100 câu trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử có lời giải (nâng cao - phần 1)

Với 100 câu trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử (nâng cao - phần 1) có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm câu trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử có lời giải (nâng cao - phần 1).

100 câu trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử có lời giải (nâng cao - phần 1)

Bài 1: Cho biết bán kính hạt nhân Hãy xác định mật độ khối lượng, mật độ điện tích của hạt nhân. Chọn đáp án đúng.

A. ρ = 2,29.10¹⁷ (Kg/m³), ρ_q = 1,1.10²⁵ (C/m³)

B. ρ = 2,59.10¹⁷ (Kg/m³), ρ_q = 1,8.10²⁵ (C/m³)

C. ρ = 3,59.10¹⁷ (Kg/m³), ρ_q = 1,6.10²⁵ (C/m³)

D. ρ = 2,59.10¹⁷ (Kg/m³), ρ_q = 2,1.10²⁵ (C/m³)

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Thể tích của hạt nhân là:

Mật độ khối lượng:

Mật độ điện tích:

Bài 2: Tìm tỉ số bán kính và tỉ số các điện tích riêng (q/m) của đồng vị O16 so với đồng vị O18.

A.

B.

C.

D.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Bán kính và điện tích riêng (q/m) của đồng vị O16 tương ứng là

của đồng vị O18 là

Các tỉ số cần tìm là:

Bài 3: Tìm số nuclôn có trong 100g khí CO₂.

A. 6,09.10²³    B. 6,02.10²⁵    C. 6,02.10²⁹    D. 6,09.10²⁵

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: Trong mỗi phân tử CO2 có: 12 + 2.16 = 44 nuclôn nên tổng số nuclôn là N=(100/44).6,02.10²³.44=6,02.10²⁵

Bài 4: Khí clo trong tự nhiên có thể coi là hỗn hợp của hai đồng vị chính là C35 có khối lượng nguyên tử là 34,969 u và C37 có khối lượng nguyên tử là 36,996 u. Cho khối lượng nguyên tử của clo trong tự nhiên là 35,453. Xác định tí lệ % số hạt C35 trong tự nhiên.

A. 78,5%    B. 79,5%    C. 68,5%    D. 70,5%

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Gọi tỉ lệ số hạt của C35 trong tự nhiên là x thì:

Bài 5: Thôri sau một số phóng xạ α và β^- sẽ biến thành đồng vị bền của chì . Số phóng xạ α và số phóng xạ β^- trong quá trình biến đổi này tương ứng là bao nhiêu?

A. 6 và 4    B. 6 và 6    C. 4 và 4    D. 4 và 6

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Gọi x là số lần phóng xạ α và y là số lần phóng xạ β^-. Phương trình biểu diễn quá trình biến đổi là:

Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ta có:

   232 = 208 + 4x

   90 = 82 + 2x - y

Giải hệ ta tìm được: x = 6; y = 4.

Bài 6: Chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 140 ngày, sau khi phóng xạ α biến thành hạt nhân chì (Pb). Ban đầu có 42mg, số prôton và nơtron của hạt nhân Pb nhận giá trị nào sau đây

A. 130notron và 80 proton

B. 126 notron và 84 proton

C. 124notron và 84 proton

D. 124 notron và 82 proton

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Số prôton và nơtron của Pb nhận giá trị: 124 notron và 82 proton

Bài 7: Trong dãy phân rã phóng xạ có bao nhiêu hạt α và β^- được phát ra

A. 3α và 4 β^-    B. 7α và 4 β^-    C. 4α và 7 β^-    D. 7α và 2β^-

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: Phương trình phản ứng:

Định luật bảo toàn:

Sô khối: 235 = 207 + 4x

Điện tích: 92 = 82 + 2x +yz

. Vậy có 7 hạt α và 4 hạt β^-

Bài 8: Cho 1u = 1,66055.10^-27 kg; c = 3.10⁸ m/s; 1 eV = 1,6.10^-19 J. Hạt prôtôn có khối lượng mp = 1,007276 u, thì có năng lượng nghỉ là

A. 940,86 MeV.    B. 980,48 MeV.    C. 9,804 MeV.    D. 94,08 MeV.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: E₀ = m₀c² = 15,05369.10^-11 J = 940,86 MeV.

