự trao đổi chất
không còn nữa trong khi
14
C
là chất phóng xạ
−
với chu kì bán rã 5730 năm nên tỉ số giữa số nguyên tử
14
C
và số nguyên tử
12
C
có trong gỗ sẽ giảm. Một mảnh gỗ của cồ vật có số phân rã của
14
C
trong 1 giờ
là 497. Biết rằng với mảnh gỗ cùng khối lượng của cây cùng loại khi mới chặt thì số phân rã của
14
C
trong 1 giờ là 921. Tuổi của cổ vật là
A. 1500 năm. B. 5100 năm. C. 8700 năm. D. 3600 năm.
Hướng dẫn (Group Giải toán vật lý)
0
. 1 2 921
t
T
NN
−

= − =


5730 5730
0
497
.2 . 1 2 497 2 5100
921
tt
t
T
N N t
−−
−

= − = =


năm. Chọn B
Câu 58. Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ
lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ.
Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi Δt << T) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong
lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một
lượng tia γ như lần đầu?
A. 40 phút. B. 24,2 phút. C. 20 phút. D. 28,2 phút.
Lời giải:
0
. 1 2
t
T
NN
−

= −


'
0
.2 . 1 2
tt
TT
NN
− −

= −


năm.
t' 28,2 =
Chọn B
Câu 59. Pôlôni
210
84
Po
là chất phóng xạ và tạo thành hạt nhân chì bền
206
82
Pb
với chu kì bán rã là 138
ngày. Ban đầu có một mẫu
210
84
Po
nguyên chất có khối lượng là 0,02 g. Các hạt phóng ra được hứng lên
một bản của tụ điện phẳng có điện dung 4 μF, bản còn lại của tụ điện nối đất. Lấy
23
6,02.10
A
N =
mol
−1
,
e = 1,6.10
−19
C. Biết ban đầu tụ chưa tích điện. Sau 10 phút, hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ điện có
giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 40 V. B. 24 V. C. 160 V. D. 80 V
Hướng dẫn
10
23 15
138.24.60
0
0,02
1 2 . . 1 2 .6,02.10 . 1 2 2.10
210
tt
Po
TT
A
Po
m
N N N
A
−
−−

= − = − = −


15 19 4
. 2.10 .2.1,6.10 6,4.10q N Ze
−−
= = =
(C)
Trang 18
4
6
6,4.10
160
4.10
q
U
C
−
−
= = =
(V). Chọn C
| 1/18
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

CHUYÊN ĐỀ ÔN TÂP MỨC ĐỘ 3 CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHÂN
1. Cấu tạo hạt nhân
Câu 1. Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số
prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam 27 Al là 13 A. 6,826.1022 B. 8,826.1022 C. 9,826.1022 D. 7,826.1022
Câu 2. Biết số Avôgađrô là 6,02.1023 /mol, khối lượng mol của urani U238 là 238 g/mol. Số nơtrôn
trong 119 gam urani U238 là A. 8,8.1025 B. 1,2.1025 C. 4,4.1025 D. 2,2.1025
Câu 3. Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm
99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng nguyên tử
234,0409u (chiếm 0,01%). Tính khối lượng trung bình. A. 238,0887u B. 238,0587u C. 237,0287u D. 238,0287u
Câu 4. Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là 14,0067u gồm 2 đồng vị là N14 và N15 có khối lượng
nguyên tử lần lượt là 14,00307u và 15,00011u. Phần trăm của N15 trong nitơ tự nhiên: A. 0,36% B. 0,59% C. 0,43% D. 0,68 %
2. Thuyết tương đối
Câu 5. Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng Mặt Trời giảm một lượng 3,744.1014 kg.
Biết vận tốc ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Công suất bức xạ (phát xạ) trung bình của Mặt Trời bằng A. 6,9.1015MW. B. 3,9.1020MW. C. 4,9.1040MW. D. 5,9.1010MW.
Câu 6. Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P= 3,9.1026 W.Phản ứng hạt nhân tronglòng Mặt
Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày)là1,945.1019
kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng A. 19 1, 958.10 kg. B. 19 0, 9725.10 kg. C. 19 3,89.10 kg. D. 19 1, 945.10 kg.
Câu 7. Khối lượng của electron chuyên động bằng hai lần khối lượng nghỉ của nó. Tìm tốc độ chuyển
động của electron. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). A. 0.4.108m/s B. 2,59.108m/s C. 1,2.108m/s D. 2,985.108m/s
Câu 8. Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô có năng lượng nghỉ E và có vận 0 12c tốc bằng
thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng 13 13E 25E
A. 2, 6E B. 0 C. 0 D. 2, 4E 0 12 13 0
Câu 9. Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì
êlectron này chuyển động với tốc độ bằng
A. 2,41.108m/s.
B. 2,75.108 m/s.
C. 1,67.108 m/s. D. 2,24.108 m/s.
Câu 10. Vận tốc của 1 êlectron tăng tốc qua hiệu điện thế 105 V là A. 0,4.108 m/s. B. 0,8.108 m/s. C. 1,2.108 m/s. D. 1,6.108 m/s.
3. Độ hụt khối và năng lượng liên kết
Câu 11. Tính năng lượng liên kết của 12C . Cho biết khối lượng của 12C là 11174,934 MeV/c²; nơtron tự 6 6
do là 939,6 MeV/c², của proton tự do là 938,3 MeV/c², và của electron là 0,511 MeV/c². Cho biết l u = 93l,5 MeV/c². A. 92,47 MeV. B. 62,4 McV. C. 65,5 MeV. D. 86,48 MeV.
Câu 12. Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân đơtêri 2 D lần lượt là 1,0073 u;; 1,0087 u và 1 2,0136 u. Biết 2
1u = 931,5MeV / c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơêri 2 D là 1
A. 4, 48MeV / nuclôn
B. 3,06 MeV/nuclôn C. 1,12MeV / uc n n lô D. 2, 24MeV / nuclôn
Câu 13. (ĐH − 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; 40 Ar ; 6 Li lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 18 3
39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng
lượng hên kết riêng của hạt nhân Ar Trang 1
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.
D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Câu 14. Cho năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 56Fe là 8, 8 MeV. Biết khối lượng của hạt prôtôn và 26
nơtrôn lần lượt là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u, trong đó l u = 931,5 MeV/c²
Khối lượng hạt nhân 56Fe là 26 A. 55,9200 u. B. 56,0143 u C. 55,9921u. D. 56,3810u.
Câu 15. Hạt nhân 4 He có năng lượng liên kết là 28, 4MeV , hạt nhân 6 Li có năng lượng liên kết là 39,2 2 3
MeV, hạt nhân 2 D có năng lượng liên kết là 2, 24MeV . Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững 1
của ba hạt nhân này. A. 4 6 2 He, Li, D B. 2 4 6 D, He, Li . C. 4 2 6 He, D, Li . D. 2 6 4 D, Li, He . 2 3 1 1 2 3 2 1 3 1 3 2
4. Phản ứng hạt nhân
Câu 16. Trong phản ứng hạt nhân 6 7 1
Li + X → Be + n, X là 3 4 0 A. 2 H B. 0 e e D. 4 He 1 1 − C. 01 2
Câu 17. Cho hạt prôtôn bắn vào các hạt nhân 9 Be đang đứng yên, người ta thấy các hạt tạo thành gồm 4
4 He và hạt nhân X. Hạt nhân X có cấu tạo gồm 2
A. 3 prôtôn và 3 nơtrôn
B. 3 prôtôn và 6 nơtrôn
C. 2 prôtôn và 2 nơtrôn
D. 2 prôtôn và 3 nơtrôn
Câu 18. Trong phản ứng phân rã phóng xạ 14 14 C →
N + X, hạt X chính là tia phóng xạ 6 7 A. β−. B. α. C. + β . D. 1H. 1
Câu 19. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β- thì hạt nhân 232 Th biến đổi thành hạt 90 nhân 208 Pb ? 82
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 α; 6 lần phóng xạ β-.
D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β-.
