19 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Bài tập Hạt nhân nguyên tử mức độ vận dụng có lời giải (P2)

Câu 1:

Một nơtron có động năng 3 MeV bắn vào hạt nhân Li đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân

. Biết hạt $α$ và hạt nhân ${}_{1}^{3}H$ bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của nơtron những góc tương ứng bằng .

Lấy tỉ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng. Bỏ qua bức xạ gamma. Phản ứng trên

A. tỏa năng lượng 2,04 MeV

B. thu năng lượng 2,04 MeV.

C. tỏa năng lượng 2,45 MeV.

D. thu năng lượng 2,45 MeV

Xem đáp án

Đáp án D

Theo bài ra ta có

Câu 2:

Năng lượng liên kết của hạt nhân là 512,5113MeV, biết khối lượng của nơtrôn, prôtôn lần lượt là m_n =1,0087 u , m_p = 1,0073u và 1u = 931,5MeV/c² . Khối lượng của hạt nhân là

A. 59,934 u

B. 55,933u

C. 58,654 u.

D. 59,462u

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp: Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết ta có :

Cách giải:

Đáp án A

Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết ta có :

Câu 3:

Cho phản ứng hạt nhân

Biết hạt prôtôn có động năng 5,45MeV, hạt Be đứng yên, tỉ số vận tốc giữa hai hạt He và Li là 4/3. Bỏ qua bức xạ γ và lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u xấp xỉ bằng số khối của chúng. Hạt Li bay theo phương hợp với phương ban đầu của prôtôn một góc xấp xỉ bằng

A. 86,82⁰.

B. 83,28⁰

C. 62,50⁰.

D. 58,69⁰..

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp:

Áp dụng định luật bảo toàn động năng và động lượng trong phải ứng hạt nhân

Câu 4:

Pôlini là chất phóng xạ, phát ra một hạt α và biến đổi thành hạt nhân X.

Ban đầu có 7,0g hạt nguyên chất

. Tại thời điểm t tỉ số giữa số hạt nhân X và số hạt nhân Po còn lại là 3. Khối lượng hạt nhân X được tạo thành đến thời điểm t là

A. 5,15g.

B. 3,43g.

C. 1,75g

D. 5,25g.

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp: Áp dụng định luật phóng xạ

Cách giải:

Đáp án A

Câu 5:

Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân thành 3 hạt α là bao nhiêu? biết m_C = 11, 9967u ; m_α = 4,0015u;

A. ΔE = 7,8213 MeV.

B. ΔE = 11,625 MeV

C. ΔE = 7,2657 J

D. ΔE = 7,2657 MeV.

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp: Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết

Cách giải:Đáp án D

Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân thành 3 hạt α là

.

Câu 6:

Tổng hợp hạt nhân Heli từ phản ứng hạt nhân .

Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV. Năng lượng tỏa ra khí tổng hợp được 11,2(lít) Heli ở điều kiện tiêu chuẩn là

A. 1, 3.10 ²⁴ MeV

B. 5,2.10²⁴MeV

C. 2,6.10²⁴MeV

D. 2,4.10²⁴MeV

Xem đáp án

Đáp án C

Phương pháp: viết phương trình phản ứng, tim số mol chất và số hạt.

Cách giải:

Ta có phương trình phản ứng là :

Vậy mỗi phản ứng tạo thành 2 hạt He.Số hạt trong 11,2 l khí He là:

.

Biết mỗi phản ứng tỏa năng lượng 17,5 MeV và tạo thành 2 hạt He, vậy lượng năng lượng khi hình thành 11,2 lít He là:

Câu 7:

Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITERtại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch

để phát điện với công suất điện tạo ra là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện bằng 25%. Cho độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D và hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u và 0,030382 u. Khối lượng Heli do nhà máy thải ra trong 1 năm (365 ngày) là

A. 9,35 kg

B. 74,8 kg.

C. 37,4 kg

D. 149,6 kg.

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp: Tính năng lượng của 1 phản ứng, tìm năng lượng trong 1 năm, rồi tìm số hạt, số mol he, từ đó tính được khối lượng He đã được tạo ra

Cách giải:

Năng lượng mỗi phản ứng sinh ra là:

Vậy mỗi phản ứng tỏa ra 17,5 MeV nhiệt lượng và tạo ra 1 hạt He.Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1 năm là:

Năng lượng mà nhà máy đã tiêu tốn ( bằng năng lượng tỏa ra từ các phản ứng)

Khối lượng He đã được tạo ra là:

Câu 8:

Trong một vụ thử hạt nhân, quả bom hạt nhân sử dụng sự phân hạch của đồng vị với hệ số nhân nơtron là k ( k >1 ). Giả sử phân hạch trong mỗi phản ứng tạo ra 200 MeV

. Coi lần đầu chỉ có một phân hạch và các lần phân hạch xảy ra đồng loạt. Sau 85 phân hạch thì quả bom giải phóng tổng cộng 343,87 triệu kWh. Giá trị của k là

A. 2,0

B. 2,2

C. 2,

D. 1,8

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp: Sử dụng công thức toán về cấp số nhân

Cách giải:

Phương trình phản ứng:

Vậy cứ sau mỗi phản ứng lại tạo ra k hạt n để gây ra k phản ứng tiếp theo, hình thành chuỗi phản ứng theo cấp số nhânTổng số phản ứng là tổng của cấp số nhân ban đầu là 1, công bội là k. với 85 phản ứng. Từ đó, tổng năng lượng tỏa ra là:

Sử dụng tính Solve trong máy tính Casio fx 570 để tính ra k.

Câu 9:

Bắn một hạt $α$ có động năng 8,21 MeV vào hạt nhân

đang đứng yên gây ra phản ứng

Biết phản ứng thu năng lượng là 1,21 MeV. Động năng của hạt O gấp 4 lần động năng hạt p. Động năng của hạt nhân O bằng

A. 0,8 MeV

B. 1,6 MeV

C. 6,4 MeV

D. 3,2 MeV

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp: Công thức tính năng lượng thu vào của phản ứng hạt nhân

Cách giải: Phương trình phản ứng:

Năng lượng thu vào của phản ứng:

Câu 10:

Hạt nhân phóng xạ . Hạt nhân con sinh ra có

A. 5 prôtôn và 6 nơtron.

B. 7 prôtôn và 7 nơtron.

C. 6 prôtôn và 7 nơtron

D. 7 prôtôn và 6 nơtron.

Xem đáp án

Đáp án B

Cách giải: Đáp án B

+ Phương trình phóng xạ:

+ Bảo toàn số khối và điện tích ta có:

hạt con sinh ra có 7 proton và 7 nơtron => Chọn B

Câu 11:

Hạt nhân đang đứng yên thì phóng xạ α. Ngay sau đó, động năng của hạt α

A. bằng động năng của hạt nhân con

B. nhỏ hơn động năng của hạt nhân con

C. bằng không.

D. lớn hơn động năng của hạt nhân con.

Xem đáp án

Đáp án D

+ Phương trình phóng xạ:

Bảo toàn động lượng ta có

Câu 12:

Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P = 3,9.10²⁶ W. Phản ứng hạt nhân trong lòng Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày) là 1,945.10¹⁹ kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng

A. 1, 958.10¹⁹ kg.

B. 0, 9725.10¹⁹ kg.

C. 3,89.10¹⁹ kg.

D. 1, 945.10¹⁹ kg.

Xem đáp án

Đáp án A

+ Năng lượng tỏa ra từ phản ứng trong 1 năm: W = P.t

+ Lại có:

Câu 13:

Bắn một proton vao hạt nhân đứng yên.

Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc đô ̣và theo các phương hợp với phương tới của proton các góc bằng nhau 60⁰. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tinh_́ theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của proton và tốc độ của hạt nhân X là

A. 4

B. 2

C. 1/4

D. 1/2

Xem đáp án

Đáp án A

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

Sử dụng định luật bảo toàn động lượng.

Cách giải:

Phương trinh_̀ phản ứng:

Ta có:

Từ hình vẽ ta có là tam giác đều

Câu 14:

Cho phản ứng hạt nhân

Biết độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106u; 0,00249u; 0,030382u và1u = 931,5 MeV/c². Năng lương̣ toảra của phản ứng xấp xỉ bằng

A. 15,017MeV

B. 17,498MeV

C. 21,076MeV

D. 200,025MeV

Xem đáp án

Đáp án B

Năng lượng tỏa ra của phản ứng:

Câu 15:

Gọi τ là khoảng thời gian để số hạt nhân ccủa một đồng vị phóng xạ giảm đi bốn lần. Sau thời gian 2τ, số hạt nhân còn lại của đồng vị đó bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu?

A. 13,5%

B. 25,25%

C. 93,75%

D. 6,25%.

Xem đáp án

Đáp án D

Phương pháp: sử dụng định luật phóng xạ

Câu 16:

Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là

A. 0,36m0c²

B. 1,25m0c²

C. 0,25m0c²

D. 0,225m0c².

Xem đáp án

Đáp án C

Ta có:

Câu 17:

Hạt nhân có khối lượng nghỉ 4,0015u. Biết khối lượng nghỉ nowtron 1,008665u, của protôn là 1,00276u. Năng lượng liên kết riêng của là

A. 7,075 MeV/ nuclon

B. 28,30 MeV/nuclon

C. 4,717MeV/nuclon

D. 14,150MeV/nuclon

Xem đáp án

Đáp án A

Phương pháp:

sử dụng công thức tính năng lượng liên kết riêng

Cách giải:Áp dụng công thức tính năng lượng liên kết riêng

Câu 18:

Bắn một hạt protôn với vận tốc 3.10⁵ m/s đến va chạm với hạt nhân Li đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân. Sau phản ứng tạo thành hai hạt nhân giống nhau bay theo hai hướng tạo với nhau

góc 1600. Coi khối lượng của các hạt gần đúng là số khối. Năng lượng tỏa ra là

A. 20,0 MeV

B. 14,6MeV

C. 10,2MeV

D. 17,4 MeV

Xem đáp án

Đáp án B

Phương pháp: áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định lý sin trong tam giác

Cách giải:

Ta có phương trình phản ứng là:

Sau phản ứng tạo thành 2 hạt He, bay theo hai hướng tạo với hướng của p ban đầu một góc 80⁰. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có hình biểu diễn các vecto động lượng