Phương pháp học nhanh Vật lí Lớp 12 - Tập 2 - Chuyên đề 4: Lượng tử ánh sáng - Chủ đề 30: Phản ứng hạt nhân - Phạm Hồng Vương

Nội dung text: Phương pháp học nhanh Vật lí Lớp 12 - Tập 2 - Chuyên đề 4: Lượng tử ánh sáng - Chủ đề 30: Phản ứng hạt nhân - Phạm Hồng Vương

1. CHỦ ĐỀ 30 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I. TĨM TẮT LÝ THUYẾT 1) Hệ thức giữa động lượng và động năng của vật: p2 p2 2m.K hay K 2.m 2) Xét phản ứng: A1 X A2 X A3 X A4 X . Giả thiết hạt A2 X đứng yên. Ta cĩ: Z1 1 Z2 2 Z3 3 Z4 4 Z2 2 a) Năng lượng tỏa ra hoặc thu vào của phản ứng hạt nhân: 2 2 E m1 m2 m3 m4 c m3 m4 m1 m2 c E3 E3 E1 E2 A33 A44 A12 A22 K3 K4 K1 K2 + Nếu E 0 : phản ứng tỏa năng lượng. + Nếu E 0 : phản ứng thu năng lượng. b) Bài tốn vận dụng các định luật bảo tồn: * Tổng quát: dùng để tính gĩc giữa phương chuyển động của các hạt * E K3 K4 K1 2 2 2 * P4 P1 P3 2P1P3 cos 1 2 2 2 * P1 P3 P4 2P3P4 cos * TH1: Hai hạt bay theo phương vuơng gĩc * E K3 K4 K1 2 2 2 * P1 P3 P4 m1K1 m3K3 m4K4 * TH2: Hai hạt sinh ra cĩ cùng véctơ vận tốc * E K3 K4 K1 K m * 3 3 K4 m4 * m1v1 m3v3 m4v4 * TH3: Hai hạt sinh ra giống nhau, cĩ cùng động năng * E 2K3 K1 2K4 K1 * P 2P cos 2P cos 1 3 2 4 2 * TH4: Phĩng xạ (hạt mẹ đứng yên, vỡ thành 2 hạt con) Trang 1
2. * E K3 K4 K v m * 3 3 4 K4 v4 m3 Chú ý: Khi tính vận tốc của các hạt thì: - Động năng của các hạt phải đổi ra đơn vị J (Jun) 1MeV 1,6.10 13 J - Khối lượng các hạt phải đổi ra kg 1u 1,66055.10 27 kg 3) Năng lượng phân hạch - nhiệt hạch * So sánh phân hạch và nhiệt hạch Phân hạch Nhiệt hạch Định Là phản ứng trong đĩ một hạt nhân nặng Là phản ứng trong đĩ 2 hay nhiều hạt nhân nhẹ nghĩa vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn (số khối tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn và trung bình) và vài nơtron vài nơtron. Đặc điểm Là phản ứng tỏa năng lượng. Là phản ứng tỏa năng lượng. Điều kiện k 1 - Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ. + k 1: kiểm sốt được. - Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn. + k 1: khơng kiểm sốt được, gây bùng - Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ nổ (bom hạt nhân). cao 100 triệu độ phải đủ lớn. Ưu và Gây ơ nhiễm mơi trường (phĩng xạ) Khơng gây ơ nhiễm mơi trường. nhược . Một số dạng bài tập: - Cho khối lượng của các hạt nhân trước và sau phản ứng: M0 và M. Tìm năng lượng toả ra khi xảy 1 2 phản ứng: E M0 M .c MeV. m - Suy ra năng lượng toả ra trong m gam phân hạch (hay nhiệt hạch): E Q.N Q. .N MeV A P - Hiệu suất nhà máy: H ci % Ptp - Tổng năng lượng tiêu thụ trong thời gian t: A Ptp .t A P .t - Số phân hạch: N tp E E - Nhiệt lượng toả ra: Q m.q ; với q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu. - Gọi P là cơng suất phát xạ của Mặt Trời thì mỗi ngày đêm khối lượng Mặt Trời giảm đi một lượng bằng E P.t m c2 c2 . Một số dạng tốn nâng cao: t t T * Tính độ phĩng xạ H: H .N Ho .e H.2 Trang 2