Câu 20. Cho phản ứng hạt nhân 9 12 Be +  ⎯⎯
→ C + n , trong đó khối lượng các hạt tham gia và tạo thành 4 6
trong phản ứng là m = 4, 0015u; m
= 9,0122u;m =12,0000u;m =1,0087u =  và 2 1u 931,5MeV / c . Be C n
Phản ứng hạt nhân này
A. thu vào 4,66 MeV.
B. tỏa ra 4,66 MeV.
C. thu vào 6,46 MeV. D. tỏa ra 6,46 MeV.
Câu 21. Cho phản ứng nhiệt hạch 2 2 3 1
H + H → He + n . Biết khối lượng nguyên tử của 2 3 1 H, He, n lần 1 1 2 0 1 2 0
lượt là 2,0135 u; 3,0149 u; 1,0087 u và 2
1u = 931, 5MeV / c . Năng lượng tỏa ra của phán ứng là A. 6, 34MeV B. 1, 59MeV C. 4, 76MeV D. 3,17MeV
Câu 22. (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân: 4 3 2 T + D ⎯⎯
→ He + X . Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt 1 1 2
nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và lu = 931,5 MeV/c2. Năng lượng
tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng A. 15,017 MeV B. 200,025 MeV C. 17,498 MeV D. 21,076 MeV
Câu 23. Một phản ứng hạt nhân có phương trình là 37 37
Cl + p → n + Ar . Cho biết độ hụt khối của hạt 17 18
nhân 37 Cl và hạt 37 Ar lần lượt là 0, 3415u và 0, 3398u . Lấy 2
lu = 931, 5MeV / c . Phản úng này 17 18
A. tỏa 1, 58MeV .
B. thu 1, 02MeV .
C. thu 1, 58MeV . D. tóa 1, 02MeV .
Câu 24. Xét phản ứng kết hợp 2 3 4 1
H + H → He + n . Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt đotêri, triti 1 1 2 0
và 4 He lần lượt là 1,16MeV / nuclôn; 2,82MeV / nuclôn; 7, 07MeV / nuclôn. Phản ứng này tỏa một năng 2 lượng bằng A. 17, 50MeV . B. 11, 05MeV . C. 39, 06MeV . D. 24, 30MeV . Trang 2
Câu 25. Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thori Th230.
Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của
Th230 là 7,7 MeV/nuclôn. A. 13,98 MeV. B. 10,82 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV.
Câu 26. (ĐH−2007) Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10−27 kg; 1
eV =1,6.10−19 J; c = 3.108 m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C12 thành các nuclôn riêng biệt bằng A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV.
Câu 27. Để phản ứng 9 1 Be +  ⎯⎯
→2. + n có thể xảy ra, lượng tử  phải có năng lượng tối thiều là bao 4 0
nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, mBe = 9,01218u; mα = 4,0026u; mn= l,0087u; 2uc2 = 931,5 MeV. A. 2,53 MeV. B. 1,44 MeV. C. 1,75 MeV. D. 1,6 MeV.
Câu 28. Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân 12 C đứng yên tách thành các hạt nhân 4 He . Tần số 6 2
của tia gamma là 4.1021Hz. Các hạt hêli có cùng động năng. Cho mc = 12,000u; mHe = 4,0015u; 1uc2 =
931MeV; h = 6,625.10-34(Js). Động năng mỗi hạt hêli bằng A. 5,56.10-13J. B. 4,6.10-13J. C. 6,6.10-13J. D. 7,56.10-13J.
Câu 29. Cho phản ứng hạt nhân 1 7
H + Li → 2X . Biết m = 4, 0015u, m = 1, 0073u, m = 7,0012u , 1 3 X H Li 2
1uc = 931MeV và số Avogadro 23
N = 6, 02 10 . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 2 g chất X là A A. 23 4.10 MeV . B. 23 7, 7 10 MeV . C. 23 15, 4.10 MeV . D. 26 11, 310 MeV .
Câu 30. Cho phản úng nhiệt hạch có phương trình: 3 2 4
T + D → He + n . Biết độ hụt khối của các hạt 1 1 2 m  = 0,009106u , m  = 0,002491u , m  = 0,030382u và 2 1u = 931, 5MeV / c , 23 1 N 6, 02.10 mol− = . T D He A
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1, 2 g Heli theo phản ứng trên là A. 24 3,16.10 MeV . B. 23 3,16.10 MeV . C. 17, 50MeV . D. 23 17, 50.10 MeV . Câu 31. 235 1 95 139 1 U + n Mo + La + 2 n + 7e− →
là một phản ứng phân hạch của Uranin 235U . Biết 92 0 42 57 0
khối lượng hạt nhân: m = 234, 99 u; m
= 94,88 u; m =138,87 u; m =1,0087 u. U Mo La n
Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là 6
46.10 J/kg. Khối lượng xăng cần dùng để có thể tỏa năng lượng
tương đương 1 gam 235U phân hạch là A. 1616 kg. B. 1717 kg. C. 1818 kg. D. 1919 kg.
Câu 32. Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng
này sinh ra đều do sự phân hạch của 235u và đồng vị này chì bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi
năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro NA = 6,023.1023mol−1. Khối lượng 235U
mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là: A. 461,6 g. B. 461,6 lcg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.
Câu 33. Trong phản ứng dây chuyền của hạt nhân 23 U 5
, phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân 23 U 5 bị phân
rã và hệ số nhân notron là 1,6. Tính tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101. A. 5,45.1023 B. 3,24.1022 C. 6,88.1022 D. 6,22.1023
5. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Câu 34. Hạt α có động năng 6,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 9 Be đứng yên, gây ra phản ứng: 4 12 9  + Be ⎯⎯
→ C + n . Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng của hạt C gấp 5 lần 4 6
động năng hạt n. Động năng của hạt nhân n là A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 2 MeV.
Câu 35. Dủng một hạt α có động năng 4 MeV bắn vào hạt nhân 7N14 đang đứng yên gây ra phản ứng: 14 1 17
 + N → p + O . Cho khối lượng các hạt nhân: mα = 4,0015u; m 7 1 8
P = l,0073u; mn = 13,9992u; m0 =
16,9947u và lu = 931,5 MeV/C2; c = 3.108 m/s; lMeV = 1,6.10-13 J. Nếu hai hạt tạo thành có cùng tốc độ
thì tốc độ đó bằng
A. 5,5.106 m/s.
B. 5,5.105 m/s.
C. 3,1.107 m/s. D. 3,1.106 m/s. Trang 3
Câu 36. Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân 7 Li đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt 3 nhân 7 p + Li ⎯⎯
→ 2 . Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ  , hai hạt α có cùng động năng và bay theo 3
hai hướng tạo với nhau góc 160°. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đon vị u gần đúng bằng sổ khối
của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là A. 14,6 MeV. B. 10,2 MeV. C. 17,3 MeV. D. 20,4 MeV.
Câu 37. Bắn phá một prôtôn vào hạt nhân 7 Li đứng yên. Phản ứng hạt nhân sinh ra hai hạt nhân X giống 3
nhau và có cùng tốc độ. Biết tốc độ của prôtôn bằng 4 lần tốc độ hạt nhân X. Coi khối lượng của các hạt
nhân bằng số khối theo đơn vị u. Góc tạo bởi phương chuyển động của hai hạt X là A. 60°. B. 90°. C. 120°. D. 150°.
Câu 38. Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số
khối là A, hạt α phát ra tốc độ v. Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u. Tốc
độ của hạt nhân Y bằng 4v 2v 4v 2v A. . B. . C. . D. . A + 4 A − 4 A − 4 A + 4
Câu 39. Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau: U234 →  + Th230 . Cho biết tỉ
lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành
động năng của các hạt tạo thành. Động năng của hạt α là 4 MeV. Tính năng lượng phản ứng tỏa ra. A. 4,06 MeV. B. 4,07 MeV. C. 4,04MeV. D. 4,08 MeV.