Bài 9: Một gia đình sử dụng hết 1000 kWh điện trong một tháng. Cho tốc độ ánh sáng là 3.10⁸ m/s. nếu có cách chuyển một chiếc móng tay nặng 0,1g thành điện năng thì sẽ đủ cho gia đình sử dụng trong bao lâu

A. 625 năm

B. 208 năm 4 tháng

C. 150 năm 2 tháng

D. 300 năm tròn

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: Điện năng gia đình sử dụng trong 1 tháng W = 1000kWh = 3,6.10⁹J

Năng lượng nghỉ của 0,1g móng tay: E = mc² = 9.10¹²J

Thời gian gia đình sử dụng

= 2500 tháng = 208 năm 4 tháng.

Bài 10: Biết số Avôgađrô N_A = 6,02.10²³ hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam là

A. 6,826.10²².    B. 8,826.10²²    C. 9,826.10²²    D. 7,826.10²².

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Bài 11: Số prôtôn (prôton) là:

hạt.

Biết N_A = 6,02.10²³ mol^-1. Trong 59,5 g có số nơtron xấp xỉ là

A. 2,20.10²⁵    B. 2,38.10²³.    C. 1,19.10²⁵.    D. 9,21.10²⁴.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Bài 12: Cho khối lượng của hạt nhân là 106,8783u; của nơtron là 1,0087u; của prôtôn là 1,0073u. Độ hụt khối của hạt nhân là:

A. 0,9868u.    B. 0,6986u.    C. 0,6868u.    D. 0,9686u.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Δm = [Z.m_p + (A - Z).m_n] - m = [47. 1,0087 + (107 – 47). 1,0073] – 106,8783 = 0,9868u

Bài 13: Cho khối lượng của hạt prôton; nơtron và hạt nhân đơteri lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u. Biết 1u = 931,5MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơteri là:

A. 3,06 MeV/nuclôn.

B. 2,24 MeV/nuclôn.

C. 1,12 MeV/nuclôn.

D. 4,48 MeV/nuclôn.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Bài 14: Biết khối lượng của prôtôn; của nơtron; của hạt nhân lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt nhân xấp xĩ bằng

A. 14,25 MeV.    B. 18,76 MeV.    C. 128,17 MeV.    D. 190,81 MeV.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: E_lk = (8.1,0073 + 8.1,0087 – 15,9904).931,5 = 128,17 (MeV).

Bài 15: Biết khối lượng của hạt nhân là 234,99 u, của prôtôn là 1,0073 u và của nơtron là 1,0087 u và 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là

A. 8,71 MeV/nuclôn.

B. 7,63 MeV/nuclôn.

C. 6,73 MeV/nuclôn.

D. 7,95 MeV/nuclôn.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Bài 16: Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclôn tương ứng là A_x, B_y, C_z với A_x = 2A_y = 0,5A_z. Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔE_x, ΔE_y, ΔE_z với ΔE_z < ΔE_x < ΔE_y. Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là:

A. X, Y, Z.    B. Z, X, Y.    C. Y, X, Z.    D. Y, Z, X.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: Từ giả thiết A_x = 2A_Y, 0,5A_z = 2A_y ⟺ A_Z = 2A_X = 4A_y (1)

Ta lại có: ΔE_Z<ΔE_X<ΔE_Y (2)

Năng lượng liên kết riêng của X, Y, Z là

. Từ đó ta dễ thấy ε_Y>ε_X>ε_Z

Vì năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững nên sắp xếp tính bền vững giảm dần, ta có Y, X, Z.

Bài 17: Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; ; của lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u; 1 u = 931,5 MeV/c². So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

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:

Đáp án: B

HD Giải:

ε_Ar - ε_Li = 3,42 MeV

Bài 18: Năng lượng liên kết của hạt nhân đơteri là 2,2MeV và của là 28,3MeV.Nếu hai hạt nhân đơteri tổng hợp thành thì năng lượng tỏa ra là:

A. 30,2MeV.    B. 25,8MeV.    C. 23,9MeV.    D. 19,2MeV.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: ΔE = 28,3 - 2.2,2 = 23,9MeV

Bài 19: Các hạt nhân ; triti ; heli 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 dần về độ bền vững của hạt nhân là

A. ; ;

B. ; ;

C. ; ;

D. ; ;

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: Để xác định được độ bền vũng của hạt nhân ta cần so sánh năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ε_lkr=(ΔE_lk)/A → Các hạt nhân ; triti ; heli có năng lượng liên kết riêng lần lượt là 1,11MeV; 2,83 MeV và 7,04 MeV.

