Bài tập cuối chương 7

Giải SBT Vật Lí 12: Bài tập cuối chương VII

Bài VII.1 trang 118 Sách bài tập Vật Lí 12:

Chỉ ra kết luận sai.

Trong hạt nhân thì

A. số prôtôn bằng 92.        

B. số nơtron bằng 235.

C. số nuclôn bằng 235.       

D. số nơtron hằng 143.

Lời giải:

Đáp án B

Bài VII.2 trang 118 Sách bài tập Vật Lí 12:

Hạt nhân 

A. mang điện tích -6e.       

B. mang điện tích +12e.

C. mang điện tích +6e.       

D. mang điện tích -12e.

Lời giải:

Đáp án C

Bài VII.3 trang 119 Sách bài tập Vật Lí 12:

Chỉ ra ý sai.

Hạt nhân hiđrô 

A. có điện tích +e.

B. không có độ hụt khối.

C. có năng lượng liên kết bằng 0.

D. kém bền vững nhất.

Lời giải:

Đáp án D

Bài VII.4 trang 119 Sách bài tập Vật Lí 12:

Trong một phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn

A. khối lượng.       

B. số nuclon.

C. số nơtron.       

D. số prôtôn.

Lời giải:

Đáp án B

Bài VII.5 trang 119 Sách bài tập Vật Lí 12:

Một mẫu chất phóng xạ nguyên chất ban đầu có N₀ hạt nhân. Chu kì bán rã của chất này là T. Sau khoảng thời gian t = 1,5 T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là

A. N₀/25.       

B. N₀/3.       

C. N₀/(2√2).       

D. N₀/1,5.

Lời giải:

Đáp án C

Bài VII.6 trang 119 Sách bài tập Vật Lí 12:

Các hạt nhân  có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dán vể độ bền vững cùa hạt nhân là :

Lời giải:

Đáp án D

Bài VII.7 trang 119 Sách bài tập Vật Lí 12:

Có hai phản ứng hạt nhân :

Phản ứng nào ứng với sự phóng xạ ? Phản ứng nào ứng với sự phân hạch ?

A. Cả hai phản ứng đều ứng với sự phóng xạ.

B. Cả hai phản ứng đều ứng với sự phân hạch.

C. Phản ứng (1) ứng với sự phóng xạ, phản ứng (2) ứng với sự phân hạch.

D. Phản ứng (1) ứng với sự phân hạch ; phản ứng (2) ứng với sự phóng xạ.

Lời giải:

Đáp án C

Bài VII.8 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12:

Phóng xạ và phân hạch hạt nhân

A. đều là phản ứng tổng hợp hạt nhân.

B. đều không phải là phản ứng hạt nhân.

C. đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng.

D. đều là phán ứng hạt nhân toả năng lượng.

Lời giải:

Đáp án D

Bài VII.9 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12:

Hạt nhân nào dưới đây chắc chắn không có tính phóng xạ ?

Lời giải:

Đáp án A

Bài VII.10 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12:

Hạt nhân nào dưới đây, nếu nhận thêm nơtron sẽ bị phân hạch ?

Lời giải:

Đáp án D

Bài VII.11 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Xét phản ứng: 

Phản ứng này ứng với:

A. Sự phóng xạ.       

B. Sự phân hạch.

C. Sự tổng hợp hạt nhân.       

D. Phản ứng hạt nhân kích thích.

Lời giải:

Chọn đáp án B.

Bài VII.12 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Hạt α có khối lượng m_α = 4,0015 u. Tính năng lượng toả ra khi tạo thành 1 mol heli. Cho khối lượng của prôtôn : m_p = 1,0073 u của nơtron m_n = 1,0087 u ,1u = 1,66055.10^-27 kg ; số A-vô-ga-đrô N_A = 6,023.10²³ mol .

Lời giải:

Độ hụt khối ứng với một hạt nhân heli :

(2.1,0073 u + 2.1,0087 u) - 4,0015 u = 0,0305 u

Năng lượng toả ra khi tạo ra một hạt nhân heli ;

0,0305.931 = 28,3955 MeV

Năng lượng toả ra khi tạo thành 1 mol heli

28,3955.6,023.10²³ = 171.10²³ MeV.

Bài VII.13 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Hạt nhân urani  sau một chuỗi phân rã biến đổi thành hạt nhân chì  Trong quá trình biến đổi đó, chu kì bán rã của  biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.10⁹ năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.10²⁰ hạt nhân  và 6,239.10¹⁸ hạt nhân . Giả sử khối lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của . Hãy tính tuổi của khối đá đó khi được phát hiện.

Lời giải:

Gọi N₀ là số hạt nhân urani lúc ban đầu ;N_t là số hạt nhản urani lúc t mà ta nghiên cứu : N_t = 1,188.10²⁰ hạt = 118,8.10¹⁸ hạt ; số hạt nhân chì lúc t là : N₀ - N_t = 6,239.10¹⁸ hạt.

Từ đó suy ra : N₀ = (6,239 + 118,8). 10¹⁸ hạt = 125,039.10¹⁸ hạt

Mặt khác, ta lại

Lấy log Nê-pe hai vế, ta được :

t/T .ln2 = 0,051183 ⇒ t = 0,07238T = 0,3301.10⁹

Tuổi của khối đá là t = 3,3.10⁸ năm.

Bài VII.14 trang 121 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Dùng hạt α để bắn phá hạt nhân nhôm, ta được hạt nhân phôtpho theo phản ứng :

Cho m_Al = 26,974 u ; m_p = 29,970 u ; m_He = 4,0015 u ; 1 u = 931 MeV/c².

Tính động năng tối thiểu của hạt α (theo đơn vị MeV) để phản ứng này có thể xảy ra. Bỏ qua động năng của các hạt sinh ra sau phản ứng.

Lời giải:

Độ dôi khối của các hạt nhân sau phản ứng tổng hợp hạt nhân :

(m_p + m_n) - (m_α + m_Al) = (29,970 + 1,0087) u - (4,0015 + 26,974) u = 0,0032 u

Động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng này có thể xảy ra :

W_đαmin = 931.0,0032 ≈ 2,98 MeV

Bài VII.15 trang 121 Sách bài tập Vật Lí 12: 

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 4, hạt α phát ra có tốc độ v. Lấy khối lượng hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u. Tính tốc độ của hạt nhân Y theo A và v.

Lời giải:

Số khối của hạt nhân Y là : A - 4.

Theo định luật bảo toàn động lượng, ta có :

v là tốc độ của hạt nhân Y.

Về độ lớn, ta có : V = 4v/(A - 4)

Bài VII.16 trang 121 Sách bài tập Vật Lí 12: 

Xét phản ứng tổng hợp hai hạt nhân đơteri : 

cho m_D = 2,0136 u; m_T = 3,016 u; m_H = 10073 u; 1u = 931 MeV/c².

a) Tính năng lượng mà một phản ứng toả ra (theo đơn vị MeV).

b) Cho rằng tỉ lệ khối lượng nước nặng (D₂O) trong nước thường là 0,015%. Tính năng lượng có thể thu được nếu lấy toàn bộ đơteri trong

1 kg nước thường làm nhiên liệu hạt nhân.

Lời giải:

Độ hụt khối của các hạt nhân trong phản ứng :

Δm = 2m_D - (m_T + m_H) = 2.2,0136 u - (3,016 + 1,0073) u = 0,0039u

Năng lượng mà một phản ứng toả ra :

ΔE = 931.0,0039 = 3,6309 MeV

b) Năng lượng có thể thu được, nếu lấy toàn bộ đơteri trong 1 kg nước làm nhiên liệu hạt nhân: