20 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Bài tập Hạt nhân nguyên tử mức độ vận dụng có lời giải (P1)

Câu 1:

Lực tương tác tĩnh điện giữa hai hạt nhân khi chúng ở cách nhau 3nm bằng bao nhiêu?

A. 2,56.10^-10 N

B. 2,56.10^-11 N

C. 5,12.10^-11 N

D. 5,12.10^-10 N

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp: sử dụng công thức Cu long

Cách giải:

Ta có

Câu 2:

Nguồn phóng xạ ở nhà máy thép Pomina 3 được dùng đẻ đo mức thép lỏng trên dây chuyền sản xuất phôi thép nhờ bức xạ gamma phát ra khi các đồng vị phóng xạ ${}_{27}^{60}C o$ trong nguồn đó phân rã.

Biết chu kì bán rã của Co-60 là 5,27 năm. Sau bao nhiêu năm thì số hạt nhân Co-60 trong nguồn này giảm đi 80%?

A. $\approx$ 12,42 năm

B. $\approx$ 6,42năm

C. $\approx$ 6,21năm

D. $\approx$ 12,24năm

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp: Sử dụng công thức định luật phóng xạ

Cách giải: Áp dụng công thức:

Vậy thời gian là 12,24 năm.

Câu 3:

Giả sử, một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu urani ${}_{92}^{235}U$ . Biết công suất phát điện là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa năng lượng hạt nhân thành điện năng là 20%. Cho rằng khi một hạt nhân urani ${}_{92}^{235}U$ phân hạch thì toả ra năng lượng là 3,2.10-11 J. Lấy và khối lượng mol của ${}_{92}^{235}U$ là 235 g/mol. Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng urani ${}_{92}^{235}U$ mà nhà máy cần dùng trong 365 ngày là

A. 962 kg.

B. 1121 kg.

C. 1352,5 kg

D. 1421 kg.

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp: Công thức hiệu suất của phản ứng hạt nhân

Từ công thức tính hiệu suất ta có

Câu 4:

Rađi ${}_{88}^{226}R a$ là nguyên tố phóng xạ α. Một hạt nhân ${}_{88}^{226}R a$ đang đứng yên phóng ra hạt α và biến đổi thành hạt nhân

con X. Biết động năng của hạt α là 4,8 MeV. Lấy khối lượng hạt nhân (tính theo đơn vị u) bằng số khối của nó. Giả sử phóng xạ này không kèm theo bức xạ gamma. Năng lượng tỏa ra trong phân rã này là

A. 269 MeV

B. 271 MeV

C. 4,72MeV

D. 4,89 MeV

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp: Định luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng trong phản ứng hát nhân

Cách giải :

Phương trình phản ứng

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần và định luật bảo toàn động lượng ta có

Câu 5:

Cho phản ứng hạt nhân . Biết khối lượng của lần lượt là 11,9970 u và 4,0015 u; lấy lu = 931,5 MeV/c². Năng lượng nhỏ nhất của phôtôn ứng với bức xạ γ để phản ứng xảy ra có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 7 MeV

B. 6 MeV

C. 9 MeV

D. 8 MeV.

Xem đáp án

Đáp án A

Cách giải:

Phương pháp: Năng lượng nhỏ nhất của phôtôn ứng với bức xạ γ để phản ứng xảy ra chinh_́ bằng năng lương̣ thu vào của phản ứng.

Để phản ứng trên có thể xảy ra thì năng lượng bức xạ γ tối thiểu là

Câu 6:

Cho rằng một hạt nhân urani ${}_{29}^{235}U$ khi phân hạch thì tỏa ra năng lượng là 200 MeV.

Lấy NA = 6,02.10²³ mol^-1, 1 eV = 1,6.10^-19 J và khối lượng mol của urani ${}_{29}^{235}U$ là 235 g/mol.