Bài 20: Cho phản ứng hạt nhân : T + D → α + n. Cho biết m_T =3,016u; m_D = 2,0136u; m_α = 4,0015u; m_n = 1,0087u; u = 931 MeV/c². Khẳng định nào sau đây liên quan đến phản ứng hạt nhân trên là đúng ?

A. tỏa 18,06MeV    B. thu 18,06MeV    C. tỏa 11,02 MeV    D. thu 11,02 MeV

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Ta có: T + D → α + n ta có M₀= m_T + m_D ; M = m + m_n . Vì M₀> M

Phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng là :

Bài 21: Xét phản ứng:

.

Cho năng lượng liên kết riêng ²³⁵U là 7,7 MeV, của ¹⁴⁰Ce là 8,43 MeV, của ⁹³Nb là 8,7 MeV. Năng lượng tỏa ra ở phản ứng trên bằng

A. 179,8 MeV.    B. 173,4 MeV.    C. 82,75 MeV.    D. 128,5 MeV.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Năng lượng tỏa ra ở phản ứng

ΔE = (m_n + m_U – m_Ce – m_Nb – 7m_n – 7m_e)c²

=

=

= 140. 8,43 + 93.8,7 + 3.1.0 + 7.0.0 - 235. 7,7 – 1.0 = 179,8 MeV

Bài 22: Cho phản ứng hạt nhân . Biết độ hụt khối của là (Δm_D = 0,0024u, Δm_He = 0,0505u và 1u = 931,5Mev/c², N_A = 6,022.10²³ mol^-1. Nước trong tự nhiên có chứa 0,015% D₂O, nếu toàn bộ được tách ra từ 1kg nước làm nhiên liệu dùng cho phản ứng trên thì toả ra năng lượng là:

A. 3,46.10⁸KJ    B. 1,73.10¹⁰KJ    C. 3,46.10¹⁰KJ    D. 30,762.10⁶ kJ

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Độ hụt khối: Δm = Zm_p + (A-Z)m_n – m -----> m = Zm_p + (A-Z)m_n – Δm

Năng lượng một phản ứng toả ra:

ΔE=(Δm_He+Δm_n-2Δm_D ).c²=(0,0505+0-2.0,0024).931,5=42,57 MeV = 68,11.10^-13J

Khối lượng D₂O có trong 1000g H₂O = 0,015x 1000/100 = 0,15 g.

Số phân tử D₂ chứa trong 0,15 g D₂O : N=(N_A/20).0,15=(6,022.10²³.0,15)/20=4,5165.10²¹

Năng lượng có thể thu được từ 1 kg nước thường nếu toàn bộ đơtêri thu được đều dùng làm nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch là :

E = N.ΔE = 4,5165.10²¹. 68,11.10^-13 = 307,62.10⁸ J = 30,762.10⁶ kJ .

Bài 23: Khi một hạt nhân bị phân hạch thì tỏa ra năng lượng 200 MeV. Cho số A-vô-ga-đrô NA = 6,02.10²³ mol^-1. Nếu 1 g bị phân hạch hoàn toàn thì năng lượng tỏa ra xấp xỉ bằng

A. 5,1.10¹⁶ J.    B. 8,2.10¹⁰ J.    C. 5,1.10¹⁰ J.    D. 8,2.10¹⁶ J.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: E=(m/A).N_A.ΔE=(1/235).6,02.10²³.200 = 5,1234.10²³ MeV = 8,2.10¹⁰ J.