Câu 40. Dùng hạt  có động năng 5, 3MeV bắn vào một hạt nhân 9 Be đang đứng yên, gây ra phản ứng 4 9
 + Be → n + X . Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt  . Cho 4
biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,7 MeV. Coi khối lượng của mỗi hạt tính ra đơn vị u xấp xỉ bằng số
khối của nó. Hạt nhân X tạo ra sau phản ứng có động năng xấp xỉ bằng A. 18, 3MeV . B. 0, 5MeV . C. 2, 5MeV . D. 8, 3MeV .
Câu 41. Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 9 Be đang đứng yên. Phản ứng tạo ra 4
hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4
MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đon vị khối lượng nguyên tử bằng
số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng này bằng A. 4,225 MeV. B. 1,145 MeV. C. 2,125 MeV. D. 3,125 MeV. 6. Phóng xạ
Câu 42. Chất phóng xạ 24 Na có chu kì bán rã 15 giờ. So với khối lượng Na ban đầu, khối lượng chất này 11
bị phân rã trong vòng 5h đầu tiên bằng A. 70,7%. B. 29,3%. C. 79,4%. D. 20,6%
Câu 43. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,2 năm, ban đầu có N hạt nhân. Thời gian để số hạt 0 N
nhân của chất phóng xạ này còn lại 0 là 16 A. 16 năm. B. 51,2 năm. C. 12,8 năm. D. 3,2 năm.
Câu 44. Pôlôni 210 Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã là T = 138 ngày đêm. Hạt nhân pôlôni 84
210 Po phóng xạ sẽ biến đổi thành hạt nhân chì 206 Pb và kèm theo tia  . Ban đầu có 70 mg chất phóng 84 82
xạ pôlôni. Sau 276 ngày đêm khối lượng hạt nhân chì được sinh ra là A. 52, 5mg . B. 17, 2mg . C. 51, 5mg . D. 17, 5mg .
Câu 45. Đồng vị 210 Po là một chất phóng xạ  có chu kì bán rã 138 ngày tạo thành đồng vị bền 206Po . 84 82
Ban đầu (t = 0) , có một mẩu quặng phóng xạ nguyên chất 210Po có khối lượng 80 g. Tại thời điểm 84
t = 200 ngày, khối lượng mẩu quặng là A. 79,0 g. B. 29, 3 g . C. 49, 7 g . D. 1, 0 g . Trang 4
Câu 46. Ban đầu có một lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tố X, có chu kì bán rã là T. Sau
thời gian t = 3T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân khác và số hạt nhân còn
lại của chất phóng xạ X bằng A. 8. B. 7. C. 1/7. D. 1/8.
Câu 47. Cho biết hạt nhân X phóng ra hạt  tạo thành hạt nhân Y bên vững với chu kì bán rã T . Tại
thời điểm t = 0 có một mẫu chất X nguyên chất. Đến thời điểm t thì số nguyên tử chất Y gấp 7 lần số
nguyên tử chất X còn lại. Thời điểm t bằng A. 3 T B. 2 T C. 2,81 T D. 3,18 T
Câu 48. Đồng vị phóng xạ 210 Po phân rã  , biến thành đồng vị bền 206 Pb với chu kỳ bán rã 138 ngày. 84 82
Ban đầu có một mẫu 210 Po tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt  và hạt nhân 206 Pb (được tạo ra) 84 82
gấp 14 lần số hạt nhân 210 Po còn lại. Giá trị của t bằng 84 A. 414 ngày B. 828 ngày C. 276 ngày D. 552 ngày
Câu 49. Hạt nhân Po210 là hạt nhân phóng xạ α, sau khi phát ra tia α nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng
một mẫu Po210, sau 30 (ngày) người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và của Po210 trong mẫu bằng
0,1595. Xác định chu kì bán rã của Po210.
A. 138,074 ngày.
B. 138,025 ngày.
C. 138,086 ngày. D. 138,047 ngày.
Câu 50. Gọi Δt là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số
của loga tự nhên lne =1). Sau khoảng thời gian 0,51 Δt chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu: A. 50% B. 60% C. 70% D. 80%
Câu 51. Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất, ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X
còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ
còn 5% so với số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s.
Câu 52. Ban đầu có một mẫu đồng vị phóng xạ X nguyên chất. Biết hạt nhân con do đồng vị phóng xạ
này tạo ra là Y. Đến thời điểm t, tỷ lệ số hạt nhân Y và X trong mẫu là 1,5. Đến thời điểm 2t, tỷ lệ hạt
nhân Y và X có trong mẫu là A. 5,25. B. 3,00. C. 6,25. D. 4,50.
Câu 53. Hình vẽ biểu diễn số hạt  được phát ra từ một chất phóng xạ
 theo thời gian t . Thang đo được sử dụng trong hình vẽ ứng với mỗi ô
nằm ngang là 4 s . Chu kì bán rã của chất phóng xạ là A. 8 s . B. 4 s . C. 1 s . D. 2 s
Câu 54. Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày và có
khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,72. Tuổi
của mẫu A nhiều hơn mẫu B là A. 199,8 ngày. B. 199,5 ngày. C. 190,4 ngày. D. 189,8 ngày.
Câu 55. Hạt nhân 210 Po phóng xạ  thành hạt nhân 206 Pb . Ban đầu mẫu chất chứa 210 Po nguyên chất. 84 82 84
Tại thời điểm t , tỉ lệ số hạt nhân 206 Pb và hạt nhân 210 Po trong mẫu là 7: 1. Tại thời điểm t , tỉ lệ này là 1 82 84 2
63: 1. Chu kì bán rã của 210 Po là 84 t − t t − t t − t t − t A. 2 1 B. 2 1 C. 2 1 D. 2 1 4 5 2 3 Trang 5
Câu 56. Giả sử có một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ có chu kì bán rã là T = 100 ngày và T = 2 T . Ban 1 2 1
đầu, mỗi chất có số hạt bằng nhau, sau thời gian t số hạt của hỗn hợp chưa bị phân rã chỉ còn lại một nửa
so với ban đầu. Giá trị của t là A. 138,8 ngày B. 150 ngày C. 300 ngày D. 173,2 ngày
Câu 57. Để xác định tuổi của một cổ vật bằng gỗ, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp xác định
tuổi theo lượng 14 C . Khi cây còn sống, nhờ sự trao đồi chất với môi trường nên tỉ số giữa số nguyên tử
14 C và số nguyên tử 12 C có trong cây tuy rất nhỏ nhưng luôn không đổi. Khi cây chết, sự trao đổi chất
không còn nữa trong khi 14 C là chất phóng xạ  − với chu kì bán rã 5730 năm nên tỉ số giữa số nguyên tử
14 C và số nguyên tử 12 C có trong gỗ sẽ giảm. Một mảnh gỗ của cồ vật có số phân rã của 14 C trong 1 giờ
là 497. Biết rằng với mảnh gỗ cùng khối lượng của cây cùng loại khi mới chặt thì số phân rã của 14 C
trong 1 giờ là 921. Tuổi của cổ vật là A. 1500 năm. B. 5100 năm. C. 8700 năm. D. 3600 năm.
Câu 58. Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ
lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ.
Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi Δt << T) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong
lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một
lượng tia γ như lần đầu? A. 40 phút. B. 24,2 phút. C. 20 phút. D. 28,2 phút.
Câu 59. Pôlôni 210Po là chất phóng xạ  và tạo thành hạt nhân chì bền 206Pb với chu kì bán rã là 138 84 82
ngày. Ban đầu có một mẫu 210Po nguyên chất có khối lượng là 0,02 g. Các hạt  phóng ra được hứng lên 84
một bản của tụ điện phẳng có điện dung 4 μF, bản còn lại của tụ điện nối đất. Lấy 23 N = 6, 02.10 mol−1, A
e = 1,6.10−19C. Biết ban đầu tụ chưa tích điện. Sau 10 phút, hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ điện có
giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 40 V. B. 24 V. C. 160 V. D. 80 V
HƯỚNG DẪN GIẢI ÔN TẬP MỨC 3 CHƯƠNG 7 VẬT LÍ HẠT NHÂN
1. Cấu tạo hạt nhân
Câu 1. (CĐ−2008) Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối
của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam 27 Al là 13 A. 6,826.1022 B. 8,826.1022 C. 9,826.1022 D. 7,826.1022 Lời giải 23 0, 27.6, 02.10
Số proton = 13.(Số gam/Khối lượng mol) 22 . N = 13. = 7,826.10 A 27  Chọn D
Câu 2. (ĐH−2007) Biết số Avôgađrô là 6,02.1023 /mol, khối lượng mol của urani U238 là 238 g/mol. Số
nơtrôn trong 119 gam urani U238 là A. 8,8.1025 B. 1,2.1025 C. 4,4.1025 D. 2,2.1025 Lời giải 119 N
= 238 − 92 . (Số gam/Khối lượng mol) 23 25 .N = 146. .6, 02.10 = 4, 4.10 nuclon ( ) A 128  Chọn C
Câu 3. Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm
99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng nguyên tử
234,0409u (chiếm 0,01%). Tính khối lượng trung bình. A. 238,0887u B. 238,0587u C. 237,0287u D. 238,0287u Lời giải Trang 6 97, 27 0, 72 0, 01 m = .238, 088u + .235, 0439u + .234, 0409u = 238, 0287u 100 100 100  Chọn D
Câu 4. Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là 14,0067u gồm 2 đồng vị là N14 và N15 có khối lượng
nguyên tử lần lượt là 14,00307u và 15,00011u. Phần trăm của N15 trong nitơ tự nhiên: A. 0,36% B. 0,59% C. 0,43% D. 0,68 % Lời giải
m = xm + 1− x m  14, 0067u = x.15, 00011u + 1− x .14, 00307u  x = 0, 0036 1 ( ) 2 ( )  Chọn A
2. Thuyết tương đối
Câu 5. [Trích đề thi THPT QG năm 2007] Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng Mặt
Trời giảm một lượng 3,744.1014 kg. Biết vận tốc ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Công suất bức
xạ (phát xạ) trung bình của Mặt Trời bằng A. 6,9.1015MW. B. 3,9.1020MW. C. 4,9.1040MW. D. 5,9.1010MW. Lời giải
Công suất bức xạ trung bình của mặt trời: 3, 744.10 . E mc (3.10 )2 14 8 2 20 P = = = = 3,9.10 W M Chọn B t t 86400
Câu 6. Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P= 3,9.1026 W.Phản ứng hạt nhân tronglòng Mặt
Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày)là1,945.1019
kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng A. 19 1, 958.10 kg. B. 19 0, 9725.10 kg. C. 19 3,89.10 kg. D. 19 1, 945.10 kg.
Năng lượng phản ứng trong lòng Mặt trời trong 1 năm w W= P.t= 2 19
(m − m )c → m = + m =1,958.10 (kg) HH 2  c
Câu 7. Khối lượng của electron chuyên động bằng hai lần khối lượng nghỉ của nó. Tìm tốc độ chuyển
động của electron. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). A. 0.4.108m/s B. 2,59.108m/s C. 1,2.108m/s D. 2,985.108m/s Lời giải 2 m v 1 c 3 0 8 m = = 2m  1− =  v =
 2,59.10 m / s  Chọn B 0 ( ) 2 2 c 2 2 v 1− 2 c
Câu 8. Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô có năng lượng nghỉ E và có vận 0 12c tốc bằng
thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng 13 13E 25E
A. 2, 6E B. 0 C. 0 D. 2, 4E 0 12 13 0 Lời giải m E E 0 0 0 m =  E = =
= 2,6E . Chọn A 0 2 2 2  v   v  12  1− 1− 1−        c   c   13 
Câu 9. (ĐH−2011) Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ
của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng
A. 2,41.108m/s.
B. 2,75.108 m/s.
C. 1,67.108 m/s. D. 2,24.108 m/s. Lời giải 1 1 m 2 2 2 0 W = E  mc − m c = m c  2m = 3m  2 = 3m d 0 0 0 0 0 2 2 2 v 1− 2 c Trang 7 2 v 2 c 5 8  1− =  v =
 2, 24.10 (m / s)  Chọn D 2 c 3 3
Câu 10. Vận tốc của 1 êlectron tăng tốc qua hiệu điện thế 105 V là A. 0,4.108 m/s. B. 0,8.108 m/s. C. 1,2.108 m/s. D. 1,6.108 m/s. Lời giải     1 2   8 e U = W = m c
 v  1,6.10 m / s  Chọn D d 0 ( )  2  v  1−  2  c 
3. Độ hụt khối và năng lượng liên kết
Câu 11. Tính năng lượng liên kết của 12C . Cho biết khối lượng của 12C là 11174,934 MeV/c²; nơtron tự 6 6
do là 939,6 MeV/c², của proton tự do là 938,3 MeV/c², và của electron là 0,511 MeV/c². Cho biết l u = 93l,5 MeV/c². A. 92,47 MeV. B. 62,4 McV. C. 65,5 MeV. D. 86,48 MeV. Lời giải
Năng lượng liên kết của C12 là:  E =  .
m c² = 6.939, 6 + 6.938, 3 −11174, 934 = 92, 466 MeV . Chọn A
Câu 12. Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt nhân đơtêri 2 D lần lượt là 1,0073 u;; 1,0087 u và 1 2,0136 u. Biết 2
1u = 931,5MeV / c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơêri 2 D là 1
A. 4, 48MeV / nuclôn
B. 3,06 MeV/nuclôn C. 1,12MeV / uc n n lô D. 2, 24MeV / nuclôn Hướng dẫn m
 = m + m − m = 1,0073 +1,0087 − 2,0136 = 0,0024u p n D 2 W = m
c = 0,0024.931,5 = 2, 2356MeV lk W 2, 2356 lk  = =
=1,1178MeV / nuclon . Chọn C A 2
Câu 13. (ĐH − 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; 40 Ar ; 6 Li lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 18 3
39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng
lượng hên kết riêng của hạt nhân Ar
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.
D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV. Lời giải Zm + A − Z m − m  c W  p ( ) 2  Áp dụng công thức: n X lk  = = A A  18.1  , 0073 +  (40 −18) 2 1, 0087 − 39, 9525 uc   = = 5, 20 MeV / nuclon Ar ( )  40  = 6 = 8,62 MeV / nuclon  Li ( )
 −  = 8,62 − 5, 20 = 3, 42 MeV  Chọn B Ar Li ( )
Câu 14. Cho năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 56Fe là 8, 8 MeV. Biết khối lượng của hạt prôtôn và 26
nơtrôn lần lượt là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u, trong đó l u = 931,5 MeV/c²
Khối lượng hạt nhân 56Fe là 26 A. 55,9200 u. B. 56,0143 u C. 55,9921u. D. 56,3810u. Lời giải
Năng lượng liên kết của hạt nhân Fe là:  E =  A = 8,8.56 = 492,8MeV lk E  492,8 Mặt khác 2 E  =  . lk m c m  = = = 0,529 . u lk 2 c 931,5 Mà: m  = Z.m + 
( A− Z ).m  − m p n Trang 8m
 = 26.1,007276u + (56 − 26).1,008665u − m = 0,529  m = 55,92 . u Chọn A Fe Fe
Câu 15. Hạt nhân 4 He có năng lượng liên kết là 28, 4MeV , hạt nhân 6 Li có năng lượng liên kết là 39,2 2 3
MeV, hạt nhân 2 D có năng lượng liên kết là 2, 24MeV . Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững 1
của ba hạt nhân này. A. 4 6 2 He, Li, D B. 2 4 6 D, He, Li . C. 4 2 6 He, D, Li . D. 2 6 4 D, Li, He . 2 3 1 1 2 3 2 1 3 1 3 2 Hướng dẫn  28, 4  = = 7,1  He 4  W  39, 2 lk  =    =
 6,5       . Chọn D Li A 6 D Li He   2, 24  = = 1,12  D  2
4. Phản ứng hạt nhân
Câu 16. Trong phản ứng hạt nhân 6 7 1
Li + X → Be + n, X là 3 4 0 A. 2 H B. 0 e e D. 4 He 1 1 − C. 01 2 Hướng dẫn 6 + A = 7 +1 A = 2    . Chọn A 3  + Z = 4 + 0 Z =1
Câu 17. Cho hạt prôtôn bắn vào các hạt nhân 9 Be đang đứng yên, người ta thấy các hạt tạo thành gồm 4
4 He và hạt nhân X. Hạt nhân X có cấu tạo gồm 2
A. 3 prôtôn và 3 nơtrôn
B. 3 prôtôn và 6 nơtrôn
C. 2 prôtôn và 2 nơtrôn
D. 2 prôtôn và 3 nơtrôn Lời giải:
Phương trình phản ứng hạt nhân: 1 9 4 A p + Be ⎯⎯ → He + X 1 4 2 Z
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 1+ 4 = 2 + Z  Z = 3
Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 1+ 9 = 4 + A  A = 6
Vậy hạt nhân X có kí hiệu là 6 X , và X là hạt nhân 6 Li 3 3
Hạt nhân X có 3 prôtôn và (6 − 3) = 3 nơtrôn. Chọn A
Câu 18. Trong phản ứng phân rã phóng xạ 14 14 C →
N + X, hạt X chính là tia phóng xạ 6 7 A. β−. B. α. C. + β . D. 1H. 1 Hướng dẫn 14 14 0 C → N + X . Chọn A 6 7 1 −
Câu 19. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β- thì hạt nhân 232 Th biến đổi thành hạt 90 nhân 208 Pb ? 82
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 α; 6 lần phóng xạ β-.
D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β-. Lời giải:
Phương trình phản ứng: 232 208 4 0 Th ⎯⎯ → Pb + x He + y  90 82 2 1 −
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối, ta được: 4x + 0.y = 232 − 208 = 24 x = 6 x = 6      . 2x + ( 1 − ).y = 90 −82 = 8 2x − y = 8 y = 4 −
Vậy có 6 hạt  và 4 hạt  . Chọn D Trang 9
Câu 20. Cho phản ứng hạt nhân 9 12 Be +  ⎯⎯
→ C + n , trong đó khối lượng các hạt tham gia và tạo thành 4 6
trong phản ứng là m = 4, 0015u; m
= 9,0122u;m =12,0000u;m =1,0087u =  và 2 1u 931,5MeV / c . Be C n
Phản ứng hạt nhân này
A. thu vào 4,66 MeV.
B. tỏa ra 4,66 MeV.
C. thu vào 6,46 MeV. D. tỏa ra 6,46 MeV. Lời giải:
Phương trình phản ứng: 9 12 Be +  ⎯⎯ → C + n 4 6
Năng lượng của phản ứng: 2 E  = (m + m − m − m )c Be  C n  E
 = (9,0122 + 4,0015 −12,0000 −1,0087).931,5  E
  4,66MeV  0  phản ứng hạt nhân này tỏa năng lượng. Chọn B
Câu 21. Cho phản ứng nhiệt hạch 2 2 3 1
H + H → He + n . Biết khối lượng nguyên tử của 2 3 1 H, He, n lần 1 1 2 0 1 2 0
lượt là 2,0135 u; 3,0149 u; 1,0087 u và 2
1u = 931, 5MeV / c . Năng lượng tỏa ra của phán ứng là A. 6, 34MeV B. 1, 59MeV C. 4, 76MeV D. 3,17MeV Hướng dẫn E
 = (m − m ) 2
c = (2.2, 0135 − 3, 0149 −1, 0087).931,5  3,17MeV . Chọn D t s
Câu 22. (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân: 4 3 2 T + D ⎯⎯
→ He + X . Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt 1 1 2
nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và lu = 931,5 MeV/c2. Năng lượng
tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng A. 15,017 MeV B. 200,025 MeV C. 17,498 MeV D. 21,076 MeV Lời giải E  = ( m  − m  ) 2c = ( m  + 0 − m  − m  ) 2c =17,498 MeV sau truoc He T D ( )  Chọn C
Câu 23. Một phản ứng hạt nhân có phương trình là 37 37
Cl + p → n + Ar . Cho biết độ hụt khối của hạt 17 18
nhân 37 Cl và hạt 37 Ar lần lượt là 0, 3415u và 0, 3398u . Lấy 2
lu = 931, 5MeV / c . Phản úng này 17 18
A. tỏa 1, 58MeV .
B. thu 1, 02MeV .
C. thu 1, 58MeV . D. tóa 1, 02MeV . Lời giải E  = ( m  − m
) 2c = (0,3398−0,3415).931,5  −1,58MeV  0 . Chọn C Ar Cl
Câu 24. Xét phản ứng kết hợp 2 3 4 1
H + H → He + n . Biết năng lượng liên kết riêng của các hạt đotêri, triti 1 1 2 0
và 4 He lần lượt là 1,16MeV / nuclôn; 2,82MeV / nuclôn; 7, 07MeV / nuclôn. Phản ứng này tỏa một năng 2 lượng bằng A. 17, 50MeV . B. 11, 05MeV . C. 39, 06MeV . D. 24, 30MeV . Hướng dẫn E
 = W −W −W = 7,07.4 −1,16.2 − 2,82.3 =17,5MeV . Chọn A He D T
Câu 25. Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thori Th230.
Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của
Th230 là 7,7 MeV/nuclôn. A. 13,98 MeV. B. 10,82 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV. Lời giải E
 = (W s −  W =  A +  A −  A lk ) ( lk )   Th Th U U t
= 7,1.4 + 7,7.230 − 7,63.234 = 13,98(MeV)  Chọn A
Câu 26. (ĐH−2007) Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10−27 kg; 1
eV =1,6.10−19 J; c = 3.108 m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C12 thành các nuclôn riêng biệt bằng A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV. Lời giải Trang 10
Năng lượng cần để tách hạt nhân Cl2 thành các nuclôn riêng biệt bằng năng lượng liên kết của hạt
nhân. Hạt nhân 12C có 6 prôtôn và 6 nơtrôn. 6 2
 E = m c = ( m + m − m c lk p n C ) 2 . 6 6
=(6.1,00728+6.1,00867-12).931.5 =89,4MeV. Chọn B
Câu 27. Để phản ứng 9 1 Be +  ⎯⎯
→2. + n có thể xảy ra, lượng tử  phải có năng lượng tối thiều là bao 4 0
nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, mBe = 9,01218u; mα = 4,0026u; mn= l,0087u; 2uc2 = 931,5 MeV. A. 2,53 MeV. B. 1,44 MeV. C. 1,75 MeV. D. 1,6 MeV. Lời giải:
Nếu phản ứng thu năng lượng 2 2 E
 = m c − m c  0 thì năng lượng tối thiểu của phôtôn cần truoc sau
thiết để phản ứng thực hiện được là  = −E min Ta có: 2 2 2 E  = m c − 2m c − m c = 1 − ,6(MeV)   = − E
 = 1,6(MeV) . Chọn D Be  n
Câu 28. Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân 12 C đứng yên tách thành các hạt nhân 4 He . Tần số 6 2
của tia gamma là 4.1021Hz. Các hạt hêli có cùng động năng. Cho mc = 12,000u; mHe = 4,0015u; 1uc2 =
931MeV; h = 6,625.10-34(Js). Động năng mỗi hạt hêli bằng A. 5,56.10-13J. B. 4,6.10-13J. C. 6,6.10-13J. D. 7,56.10-13J. Lời giải: Phương trình phản ứng: 12 4 4 4  + C ⎯⎯ → He + He + He 6 2 2 2
Bảo toàn năng lượng toàn phần: 2 2 hf + m c = 3m c + 3K C He  − − Có: 34 21 12
hf = 6, 625.10 .4.10 = 2, 65.10 J = 16,5625MeV 2 2 hf + m c − 3m .c
16,5625 +12, 000.931− 3.4, 0015.931 C He  K = =  3 3 13
 K = 4,124MeV  6,6.10− J  . Chọn C
Câu 29. Cho phản ứng hạt nhân 1 7
H + Li → 2X . Biết m = 4, 0015u, m = 1, 0073u, m = 7,0012u , 1 3 X H Li 2
1uc = 931MeV và số Avogadro 23
N = 6, 02 10 . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 2 g chất X là A A. 23 4.10 MeV . B. 23 7, 7 10 MeV . C. 23 15, 4.10 MeV . D. 26 11, 310 MeV . Hướng dẫn 1 7 4 H + Li → 2 X 1 3 2 E
 = (m + m − m ) 2 2
c = (1, 0073 + 7,0012 − 2.4, 0015).931 = 5,1205MeV H Li X 1 m 1 2 23 23 . .N . E  = .