Năng lượng tỏa ra khi 2 g urani phân hạch hết là

A. 9,6.10¹⁰ J.

B. 10,3.10¹⁰ J.

C. 16,4.10²³ J.

D. 16,4.10¹⁰

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp : Sử dụng công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt

Cách giải :

Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1kg Urani

Câu 7:

Hạt nhân ${}_{92}^{235}U$ có năng lượng liên kết 1784 MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là

A. 5,46 MeV/nuclôn.

B. 12,48 MeV/nuclôn.

C. 19,39 MeV/nuclôn.

D. 7,59 MeV/nuclôn

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp : Công thức tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Cách giải:

Năng lượng liên kết riêng:

Câu 8:

Chất phóng xạ pôlôni ${}_{84}^{210}P o$ phát ra tia α và biến đổi thành chì. Cho chu kì bán rã cùa pôlôni là 138 ngày. Ban đầu có một mẫu pôlôni nguyên chất, sau khoảng thời gian t thì tỉ số giữa khối lượng chì sinh ra và khối lượng pôlôni còn lại trong mẫu là 0,6. Coi khối lượng nguyên từ bằng số khối của hạt nhân của nguyên tử đó tính theo đơn vị u. Giá trị của t là

A. 95 ngày.

B. 105 ngày.

C. 83 ngày

D. 33 ngày

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp : Áp dụng định luật phóng xạ ánh sáng

Cách giải: Phương trình phản ứng

Câu 9:

Cho phản ứng hạt nhân:

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 mol heli theo phản ứng này là 5,2.10²⁴ MeV. Lấy NA= 6,02.10²³ mol^-1. Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân trên là

A. 69,2 MeV.

B. 34,6 MeV.

C. 17,3 MeV.

D. 51,9 MeV

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về phương trình phản ứng hạt nhân và công thức liên hệ giữa số hạt và số mol

Cách giải :

Phương trình phản ứng:

Từ phương trình phản ứng => X cũng là hạt nhân Heli => Mỗi phản ứng trên cho 2 hạt He vậy 1 mol He chứa

Khi tổng hợp 6,02.10²³hạt nhân He năng lượng tỏa ra là 5,2.10²⁴ MeV

Khi tổng hợp 2 hạt nhân He thì năng lượng tỏa ra sẽ là

Câu 10:

Hạt nhân ${}_{8}^{17}O$ có khối lượng 16,9947u. Biết khối lượng của prôtôn và notron lần lượt là 1,0073 u và 1,0087 u. Độ hụt khối của ${}_{8}^{17}O$ là

A. 0,1294 u

B. 0,1532 u

C. 0,1420 u

D. 0,1406 u.

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp: Áp dụng công thức tính độ hụt khối

Cách giải:

Độ hụt khối:

Câu 11:

Cho rằng khi một hạt nhân urani phân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Lấy NA = 6,023.10²³ mol^-1 , khối lượng mol của urani là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 kg urani là

A. 5,12.1026 MeV.

B. 51,2.1026 MeV

C. 2,56.1015 MeV

D. 2,56.1016 MeV.

Xem đáp án

Đáp án A

+ Số hạt nhân Urani trong 1kg:

+ Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1kg là:

Câu 12:

là chất phóng xạ với chu kì bán rã 15 h. Ban đầu có một lượng thì sau một khoảng thời gian bao lâu lượng chất phóng xạ trên bị phân rã 75%?

A. 30 h

B. 7h

C. 15 h

D. 22 h

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp:

Áp dụng công thức tính khối lượng bị phâṇ rã sau phản ứng

Theo bài ra tra có:

Câu 13:

Tính năng lượng tỏa ra khi hai hạt nhân đơteri ${}_{1}^{2}D$ tổng hợp thành hạt nhân hêli ( ${}_{2}^{4}H e$ ).

Biết năng lượng liên kết riêng của ${}_{2}^{4}H e$ là 1,1 MeV/nuclon của ${}_{1}^{2}D$ là 7 MeV/nuclon.

A. 19,2 MeV.

B. 23,6 MeV

C. 25,8 MeV.

D. 30,2 MeV

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối để viết phương trình phản ứng

Áp dụng công thức tính năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân:

Trong đó: W_lkt, W_lks lần lượt là năng lượng liên kết của các hạt trước là sau phản ứng.

Cách giải:

Năng lượng tỏa ra:

Chọn B

Câu 14:

Chất phóng xạ Iôt ${}_{53}^{131}I$ có chu kì bán rã 8 ngày đêm. Lúc đầu có 200g chất này.

Sau 24 ngày đêm khối lượng Iôt phóng xạ đã bị biến thành chất khác là:

A. 50g

B. 175g

C. 25g

D. 150g

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp: Áp dụng công thức tính khối lượng bị phân rã sau phản ứng

Cách giải: Chọn B

Khối lượng Iot sau 24 ngày đêm phóng xạ đã bị biến thành chất khác là:

Câu 15:

Phản ứng hạt nhân sau: . Biết m_Li = 7,0144u; mH = 1,0073u;

mHe= 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2. Năng lượng phản ứng tỏa ra là

A. 17,42MeV

B. 17,25MeV

C. 7,26MeV

D. 12,6MeV

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp:Năng lượng toả ra của phản ứng:

(mt, ms lần lượt là tổng khối lượng các hạt trước và sau phản ứng)

Cách giải:

Năng lượng tỏa ra sau phản ứng là

Chọn A

Câu 16:

Hạt nhân ${}_{A 1}X$ phóng xạ và biến thành một hạt nhân bền ${}_{A 2}Y$ . Coi khối lượng của các hạt nhân X, Y tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Biết chất phóng xạ X có chu kì bán rã là T. Ban đầu, có một mẫu X nguyên chất thì sau thời gian 3T, tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất

A.

B.

C.

D.

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp: Khối lượng hạt nhân còn lại: m = m₀.2^-1/T

Khối lượng hạt nhân con được sinh ra:

Cách giải: Chọn C

+ Khối lượng Y sinh ra sau 3T:

+ Khối lượng X còn lại sau 3T:

Tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là:

Câu 17:

Trong phản ứng hạt nhân hai hạt nhân có động năng như

nhau K1, động năng của hạt nhân và nơtrôn lần lượt là K2 và K3. Hệ thức nào sau đây đúng?

A. 2K1 ≥ K2 + K3.

B. 2K1 ≤ K2 + K3.

C. 2K1 > K2 + K3

D. 2K1 < K2 + K3

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp: Phản ứng nhiệt hạch: phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ tạo thành hạt nhân nặng hơn

Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tỏa năng lượng: Ks > Kt

(Kt, Ks lần lượt là tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng)

Cách giải: Chọn D

Phản ứng

là phản ứng nhiệt hạch.

Đây là phản ứng tỏa năng lượng nên:

Câu 18:

Đồng vị ${}_{92}^{238}U$ sau một chuỗi các phân rã thì biến thành chì ${}_{82}^{206}P b$ bền, với chu kì bán rã T = 4,47 tỉ năm. Ban đầu có một mẫu chất ${}_{92}^{238}U$ nguyên chất. Sau 2 tỉ năm thì trong mẫu chất có lẫn chì ${}_{206}P b$ với khối lượng 0,2g. Giả sử toàn bộ lượng chì đó đều là sản phẩm phân rã từ ${}_{238}U$ . Khối lượng ${}_{238}U$ ban đầu là

A. 0,428 g

B. 4,28 g.

C. 0,866 g

D. 8,66 g.

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp:D Áp dụng công thức tính khối lượng chất mới sinh ra

Cách giải: Chọn C

Khối lượng Pb được tạo thành:

Câu 19:

Trong chuỗi phóng xạ

các tia phóng xạ được phóng ra theo thứ tự

A.

B.

C.

D.

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về các tia phóng xạ ̣

Tia $α$ cóbản chất là hạt nhân nguyên tử là các eletron, kí hiệu

là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, là hạt photon có năng lượng cao

Sử dụng lí thuyết về các tia phóng xạ

Cách giải:

Chọn C

Câu 20:

Hạt nhân ²³⁴U đứng yên, phân rã α biến đổi thành hạt nhân X. Biết khối lượng của các hạt nhân $m_{U}$ = 233,9905u, $m_{α}$ = 4,0015u, $m_{X}$ = 229,9838u . Lấy 1u=931,5MeV. Hạt nhân X giật lùi với động năng bằng