3. Đại lượng đặc trưng cho tính phĩng xạ mạnh hay yếu của chất phĩng xạ. Đơn vị: 1Bq Becoren 1phân rã s . Hoặc: 1Ci curi 3,7.1010 Bq. Ho * Thể tích của dung dịch chứa chất phĩng xạ: Vo t .V ; Với V là thể tích dung dịch chứa H. 2T.H  CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH 27 Ví dụ 1: Cho hạt bắn phá vào hạt nhân nhơm 13 Al đang đứng yên, sau phản ứng sinh ra hạt nơtron 2 và hạt nhân X. Biết m 4.0015u , mAl 26,974u , mX 29,970u , mn 1,0087u , 1uc 931MeV . Phản ứng này toả hay thu bao nhiêu năng lượng? A. Toả năng lượng 2,9792MeV.B. Toả năng lượng 2,9466MeV . C. Thu năng lượng 2,9792MeV.D. Thu năng lượng 2,9466MeV. Giải 4 27 1 30 Phương trình phản ứng: 2 13 Al 0 n 15 X 2 Ta cĩ: Q m mAl mn mX .c 4,0015 26,974 29,97 1,0087 .931 2,9792MeV Phản ứng tỏa 2,9792 Mev Chọn đáp án A Ví dụ 2: Phản ứng hạt nhân nhân tạo giữa hai hạt A và B tạo ra hai hạt C và D, Biết tổng động năng của các hạt trước phản ứng là 10MeV, tổng động năng của các hạt sau phản ứng là 15Mev. Xác định năng lượng tỏa ra trong phản ứng? A. thu năng lượng 5 MevB. tỏa năng lượng 15 Mev C. tỏa năng lượng 5 MeVD. thu năng lượng 10 Mev Giải 2 2 Theo định luật bảo tồn năng lượng ta cĩ: m1 m2 .c Wđ1 Wđ2 m3 m4 .c Wđ3 Wđ4 2 m1 m2 m3 m4 .c Wđ3 Wđ4 Wđ1 Wđ2 15 10 Phản ứng tỏa ra 5 Mev Chọn đáp án C 2 3 4 Ví dụ 3: Độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân 1 D , 1 T , 2 He lần lượt là mD 0,0024u ; 2 3 4 1 mT 0,0087u , mHe 0,0305u . Phản ứng hạt nhân 1 D 1 T 2 He 0 n tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng? A. tỏa 18,0614eVB. thu 18,0614eVC. thu 18,0614MeVD. tỏa 18,0614MeV Giải 2 3 4 1 Ta cĩ phương trình phản ứng: 1 D 1 T 2 He 0 n 2 Q m mD mT .c 0,0305 0,0087 0,0024 .931 18,0614Mev Phản ứng tỏa ra 18,0614 Mev Chọn đáp án D 7 Ví dụ 4: Cho phản ứng hạt nhân: p 3 Li 2 17,3MeV . Khi tạo thành được 1g hêli thì năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên là Trang 3
4. A. 13,02.1023 MeV. B. 26,04.1023 MeV. C. 8,68.1023 MeV. D. 34,72.1023 MeV. Giải 1 Số hạt tạo thành là: N .6,02.1023 1,505.1023 4 N Năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 g hêli là: E .17,3 13,02.1023 MeV 2 Chọn đáp án A 234 234 A Ví dụ 5: Hạt nhân 92 U đứng yên phân rã theo phương trình 92 U Z X . Biết năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên là 14,15MeV, động năng của hạt là (lấy xấp xỉ khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u bằng số khối của chúng) A. 13,72MeVB. 12,91MeVC. 13,91MeVD. 12,79MeV Giải 234 A Phương trình: 92 U Z X - Bảo tồn năng lượng ta cĩ: Q tỏa WX W 14,15 pt1 - Bảo tồn động lượng ta cĩ: P PX m W mX WX 4W 230WX 0 pt2 từ l và 2 ta cĩ: W 13,91MeV Chọn đáp án C 9 Ví dụ 6: Hạt cĩ động năng 5,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 4 Be đứng yên, gây ra phản ứng: 9 4 Be n X . Hạt n chuyển động theo phương vuơng gĩc với phương chuyển động của hạt . Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV). Tính động năng của hạt nhân X? Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. A. 18,3 MeVB. 0,5 MeVC. 8,3 MeVD. 2,5 MeV Giải Theo định luật bảo toản năng lượng ta cĩ: Q tỏa Wn WX W 5,7MeV WX 5,7 5,3 Wn WX Wn 11 pt1 2 2 2 Theo định luật bảo tồn động lượng ta cĩ: PX P Pn mX WX m W mn Wn 12WX Wn 21,2 pt2 Từ l và 2 W 2,5MeV Chọn đáp án D II. BÀI TẬP A. KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Đơn vị đo khối lượng trong vật lí hạt nhân là A. kg B. Đơn vị khối lượng nguyên tố (u) C. Đơn vị eV c2 hoặc MeV c2 . Trang 4
5. D. Kg, đơn vị eV c2 hoặc MeV c2 , đơn vị khối lượng nguyên tử Bài 2: Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo tồn: A. số nuclơn.B. số nơtron (nơtron). C. khối lượng.D. số prơtơn. Bài 3: Chọn phát biểu sai khi vận dụng các định luật bảo tồn vào sự phĩng xạ? A. Phĩng xạ gamma thì khối lượng hạt nhân con bằng khối lượng hạt nhân mẹ B. Phĩng xạ beta cộng cĩ sự biến đổi một prơtơn thành một nơtron kèm theo một pozitron và hạt nơtrinơ C. Phĩng xạ beta trừ cĩ sự biến đổi một nơtron thành một prơtơn kèm theo một pozitron và phản hạt nơtrinơ D. Trong phản ứng hạt nhân thì động lượng và năng lượng tồn phần được bảo tồn 19 16 Bài 4: Cho phản ứng hạt nhân 9 F p 8 O X , hạt nhân X là hạt nào sau đây? A. B.  C.  D. n Bài 5: Hạt nhân mẹ A cĩ khối lượng mA đang đứng yên phân rã thành hạt nhân con B và hạt cĩ khối lượng mB và m , cĩ vận tốc vB và v , Kết luận đúng về hướng và trị số của vận tốc các hạt sau phản ứng là: A. Cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng B. Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng C. Cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng D. Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng Bài 6: Lý do khiến trong phản ứng hạt nhân khơng cĩ sự bảo tồn khối lượng là: A. Do tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng B. Do cĩ sự toả hoặc thu năng lượng trong phản ứng C. Do các hạt sinh ra đều cĩ vận tốc rất lớn nên sự bền vững của các hạt nhân con sinh ra khác hạt nhân mẹ dẫn đến khơng cĩ sự bảo tồn khối lượng D. Do hạt nhân con sinh ra luơn luơn nhẹ hơn hạt nhân mẹ Bài 7: Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng A. khối lượng các hạt ban đầu nhỏ hơn khối lượng các hạt tạo thành B. độ hụt khối của các hạt ban đầu nhỏ hơn độ hụt khối các hạt tạo thành C. năng lượng liên kết của các hạt ban đầu lớn hơn của các hạt tạo thành D. năng lượng liên kết riêng của các hạt ban đầu lớn hơn của các hạt tạo thành Bài 8: Chọn phát biểu đúng khi nĩi về phản ứng hạt nhân: A. Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng thì các hạt nhân sinh ra bền vững hơn hạt nhân ban đầu B. Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng nếu tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tương tác nhỏ hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tạo thành C. Phản ứng hạt nhân thu năng lượng nếu tổng độ hụt khối các hạt tham gia phản ứng nhỏ hơn tổng độ hụt khối các hạt nhân tạo thành D. Phản ứng hạt nhân thu năng lượng nếu tổng năng lượng liên kết các hạt tham gia phản ứng lớn hơn tổng năng lượng liên kết các hạt nhân tạo thành Bài 9: Khi nĩi về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, điều nào sau đây là sai? Trang 5
6. A. Các hạt nhân sản phẩm bền hơn các hạt nhân tương tác B. Tổng độ hụt các hạt tương tác nhỏ hơn tổng độ hụt khối các hạt sản phẩm C. Tổng khối lượng các hạt tương tác nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sản phẩm D. Tổng năng lượng liên kết của các hạt sản phẩm lớn hơn tổng năng lượng liên kết của các hạt tương tác Bài 10: Cho phản ứng hạt nhân: A B C D . Nhận định nào sau đây là đúng? A. Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng chỉ khi các hạt nhân A và B cĩ động năng lớn B. Tổng độ hụt khối của hai hạt nhân A và B nhỏ thua tổng độ hụt khối của hai hạt nhân C và D thì phản ứng hạt nhân trên tỏa năng lượng C. Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng chỉ khi các hạt nhân A và B khơng cĩ động năng D. Tổng độ hụt khối của hai hạt nhân A và B nhỏ thua tổng độ hụt khối của hai hạt nhân C và D thì phản ứng hạt nhân trên thu năng lượng B. TĂNG TỐC: THƠNG HIỂU Bài 1: Tính số lượng phân tử nitơ cĩ trong 1 g khí nitơ? Biết khối lượng nguyên tử lượng của nitơ là 13,999 (u); 1u 1,66.10 24 g . A. 43.1021. B. 215.1020. C. 43.1020. D. 215.1021. Bài 2: Sau mỗi giờ số nguyên tử của đồng vị phĩng xạ cơ ban giảm 3,8%. Hằng số phĩng xạ của cơban là: A. 39s 1 B. 139s 1 C. 0,038h 1 D. 239s 1 139 Bài 3: Chất phĩng xạ Xesi 35 Cs cĩ chu kì bán rã là 7 phút. Hằng số phĩng xạ của Xesi là: A.  1,65.10 2 s 1 B.  1,65.10 3 s 1 C.  1,65.10 4 s 1 D.  1,65.10 3 s 1 7 Bài 4: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li? Biết khối lượng của hạt nhân là m 7,0160u , 2 khối lượng của prơtơn là: mp 1,0073u , khối lượng của nơtron là: mn 1,0087u , lu 931,5MeV c . A. 5,42MeV/nuclơn.B. 37,9MeV/nuclơn. C. 20,6MeV/nuclơn.D. 37,8MeV/nuclơn. 37 37 Bài 5: Tính năng lượng liên kết tạo thành Cl , cho biết: Khối lượng của nguyên tử 17 Cl 36,96590u ; khối lượng prơtơn, mp 1,00728u ; khối lượng êlectron, me 0,00055u ; khối lượng nơtron, 27 8 18 mn 1,00867u ; 1u 1,66043.10 kg ; c 2,9979.10 m s ; 1J 6,2418.10 eV. A. 315,11eV B. 316,82eV C. 317,26eV D. 318,2eV 37 30 Bài 6: Cho phản xạ hạt nhân 13 Al 15 P n , khối lượng của các hạt nhân là m 4,0015u , 2 mAl 26,97435u ; mp 29,97005u , mn 1,008670u , 1u 931MeV c . Phản ứng này cĩ: A. toả năng lượng 75,3179 MeVB. thu năng lượng 75,3179 MeV C. toả năng lượng 1,2050864.10 11 J .D. thu năng lượng 2,67 MeV 234 230 Bài 7: Hạt nhân phĩng xạ 92 U đứng yên phát ra hạt và biến đổi thành hạt nhân 90 Th . Năng lượng của phản ứng phân rã này là: Cho biết khối lượng của các hạt nhân m 4,0015u , mTh 229,973u , 2 mU 233,990u , 1u 931,5MeV c . Trang 6
7. A. 22,65 MeVB. 14,16 keVC. 14,16 JD. 14,4 MeV C. BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Một hạt nhân cĩ số khối A ban đầu đứng yên, phát ra hạt với vận tốc V. lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị khối lượng nguyên tử u bằng số khối của chúng. Độ lớn vận tốc của hạt nhân con là: A. 4V A 4 B. 4V A 4 C. V A 4 D. V A 4 7 Bài 2: Một prơtơn cĩ động năng Wp 1,5MeV bắn vào hạt nhân 3 Li đang đứng yên thì sinh ra 2 hạt X cĩ bản chất giống nhau và khơng kèm theo bức xạ gamA. Tính động năng của mỗi hạt X? Cho 2 mLi 7,0144u ; mp 1,0073u ; mx 4,0015u ; 1 uc 931MeV. A. 9,5 MeVB. 18,9 MeVC. 8,7 MeVD. 7,95 MeV 27 Bài 3: Một hạt bắn vào hạt nhân 13 Al tạo ra nơtron và hạt X. Cho: m 4,0016u ; mn 1,00866u ; 2 mAl 26,9744u ; mX 29,9701u ; lu 931,5MeV c . Các hạt nơtron và X cĩ động năng là 4MeV và 1,8MeV. Động năng của hạt là: A. 3,23MeVB. 5,8MeVC. 7,8MeVD. 8,37MeV 6 4 Bài 4: Phản ứng 3 Li n T 2 He tỏa ra một năng lượng 4,8 MeV. Nếu ban đầu động năng của các hạt 4 là khơng đáng kể thì sau phản ứng động năng các hạt T và 2 He lần lượt: (Lấy khối lượng các hạt sau phản ứng là mT 3u ; m 4u ) A. KT 2,46 MeV,K 2,34 MeV B. KT 3,14 MeV,K 1,66 MeV C. KT 2,20 MeV,K 2,60 MeV D. KT 2,74 MeV,K 2,06 MeV 14 Bài 5: Bắn hạt cĩ động năng 4 MeV vào hạt nhân 7 N đứng yên thì thu được một prơtơn và hạt nhân X. Giả sử hai hạt sinh ra cĩ cùng tốc