.6, 02.10 .5,1205  7, 7.10 MeV . Chọn B 2 A M 2 4, 0015 X
Câu 30. Cho phản úng nhiệt hạch có phương trình: 3 2 4
T + D → He + n . Biết độ hụt khối của các hạt 1 1 2 m  = 0,009106u , m  = 0,002491u , m  = 0,030382u và 2 1u = 931, 5MeV / c , 23 1 N 6, 02.10 mol− = . T D He A
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1, 2 g Heli theo phản ứng trên là A. 24 3,16.10 MeV . B. 23 3,16.10 MeV . C. 17, 50MeV . D. 23 17, 50.10 MeV . Hướng dẫn E  = ( m  − m  ) 2
c = (0, 030382 − 0, 009106 − 0, 00249).931,5  17,5MeV s t m 1, 2 23 24 N E  = .N . E  =
.6, 02.10 .17, 5  3,16.10 . Chọn A A A 4 Câu 31. 235 1 95 139 1 U + n Mo + La + 2 n + 7e− →
là một phản ứng phân hạch của Uranin 235U . Biết 92 0 42 57 0
khối lượng hạt nhân: m = 234, 99 u; m
= 94,88 u; m =138,87 u; m =1,0087 u. U Mo La n
Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là 6
46.10 J/kg. Khối lượng xăng cần dùng để có thể tỏa năng lượng
tương đương 1 gam 235U phân hạch là Trang 11 A. 1616 kg. B. 1717 kg. C. 1818 kg. D. 1919 kg. Lời giải:
Số hạt nhân nguyên tử 235U trong 1 gam vật chất U là m 1 23 21 N = .N = .6, 02.10 = 2,5617.10 hạt A A 235
Năng lượng tỏa ra khi giải phóng hoàn toàn 1 hạt nhân phân hạch là E
 = (m − m) 2
c = (m + m − m − m − 2m c = U n Mo La n ) 2 215, 3403 MeV 0
Năng lượng khi 1 gam U phản ứng phân hạch là 21 23 10 E = N. E
 = 2,5617.10 .215,3403 = 5,5164.10 MeV = 8,8262.10 J
Khối lượng xăng cần dùng để có năng lượng tương đương 10 E 8,8262.10 m = = 1919 kg. Chọn D 6 6 46.10 46.10
Câu 32. (ĐH − 2013) Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng
mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235u và đồng vị này chì bị tiêu hao bởi quá trình
phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro NA =
6,023.1023mol−1. Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là: A. 461,6 g. B. 461,6 lcg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g. Lời giải
Năng lượng do phân hạch sinh ra trong 3 năm:
Atp = Aich = Pich.t = 200.106.3.365.86400 = 1,89216.1016 (J).
Vì mỗi phân hạch tỏa ΔE = 200 MeV = 3,2.10−11u (J) nên số hạt U235 cần phân hạch là: N 26 N 5,913.10 = A =
.0, 235 = 230,8(kg)  Chọn C 23 N 6, 02.10 A
Câu 33. Trong phản ứng dây chuyền của hạt nhân 23 U 5
, phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân 23 U 5 bị phân
rã và hệ số nhân notron là 1,6. Tính tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101. A. 5,45.1023 B.3,24.1022 C. 6,88.1022 D. 6,22.1023
Giải: Phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân 23 U 5
bị phân rã, phản ứng thứ hai có 100x1,6 =160 hạt nhân 23 U 5
; phản ứng thứ ba có 100 x (1,6)2 hạt nhân 23 U 5
;..... phản ứng thứ 100 có 100x (1,6)99
Tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101 100 . 6 , 1 ( 101 − ) 1
N = 100(1,60 + 1,61 + 1,62 +.... +1,6100) =
= 6,88.1022 hạt. Đáp án C 6 , 1 −1
5. Bảo toàn động lượng và năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Câu 34. Hạt α có động năng 6,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 9 Be đứng yên, gây ra phản ứng: 4 12 9  + Be ⎯⎯
→ C + n . Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng của hạt C gấp 5 lần 4 6
động năng hạt n. Động năng của hạt nhân n là A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 2 MeV. Lời giải 𝐾 1 𝐶 + 𝐾𝑛 = 𝛥𝐸 ⎵ + 𝐾𝛼 ⎵ = 12
𝐾𝑛 = . 12 = 2(𝑀𝑒𝑉) { +5,7 6 6,3 ⇒ { ⇒ 5 Chọn D 𝐾 𝐾 . 12 = 10(𝑀𝑒𝑉) 𝐶 = 5𝐾𝑛 𝐶 = 6
Câu 35. Dủng một hạt α có động năng 4 MeV bắn vào hạt nhân 7N14 đang đứng yên gây ra phản ứng: 14 1 17
 + N → p + O . Cho khối lượng các hạt nhân: mα = 4,0015u; m 7 1 8
P = l,0073u; mn = 13,9992u; m0 =
16,9947u và lu = 931,5 MeV/C2; c = 3.108 m/s; lMeV = 1,6.10-13 J. Nếu hai hạt tạo thành có cùng tốc độ