độ, tính động năng và tốc độ của prơtơn. Cho: m 4,0015u ; 2 mx 16,9947u ; mN 13,9992u ; mP 1,0073u ; lu 931MeV c . A. 5,45.106 m s B. 22,15.105 m s C. 30,85.106 m s D. 22,815.106 m s  NĂNG LƯỢNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 226 Bài 6: Hạt nhân 88 Ra ban đầu đang đứng yên thì phĩng ra hạt cĩ động năng 4,80 MeV. Coi khối lượng mỗi hạt nhân xấp xỉ với số khối của nĩ. Năng lượng tồn phần tỏa ra trong sự phân rã này là: A. 4,92 MeVB. 4,89 MeVC. 4,91 MeVD. 5,12 MeV 7 Bài 7: Cho phản ứng hạt nhân: p 3 Li 2 17,3MeV . Khi tạo thành được lg Hêli thì năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên là bao nhiêu? A. 13,02.1023 MeV B. 8,68.1023 MeV C. 26,04.1023 MeV D. 34,72.1023 MeV 234 230 Bài 8: Một hạt nhân 92 U phĩng xạ thành đồng vị 90 Th . Cho các năng lượng liên kết của các hạt: hạt 234 230 là 28,4 MeV; 92 U là 1785,42 MeV; 90 Th là 1771 MeV. Một phản ứng này tỏa hay thu năng lượng? A. Thu năng lượng 5,915 MeVB. Toả năng lượng 13,002 MeV C. Thu năng lượng 13,002 MeVD. Toả năng lượng 13,98 MeV Trang 7
8. 37 37 Bài 9: Cho phản ứng hạt nhân 17 Cl p 18 Ar n , khối lượng của các hạt nhân là m Ar 36,956889u , m Cl 36,956563u , m n 1,008670u , m p 1,007276u , 1u 931,5MeV c2 . Năng lượng mà phản ứng này tỏa ra hoặc thu vào là bao nhiêu? A. Toả ra 1,60132 MeVB. Thu vào 1,60218 MeV C. Toả ra 2,562112.10 19 J D. Thu vào 2,562112.10 19 J Bài 10: Biết khối lượng m 4,0015u ; mp 1,0073u ; mn 1,0087u ; 1u 931,5MeV. Năng lượng tối thiểu tỏa ra khi tổng hợp được 22,4l khí hêli (ở đktc) từ các nuclơn là: A. 2,5.1026 MeV B. 1,71.1025 MeV C. 1,41.1024 MeV D. 1,11.1027 MeV D. VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO 27 30 Bài 1: Hạt là động năng K 3,1 MeV đập vào hạt nhân nhơm gây ra phản ứng: 13 Al 15 P n , khối lượng của các hạt nhân là m 4,0015u , mAl 26,97435u , mP 29,97005u , mn 1,008670u , 1 u 931,5MeV c2 . Giả sử hai hạt sinh ra cĩ cùng vận tốc. Động năng của hạt n là: A. 8,9367 MeVB. 9,2367 MeVC. 8,8716 MeVD. 0,013 MeV 7 Bài 2: Một hạt nhân nguyên tử hiđrơ chuyển động với vận tốc v đến va chạm với hạt nhân nguyên tử 3 Li đứng yên và bị hạt nhân Liti bắt giữ. Sau va chạm xuất hiện hai hạt bay ra cùng giá trị vận tốc v . Quỹ đạo của hai hạt đối xứng với nhau và hợp với đường nối dài của quỹ đạo hạt prơtơn gĩc 80 . Tính 27 vận tốc v của nguyên tử hiđrơ? ( mp 1,007u ; mHe 4,000u ; mLi 7,000u ; u 1,66055.10 kg ). A. 2,4.107 m s B. 2.107 m s C. 1,56.107 m s D. 1,8.107 m s Bài 3: Hạt nhân phĩng xạ X đang đứng yên phát ra tia và sinh ra một hạt nhân con Y. Tốc độ và khối lượng của các hạt sinh ra lần lượt là v và m ; v và m . Biểu thức nào sau đây là đúng? 2 A. v v m m B. v v m m C. v v m m D. v v v m m Bài 4: Hạt prơtơn cĩ động năng KP 2MeV ,bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh ra hai hạt nhân X cĩ cùng 2 động năng. Cho biết mP 1,0073u ; mLi 7,0144u ; mX 4,0015u ;1u 931,5MeV c . Động năng của mỗi hạt X là: A. 5,00124 MeVB. 19,41 MeVC. 9,709 MeVD. 0,00935 MeV 7 Bài 5: Bắn 1 hạt prơtơn cĩ khối lượng mP vào hạt nhân 3 Li đứng yên. Phản ứng tạo ra 2 hạt nhân X giống hệt nhau và cĩ khối lượng mX bay ra cĩ cùng độ lớn vận tốc và cùng hợp với phương ban đầu của prơtơn 1 gĩc 450 . Tỉ số độ lớn vận tốc của hạt X và hạt prơtơn là: A. 2 mp mx B. 2mp mx C. mp mx D. mp 2mx 9 Bài 6: Người ta dùng prơtơn bắn phá hạt nhân Bêri 4 Be đứng yên. Hai hạt sinh ra là Hêli và X. Biết proton cĩ động năng K 5,45MeV . Hạt Hêli cĩ vận tốc vuơng gĩc với vận tốc của hạt prơtơn và cĩ động năng KHe 4MeV . Cho rằng độ lớn của khối lượng của một hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối A của nĩ. Động năng của hạt X bằng: A. 6,225 MeVB. 1,225 MeVC. 4,125 MeVD. 3,575 MeV Trang 8
9. 7 Bài 7: Dùng hạt prơtơn cĩ động năng Wđ 1,2MeV bắn vào hạt nhân 3 Li đứng yên thu được 2 hạt cĩ 2 cùng tốc độ. Cho mP 1,0073u ; mLi 7,0144u ; ma 4,0015u , 1u 931,5MeV c . Gĩc tạo bởi phương bay của hạt prơtơn và hạt là: A. 64,80 B. 78,40 C. 84,85 D. 68,40 23 Bài 8: Người ta tạo ra phản ứng hạt nhân 11 Na bằng cách dùng hạt prơtơn cĩ động năng là 3MeV bắn vào hạt nhân đứng yên. Hai hạt sinh ra là và X. Phản ứng trên tỏa năng lượng 2,4MeV. Giả sử hạt bắn ra theo hướng vuơng gĩc với hướng bay của hạt prơtơn. Lấy khối lượng của các hạt tính theo đơn vị gần bằng số khối của chúng. Động năng của hạt là: A. 1,96MeVB. 1,75MeVC. 4,375MeVD. 2,04MeV 210 206 Bài 9: Hạt nhân 84 Po đang đứng yên thì phân rã và biến đổi thành hạt nhân 82 Pb . Coi khối lượng 206 của các hạt nhân 82 Pb xấp xỉ bằng số khối của chúng (theo đơn vị u). Sau phân rã, tỉ số động năng của hạt nhân và hạt là A. 103:4B. 4:103C. 2:103D. 103:2 9 Bài 10: Hạt prơtơn cĩ động năng 5,48 MeV được bắn vào hạt nhân 4 Be yên gây ra phản ứng hạt nhân, 7 sau phản ứng thu được hạt nhân 3 Li và hạt X. Biết hạt X bay ra với động năng 4MeV theo hướng vuơng gĩc với hướng chuyển động của hạt prơtơn tới (lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối). Vận tốc của hạt nhân Li là: A. 0,824.106 m s B. 1,07.106 m s C. 8,3.106 m s D. 10,7.106 m s 6 Bài 11: Một hạt nhân D cĩ động năng 4MeV bắn vào hạt nhân 3 Li đứng yên tạo ra phản ứng: 2 6 4 1 H 3 Li 2.2 He . Biết rằng vận tốc của hai hạt được sinh ra hợp với nhau một gĩc 157 . Lấy tỉ số giữa hai khối lượng bằng tỉ số giữa hai số khối. Năng lượng tỏa ra của phản ứng là: A. 18,6 MeVB. 22,4 MeVC. 21,2 MeVD. 24,3 MeV Bài 12: Người ta tạo ra phản ứng hạt nhân bằng cách dùng hạt prơtơn cĩ động năng là 3,60MeV bắn vào 23 hạt nhân 11 Na đang đứng yên. Hai hạt sinh ra là và X. Giả sử hạt bắn ra theo hướng vuơng gĩc với hướng bay của hạt prơtơn và cĩ động năng 4,85 MeV. Lấy khối lượng của các hạt tính theo đơn vị u gần bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng: A. 2,40 MeVB. 4,02 MeVC. 1,85 MeVD. 3,70 MeV 6 Bài 13: Dùng hạt nơtron cĩ động năng 2 MeV bắn vào hạt nhân 3 Li đang đứng yên gây ra phản ứng hạt 3 3 nhân, tạo ra hạt 1 H và hạt . Hạt và hạt nhân 1 H bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của nơtron những gĩc tương ứng là 150 và 300 . Bỏ qua bức xạ  và lấy tỉ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng. Phản ứng thu được năng lượng là: A. 1,66 MeVB. 1,33 MeVC. 0,84 MeVD. 1,4 MeV 9 9 6 Bài 14: Dùng p cĩ động năng K1 bắn vào hạt nhân 4 Be yên gây ra phản ứng: p 4 Be 3 Li . Phản 6 ứng này tỏa ra năng lượng bằng W 2,1 MeV . Hạt nhân 3 Li và hạt bay ra với các động năng lần lượt bằng K2 3,58 MeV và K3 4 MeV . Tính gĩc giữa các hướng chuyển động của hạt và hạt p? (lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân, tính theo đơn vị u, bằng số khối). A. 450 B. 900 C. 750 D. 1200 Trang 9
10. 9 Bài 15: Hạt prơtơn cĩ động năng Kp 6 MeV bắn phá hạt nhân 4 Be đứng yên tạo thành hạt và hạt nhân X. Hạt nhân bay ra theo phương vuơng gĩc với phương chuyển động của prơtơn với động năng bằng 7,5 MeV. Cho khối lượng của các hạt nhân bằng số khối. Động năng của hạt nhân X là: A. 14 MeVB. 10 MeVC. 2 MeVD. 6 MeV Bài 16: Một hạt nhân X đứng yên, phĩng xạ biến thành hạt nhân Y. Gọi m1 và m2 , v1 , v2 , K1 và K2 tương ứng là khối lượng, tốc độ, động năng của hạt và hạt nhân Y. Hệ thức nào sau đây là đúng? v m K v m K v m K v m K A. 1 1 1 B. 2 2 1 C. 1 2 1 D. 1 2 2 v2 m2 K2 v1 m1 K2 v2 m1 K2 v2 m1 K1 210 Bài 17: Hạt nhân 84 Po đứng yên phĩng xạ và sinh ra hạt nhân con X. Biết rằng mỗi phản ứng giải phĩng một năng lượng 2,6 MeV. Lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Động năng của hạt là: A. 2,75 MeVB. 3,5 eVC. 2,15 MeVD. 2,55 MeV III. HƯỚNG DẪN GIẢI A. KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Bài 1: Chọn đáp án D Bài 2: Chọn đáp án A Bài 3: Chọn đáp án C Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án B Bài 6: Chọn đáp án B Bài 7: Chọn đáp án B Bài 8: Chọn đáp án D Bài 9: Chọn đáp án C Bài 10: Chọn đáp án B B. TĂNG TỐC: THƠNG HIỂU Bài 1: Chọn đáp án B Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án B Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án D Bài 6: Chọn đáp án D Bài 7: Chọn đáp án D C. BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 1: Chọn đáp án A A 4 A 4 Ta cĩ phương trình phản ứng Z X 2 Z 2 Y Áp dụng bảo tồn động lượng: p pY 4.V A 4 .VY 4.V Độ lớn vận tốc của hạt nhân con là: V Y A 4 Bài 2: Chọn đáp án A Năng lượng tỏa ra của phản ứng: E mp mLi 2.mX .931,5 17,42 MeV Trang 10
11. E K 2.K K E K p 9,46 MeV x p X 2 Bài 3: Chọn đáp án D 4 27 1 30 Phương trình của phản ứng 2 13 Al 0 n 15 X Năng lượng của phản ứng là: E m mAl mn mX .931,5 2,57 MeV Kn KX K E K 8,37 MeV Bài 4: Chọn đáp án D Vì bỏ qua động năng ban đầu nên ta cĩ: pT p mT .KT m .K 3.KT 4.K 0 (1) Mặt khác: KT K 4,8 MeV (2) Từ (1) và (2) KT 2,74 MeV và K 2,06 MeV Bài 5: Chọn đáp án A 4 14 1 17 Phương trình của phản ứng 2 7 N 1 p 8 X 2 Năng lượng của phản ứng: E m mN mX mp .c 1,211 MeV Ta cĩ: KX Kp K E 2,789 MeV Kp mp 1 Vì hai hạt sinh ra cĩ cùng tốc độ nên 17.Kp KX 0 KX mX 17 1 K 0,155 MeV .m.v2 p 2 Vận tốc của hạt prơtơn là: v 5,473.106 m s  NĂNG LƯỢNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài 6: Chọn đáp án B 2 2 Áp dụng bảo tồn động lượng: pX p p pX mX .KX m .K 4.4,8 Động năng của X: K 0,0865 MeV X 222 Năng lượng tồn phần tỏa ra trong sự phĩng xạ: E KX K 4,8864MeV Bài 7: Chọn đáp án A Phản ứng tạo ra 2 hạt tỏa ra 17,3 MeV 1 hạt tỏa ra 8,65 MeV m.N Trong 1(g) He cĩ N A 1,505.1023 hạt A Năng lượng tỏa ra là: E N.8,65 13,02.1023 MeV Bài 8: Chọn đáp án D 234 4 230 Phương trình của phản ứng: 92 U 2 90 Th Năng lượng tỏa ra của phản ứng: E Elk Elk Th Elk U 13,98 MeV Bài 9: Chọn đáp án B Năng lượng của phản ứng hạt nhân: Trang 11