thì tốc độ đó bằng
A. 5,5.106 m/s.
B. 5,5.105 m/s.
C. 3,1.107 m/s. D. 3,1.106 m/s. Lời giải * Tính E  = (m + m − m − m ) 2 c = 1 − , 21095 MeV  N N O ( ) Trang 12 𝐾0 𝑚 𝑚 = 𝑂 ⇒ 𝐾 0 𝐾 𝐾 𝑚 0 = 𝑚 𝑃 * Mà { 𝑃 𝑃 𝑃 16,9947
𝛥𝐸 = 𝐾𝑜 + 𝐾𝑃 − 𝐾𝛼 ⇒ −1,21095 = 𝐾𝑃 (1 + ) − 4 1,0073 𝑚 2 2.0,15606 ⇒ 𝐾 𝑃𝑣𝑃 𝑃 = 0,15606(𝑀𝑒𝑉) = ⇒ 𝑣 = 3.108 = 5,47.106(𝑚/𝑠) 2 𝑃 = √1,0073.931,5
Câu 36. (QG − 2015) Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân 7 Li đang đứng yên, gây ra 3 phản ứng hạt nhân 7 p + Li ⎯⎯
→ 2 . Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ  , hai hạt α có cùng động 3
năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 160°. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đon vị u gần
đúng bằng sổ khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là A. 14,6 MeV. B. 10,2 MeV. C. 17,3 MeV. D. 20,4 MeV. Lời giải
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: 𝑚𝑝𝑣⃗𝑃 = 𝑚𝛼𝑣⃗𝛼1 + 𝑚𝛼𝑣⃗𝛼2
⇒ (𝑚𝑃𝑣⃗𝑃)2 = (𝑚𝛼𝑣⃗𝛼1)2 + (𝑚𝛼𝑣⃗𝛼2)2 + 2(𝑚𝛼𝑣𝛼1)(𝑚𝛼𝑣𝛼2) 𝑐𝑜𝑠 1 600 0  2m W = 4m W + 4m W cos160 p P     𝑚 1.5,5 ⇒ 𝐾 𝑃𝐾𝑃 𝛼 = = ≈ 11,4(𝑀𝑒𝑉) 2𝑚𝛼(1+𝑐𝑜𝑠 1600) 2.4(1+𝑐𝑜𝑠 1600)
⇒ 𝛥𝐸 = ∑ 𝐾𝑠𝑎𝑢 − ∑ 𝐾𝑡𝑟𝑢𝑜𝑐 = 2𝐾𝛼 − 𝐾𝑃 = 2.11,4 − 5,5 = 17,3(𝑀𝑒𝑉) ⇒ Chọn C
Câu 37. Bắn phá một prôtôn vào hạt nhân 7 Li đứng yên. Phản ứng hạt nhân sinh ra hai hạt nhân X giống 3
nhau và có cùng tốc độ. Biết tốc độ của prôtôn bằng 4 lần tốc độ hạt nhân X. Coi khối lượng của các hạt
nhân bằng số khối theo đơn vị u. Góc tạo bởi phương chuyển động của hai hạt X là A. 60°. B. 90°. C. 120°. D. 150°. Lời giải 4 1 7 4 H + Li ⎯⎯ → X + X  m v = + p m vX1 m vX1 1 3 2 p X X 2
 (m v )2 + (m v )2 + (m v )2 + 2m v m v cos  P P X X1 X X 2 X X1 X X 2 (m v )2 P P 1 0  = +    = −  =  Chọn C 2(m v ) 1 cos cos i 120 2 2 X X1
Câu 38. ĐH−2012) Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt
nhân X có số khối là A, hạt α phát ra tốc độ v. Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo
đơn vị u. Tốc độ của hạt nhân Y bằng 4v 2v 4v 2v A. . B. . C. . D. . A + 4 A − 4 A − 4 A + 4 Lời giải A 4 A −4 X →  + Y Z 2 Z−2 𝑚 4𝑣 0 ⃗⃗ = 𝑚 𝛼𝑣𝛼 𝑌𝑣
⃗𝑌 + 𝑚𝛼𝑣⃗𝛼 ⇒ 𝑚𝑌𝑣⃗𝑌 = −𝑚𝛼𝑣⃗𝛼 ⇒ 𝑣𝑌 = = ⇒ Chọn C 𝑚𝑌 𝐴−4
Câu 39. Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau: U234 →  + Th230 . Cho biết tỉ
lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành
động năng của các hạt tạo thành. Động năng của hạt α là 4 MeV. Tính năng lượng phản ứng tỏa ra. A. 4,06 MeV. B. 4,07 MeV. C. 4,04MeV. D. 4,08 MeV. Lời giải
𝑚𝛼𝐾𝛼=𝑚𝑇ℎ𝐾𝑇ℎ 𝑚 1 𝛥𝐸 = 𝐾 𝛼
𝛼 + 𝐾𝑇ℎ → 𝛥𝐸 + 𝐾 . 4 ≈ 4,07(𝑀𝑒𝑉) 𝑚 𝛼 = 4 + 𝑇ℎ 57,47  Chọn B.
Câu 40. Dùng hạt  có động năng 5, 3MeV bắn vào một hạt nhân 9 Be đang đứng yên, gây ra phản ứng 4 9
 + Be → n + X . Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt  . Cho 4
biết phản ứng tỏa ra năng lượng 5,7 MeV. Coi khối lượng của mỗi hạt tính ra đơn vị u xấp xỉ bằng số
khối của nó. Hạt nhân X tạo ra sau phản ứng có động năng xấp xỉ bằng A. 18, 3MeV . B. 0, 5MeV . C. 2, 5MeV . D. 8, 3MeV . Hướng dẫn Trang 13 4 9 1 12  + Be → n + X 2 4 0 6 E
 = K + K − K  5,7 = K + K − 5,3  K + K = 11 (1) X nX n X n 2 2 2 2 p =2mK
p = p − p p = p + p ⎯⎯⎯⎯
→m K = m K + m K 12.K = 4.5,3+ K (2) Xn Xn X X   n n X n
Từ (1) và (2)  K  2, 5MeV . Chọn C X
Câu 41. (ĐH−2010) Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 9 Be đang đứng yên. 4
Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và
có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đon vị khối lượng
nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng này bằng A. 4,225 MeV. B. 1,145 MeV. C. 2,125 MeV. D. 3,125 MeV. Lời giải 4 1 9 6 H + Be ⎯⎯
→  + X. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương của proton 1 4 3 2
nên: 𝑚𝐻𝐾𝐻 + 𝑚𝛼𝐾𝛼 = 𝑚𝑋𝐾𝑋 ⇒ 1.5,45 + 4.4 = 6. 𝐾𝑋 ⇒ 𝐾𝑋 = 3,575(𝑀𝑒𝑉) Năng lượng phản ứng:
𝛥𝐸 = 𝐾𝛼 + 𝐾𝑋 − 𝐾𝐻 − 𝐾𝐵𝑒 = 4 + 3,575 − 5,45 − 0 = 2,125(𝑀𝑒𝑉) > 0 ⇒ Chọn C 6. Phóng xạ
Câu 42. Chất phóng xạ 24 Na có chu kì bán rã 15 giờ. So với khối lượng Na ban đầu, khối lượng chất này 11
bị phân rã trong vòng 5h đầu tiên bằng A. 70,7%. B. 29,3%. C. 79,4%. D. 20,6% −t m  (1− .2 T m ) 0 = m m 0 0
Câu 43. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,2 năm, ban đầu có N hạt nhân. Thời gian để số hạt 0 N
nhân của chất phóng xạ này còn lại 0 là 16 A. 16 năm. B. 51,2 năm. C. 12,8 năm. D. 3,2 năm. Hướng dẫn N N t Ta có: 0 0 N = = =
= 4 = t = 4T = 4.3,2 =12,8 năm. Chọn C t 16 T 2T
Câu 44. Pôlôni 210 Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã là T = 138 ngày đêm. Hạt nhân pôlôni 84
210 Po phóng xạ sẽ biến đổi thành hạt nhân chì 206 Pb và kèm theo tia  . Ban đầu có 70 mg chất phóng 84 82
xạ pôlôni. Sau 276 ngày đêm khối lượng hạt nhân chì được sinh ra là A. 52, 5mg . B. 17, 2mg . C. 51, 5mg . D. 17, 5mg . Hướng dẫn −t −t 276 − Nm A m 210 T Pb Po T Pb 138 =1− 2  . =1− 2  . =1− 2
m = 51,5mg . Chọn C N m A 70 206 Pb 0 Po Pb
Câu 45. Đồng vị 210 Po là một chất phóng xạ  có chu kì bán rã 138 ngày tạo thành đồng vị bền 206Po . 84 82
Ban đầu (t = 0) , có một mẩu quặng phóng xạ nguyên chất 210Po có khối lượng 80 g. Tại thời điểm 84
t = 200 ngày, khối lượng mẩu quặng là A. 79,0 g. B. 29, 3 g . C. 49, 7 g . D. 1, 0 g . Hướng dẫn 210 206 Po →  + Pb 84 82 t 200 A  −  4.80  − 
Khối lượng mẩu quặng là He T 138
m = m − m = m −
m 1− 2  = 80 − 1− 2   79 g 0 He 0 0 A 210 Po     Trang 14
Câu 46. Ban đầu có một lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tố X, có chu kì bán rã là T. Sau
thời gian t = 3T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân khác và số hạt nhân còn
lại của chất phóng xạ X bằng A. 8. B. 7. C. 1/7. D. 1/8. t  −  T N 1− 2  0 t N    T = = 2 −1 = 7  Chọn B t N − T N 2 0
Câu 47. Cho biết hạt nhân X phóng ra hạt  tạo thành hạt nhân Y bên vững với chu kì bán rã T . Tại
thời điểm t = 0 có một mẫu chất X nguyên chất. Đến thời điểm t thì số nguyên tử chất Y gấp 7 lần số
nguyên tử chất X còn lại. Thời điểm t bằng A. 3 T B. 2 T C. 2,81 T D. 3,18 T Hướng dẫn −t  
N 1− 2 T  0 t N    =
= 2T −1 = 7  t = 3T . Chọn A −t N N .2 T 0
Câu 48. Đồng vị phóng xạ 210 Po phân rã  , biến thành đồng vị bền 206 Pb với chu kỳ bán rã 138 ngày. 84 82
Ban đầu có một mẫu 210 Po tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt  và hạt nhân 206 Pb (được tạo ra) 84 82
gấp 14 lần số hạt nhân 210 Po còn lại. Giá trị của t bằng 84 A. 414 ngày B. 828 ngày C. 276 ngày D. 552 ngày Hướng dẫn −t  
2N 1− 2 T  0 2 t N      =
= 22T −1 = 24  t = 3T = 3.138 = 414 (ngày). Chọn A −t N   N .2 T 0
Câu 49. Hạt nhân Po210 là hạt nhân phóng xạ α, sau khi phát ra tia α nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng
một mẫu Po210, sau 30 (ngày) người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và của Po210 trong mẫu bằng
0,1595. Xác định chu kì bán rã của Po210.