12. E mCl mp mAl mn .931,5 1,60218 MeV Bài 10: Chọn đáp án B 2 Ta cĩ: Elk 2.mp 2.mn m .c 28,41 MeV 23 Số hạt trong 22,4l khí He là: N n.NA 6,02.10 Năng lượng tỏa ra là: E 28,41.6,023.1023 1,71.1025 MeV D. VỀ ĐÍCH: NÂNG CAO Bài 1: Chọn đáp án D Năng lượng của phản ứng trên là: E m mAl mP mn .931,5 2,7013 MeV Mặt khác: E KP Kn K KP Kn 0,39865 MeV (1) Kp mp 30 Vì vP vn Kp 30Kn 0 (2) Kn mn 1 Từ (1) và (2) KP 0,386 MeV;Kn 0,013 MeV Bài 2: Chọn đáp án B Ta cĩ năng lượng tỏa ra thu vào của phản ứng: E mp mLi 2.m .931,5 6,5205 MeV Mặt khác: 2.K Kp E 6,5205 (1) 2 0 pp pp Ta lại cĩ: cos80 2 0,12 2.p p Kp 4.K .0,12 (2) Từ (1) và (2) K 4,29 MeV ;Kp 2,06 MeV 1 MeV Vận tốc của prơtơn là: K 2,06 MeV .1.931,5 .v2 v 2.107 m s p 2 c2 Bài 3: Chọn đáp án A vY m Theo định luật bảo tồn động lượng: p pY m .v mY .vY v mY Bài 4: Chọn đáp án C 1 7 Ta cĩ phương trình phản ứng 1 p 3 Li X X Áp dụng bảo tồn số khối và bảo tồn điện tích X là Năng lượng của phản ứng hạt nhân: E mp mLi 2.mX .931,5 17,42 MeV E K Mà: 2.K K E K p 9,709 MeV X p X 2 Bài 5: Chọn đáp án D 1 7 Ta cĩ phương trình phản ứng 1 p 3 Li X X Trang 12
13. p 2 2 Ta cĩ: cos 45 p pX 2 p m v v m p p p 2 X p pX mX .vX vp 2.mX Bài 6: Chọn đáp án D 1 9 4 6 Ta cĩ phương trình phản ứng 1 p 4 Be 2 3 X 2 2 2 Bảo tồn động lượng pX pp p 6.KX Kp 4.K Động năng của hạt nhân X là: KX 3,575 MeV Bài 7: Chọn đáp án C Năng lượng tỏa ra của phản ứng: E mp mLi 2.mX .931,5 17,42 MeV E K 2.K K E K p 9,31 MeV X p X 2 p 1,2 Ta cĩ: cos p cos2 84,85 2.p 4.4.9,31 Bài 8: Chọn đáp án C 1 23 4 20 Ta cĩ phương trình phản ứng: 1 p 11 Na 2 10 Ne Ta cĩ: K KX E Kp 5,4 MeV (1) 2 2 2 Mà: pX pp p mX .KX mp .Kp m .K Thay số vào ta được: 20.KX 4.K 3 (2) Từ (1) và (2) KX 1,025 MeV và K 4,375 MeV Bài 9: Chọn đáp án C 210 4 206 Phương trình của phản ứng: 84 Po 2 82 Pb Áp dụng bảo tồn động lượng: 2 2 p pp p pPb m .K mPb .KPb K m 4 2 Pb K mPb 206 103 Bài 10: Chọn đáp án C 1 9 7 3 Phương trình phản ứng là: 1 p 4 Be 3 Li 2 X Áp dụng định luật bảo tồn động lượng: 2 2 2 pLi pp pX mLi .KLi mp .Kp mX .KX 1 Động năng của hạt nhân Li là: K 2,497 .m.v2 Li 2 2.2,497 Vận tốc của hạt nhân Li là: v .c 8,3.106 m s 7.931,5 Trang 13
14. Bài 11: Chọn đáp án C p Ta cĩ: cos78,5 D 0,1994 2.p 2 pD 2 mD.KD 2 0,3988 p m .K 2.4 Động năng của hạt là: K 12,57 MeV 4.0,159 2.K KD E 21,2 MeV Bài 12: Chọn đáp án A 1 23 4 20 Phương trình của phản ứng là: 1 p 11 Na 2 10 X 2 2 2 Áp dụng bảo tồn động lượng: pX p pp 20.KX 4.4,85 1.3,6 KX 1,15MeV Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này: KX K KP E 2,4 MeV Bài 13: Chọn đáp án A 1 6 3 4 Phương trình của phản ứng: 0 n 3 Li 1 H 2 2 Ta cĩ: pn 2.mn .Kn 2.2 4 pn 2 p p Áp dụng định lý hàm số sin ta cĩ: n sin 135 sin 30 p 2 K 0,25MeV p p Áp dụng định lý hàm số sin ta cĩ: n T sin 135 sin 15 pT 0,732 KT 0,089MeV Năng lượng của phản ứng trên là: E K KT Kn 1,66 MeV Bài 14: Chọn đáp án B Ta cĩ: KLi K K1 W K1 5,48 MeV Kp p2 p2 p2 4.K K 6.K cos p Li p Li 0 2.p .pp 2. 4.K .Kp 90 Bài 15: Chọn đáp án D 1 9 4 6 Phương trình của phản ứng: 1 p 4 Be 2 3 X Bảo tồn động lượng: 2 2 2 pX p pp mX .KX m .K mp .Kp Động năng của hạt nhân X: Trang 14
15. 4.7,5 6 K 6 MeV X 6 Bài 16: Chọn đáp án C Áp dụng định luật bảo tồn động lượng: v mX p pX m .v mX .vX vX m 2 2 KX mX Mặt khác: p pX p pX m .K mX .KX K m v m K 1 2 1 v2 m1 K2 Bài 17: Chọn đáp án D Áp dụng định luật bảo tồn động lượng: 2 2 pPb p pPb p m .K mPb .KPb 4.K 206.KPb 0 và K KPb 2,6 MeV K 2,55MeV;KPb 0,05 MeV Trang 15