A. 138,074 ngày.
B. 138,025 ngày.
C. 138,086 ngày. D. 138,047 ngày. Lời giải ln 2 ln 2  t   .30 m A 206  con con T T = e −1  0,1595 = e
−1  T 138,205 (ngày) m A 210 me      Chọn B
Câu 50. Gọi Δt là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số
của loga tự nhên lne =1). Sau khoảng thời gian 0,51 Δt chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu: A. 50% B. 60% C. 70% D. 80% Lời giải  − = N t t t 0 −t N = N e ⎯⎯⎯ → = N e   t  = 1  0 0  e   Chọn B N −t −.0,15 t  0 − ,51 t = 0,51 t   %con lai = = e = e = e  60%  N  0
Câu 51. (CĐ−2010) Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất, ở thời điểm t1 mẫu chất
phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị
phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s. Lời giải Trang 15 𝑙𝑛 2𝑡 𝑁 𝑙𝑛 2 𝑒− 𝑇 = 0,2 % còn lại: = 𝑒− 𝑡 𝑇 ⇒ {
⇒ 𝑇 = 50(𝑠) ⇒ Chọn A 𝑁 𝑙𝑛 2 0 𝑒− (𝑡+100) 𝑇 = 0,05
Câu 52. Ban đầu có một mẫu đồng vị phóng xạ X nguyên chất. Biết hạt nhân con do đồng vị phóng xạ
này tạo ra là Y. Đến thời điểm t, tỷ lệ số hạt nhân Y và X trong mẫu là 1,5. Đến thời điểm 2t, tỷ lệ hạt
nhân Y và X có trong mẫu là A. 5,25. B. 3,00. C. 6,25. D. 4,50. Hướng dẫn −t  
N 1− 2 T  0 t N    t = = 2T −1 =1,5  = log 2,5 −t 2 N T N .2 T 0 2t N  Tại thời điểm 2t thì 2log 2,5 T 2 = 2 −1 = 2
−1 = 5, 25 . Chọn A N
Câu 53. Hình vẽ biểu diễn số hạt  được phát ra từ một chất phóng xạ
 theo thời gian t . Thang đo được sử dụng trong hình vẽ ứng với mỗi ô
nằm ngang là 4 s . Chu kì bán rã của chất phóng xạ là A. 8 s . B. 4 s . C. 1 s . D. 2 s Hướng dẫn 8 −    T  =  − 8 8ô N . 1 2 −  0 −t      8 1− 2 T
N = N .1− 2 T     =  T = 8s  . Chọn A 0 16 − 16 −      12 =  − 1− 2 12ô N . 1 2 T T  0    
Câu 54. Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày và có
khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,72. Tuổi
của mẫu A nhiều hơn mẫu B là A. 199,8 ngày. B. 199,5 ngày. C. 190,4 ngày. D. 189,8 ngày. Lời giải Đáp án B ln 2 tA ln 2 T − N N e (t − A tB ) B 0 2, 72 = = = T e  199,5 ln 2 − t N B A T N e Ta có: 0 (ngày).
Câu 55. Hạt nhân 210 Po phóng xạ  thành hạt nhân 206 Pb . Ban đầu mẫu chất chứa 210 Po nguyên chất. 84 82 84
Tại thời điểm t , tỉ lệ số hạt nhân 206 Pb và hạt nhân 210 Po trong mẫu là 7: 1. Tại thời điểm t , tỉ lệ này là 1 82 84 2
63: 1. Chu kì bán rã của 210 Po là 84 t − t t − t t − t t − t A. 2 1 B. 2 1 C. 2 1 D. 2 1 4 5 2 3 Hướng dẫn −t    T t 1 t  − 1 N 1 2   = 0 t 3 N   2T −1 = 7 T t − t T 2 1 = = 2 −1     = 3 − . Chọn D t t2 N t T T   2 N .2 2T −1 = 63 = 6 9 T Trang 16
Câu 56. Giả sử có một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ có chu kì bán rã là T = 100 ngày và T = 2 T . Ban 1 2 1
đầu, mỗi chất có số hạt bằng nhau, sau thời gian t số hạt của hỗn hợp chưa bị phân rã chỉ còn lại một nửa
so với ban đầu. Giá trị của t là A. 138,8 ngày B. 150 ngày C. 300 ngày D. 173,2 ngày Hướng dẫn −t −t T1 N = N .2 và 2 = .2T N N 1 0 2 0
Ban đầu hỗn hợp có 2N hạt 0 −t −t −t −t Khi T T 1 2 100 200
N + N = N  2 + 2 =1 2 + 2
=1 t 138,8 ngày. Chọn A 1 2 0
Câu 57. Để xác định tuổi của một cổ vật bằng gỗ, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp xác định
tuổi theo lượng 14 C . Khi cây còn sống, nhờ sự trao đồi chất với môi trường nên tỉ số giữa số nguyên tử
14 C và số nguyên tử 12 C có trong cây tuy rất nhỏ nhưng luôn không đổi. Khi cây chết, sự trao đổi chất
không còn nữa trong khi 14 C là chất phóng xạ  − với chu kì bán rã 5730 năm nên tỉ số giữa số nguyên tử
14 C và số nguyên tử 12 C có trong gỗ sẽ giảm. Một mảnh gỗ của cồ vật có số phân rã của 14 C trong 1 giờ
là 497. Biết rằng với mảnh gỗ cùng khối lượng của cây cùng loại khi mới chặt thì số phân rã của 14 C
trong 1 giờ là 921. Tuổi của cổ vật là A. 1500 năm. B. 5100 năm. C. 8700 năm. D. 3600 năm.
Hướng dẫn (Group Giải toán vật lý) t −    = .1− 2 T N N  = 921 0   −t t − −t   497 5730 T 5730 N
 = N .2 .1− 2  = 497  2 =
t  5100 năm. Chọn B 0 921  
Câu 58. Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ
lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ.
Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi Δt << T) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong
lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một
lượng tia γ như lần đầu? A. 40 phút. B. 24,2 phút. C. 20 phút. D. 28,2 phút. Lời giải: t −    = .1− 2 T N N  0   −t − t  '    =
.2 T .1− 2 T N N
 năm.  t ' = 28,2 Chọn B 0  
Câu 59. Pôlôni 210Po là chất phóng xạ  và tạo thành hạt nhân chì bền 206Pb với chu kì bán rã là 138 84 82
ngày. Ban đầu có một mẫu 210Po nguyên chất có khối lượng là 0,02 g. Các hạt  phóng ra được hứng lên 84
một bản của tụ điện phẳng có điện dung 4 μF, bản còn lại của tụ điện nối đất. Lấy 23 N = 6, 02.10 mol−1, A
e = 1,6.10−19C. Biết ban đầu tụ chưa tích điện. Sau 10 phút, hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ điện có
giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 40 V. B. 24 V. C. 160 V. D. 80 V Hướng dẫn −t −t 10 −   m   0,02   T Po 23 15 T 138.24.60 N  = N 1− 2  = .N .1− 2  = .6, 02.10 .1− 2   2.10 0 A A 210   Po     15 19 − 4 q N.Ze 2.10 .2.1, 6.10 6, 4.10− =  = = (C) Trang 17 4 q 6, 4.10− U = = =160 (V). Chọn C 6 C 4.10− Trang 18