Bài 24: Tàu ngầm HQ – 182 Hà Nội có công suất của động cơ là 4400 kW chạy bằng điêzen – điện. Nếu động cơ trên dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 20% và trung bình mỗi hạt 235U phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Lấy Na = 6,023.10²³. Coi trị số khối lượng nguyên tử tính theo u bằng số khối của nó. Thời gian tiêu thụ hết 0,5 kg U235 là

A. 18,6 ngày.    B. 31,5 ngày    C. 20,1 ngày    D. 21,6 ngày.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Số hạt U trong 0,5 kg là: n=(m/A)N_A

   + Năng lượng tỏa ra với n hạt là: E_n = n.200 MeV

   + Năng lượng là động cơ sử dụng là: E=(20/100)E_n

   + Thời gian tiêu thụ hết 0,5 kg U là:

Bài 25: Biết U235 có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: Khối lượng của các hạt tham gia phản ứng: m_U = 234,99332u; m_n = 1,0087u; m_I = 138,8970u; m_Y = 93,89014u; 1uc² = 931,5MeV. Nếu có một lượng hạt nhân U235 đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 10¹⁰ hạt U235 phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân nơtrôn là k = 2. Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng toả ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu):

A. 175,85MeV

B. 11,08.10¹²MeV

C. 5,45.10¹³MeV

D. 8,79.10¹²MeV

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: Năng lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:

ΔE = (m_U + m_n - m_I - m_Y - 3m_n)c² = 0,18878 uc² = 175,84857 MeV = 175,85 MeV

Khi 1 phân hạch kích thích ban đầu sau 5 phân hạch dây chuyền số phân hạch xảy ra là

1 + k¹ + k² + k³ + k⁴ = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31

Do đó số phân hạch sau 5 phân hạch dây chuyền từ 10¹⁰ phân hạch ban đầu N = 31.10¹⁰

Năng lượng tỏa ra: E = N.ΔE = 31.10¹⁰ x175,85 = 5,45.10¹³ MeV

Bài 26: Một hạt nhân của chất phóng xạ A đang đứng yên thì phân rã tạo ra hai hạt B và C. Gọi m_A , m_B, m_C lần lượt là khối lượng nghỉ của các hạt A,B, C và c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Quá trình phóng xạ này tỏa ra năng lượng Q. Biểu thức nào sau đây đúng?

A. m_A = m_B + m_C + Q/c²

B. m_A = m_B + m_C.

C. m_A = m_B + m_C - Q/c².

D. m_A = Q/c² - m_B - m_C.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Ta có A → B + C, ở đây A có động năng K_A = 0

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta được:

ΔE = (m_A - m_B - m_C).c² = Q → m_A = m_B + m_C + Q/c²

Bài 27: Năng lượng tỏa ra của 10g nhiên liệu trong phản ứng:

là E1.

Và năng lượng 10g nhiên liệu trong phản ứng:

là E2

Chọn đáp án đúng.

A. E1>E2    B. E1 = 12E2    C. E1 = 4E2    D. E1 = E2

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: Trong N_A phản ứng thứ nhất cần 2g và 3g . Tức là trong trong 5 g nhiên liệu có N_A phản ứng. Do đó số phản ứng trong 10 g nhiên liệu là 2N_A → E₁ = 2N_A. 17,6 MeV (*)

Trong N_A phản ứng thứ hai có 235 g nhiên liệu có N_A hạt nhân (có thể bỏ qua khối lượng của hạt n). Suy ra số phản ứng xảy ra trong 10 g nhiên liệu là 10N_A/235.

Do đó E₂ = (10.N_A.210 MeV)/235 → (E₁/E₂) = 3,939 ≈ 4 → E₁ = 4E₂.

Bài 28: Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xảy ra phản ứng tạo thành một hạt nhân Oxi và một hạt proton. Biết rằng hai hạt sinh ra có véctơ vận tốc như nhau, phản ứng thu năng lượng 1,21 (MeV). Cho khối lượng của các hạt nhân thỏa mãn: m_Om_α = 0,21(m_O + m_P)² và m_pm_α = 0,012(m_O + m_P)². Động năng hạt α là:

A. 1,555 MeV.    B. 1,656 MeV.    C. 1,958 MeV.    D. 2,559 MeV

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Ta có:

+ Thay vào phương trình m_O.m_α = 0,21(m_O + m_p)² → m_α = 4,107m_p

+ Vì 2 hạt sinh ra có cùng vận tốc nên: K_α.m_α = (m_O + m_p).(K_α - 1,21)

→ K_α = 1,555 MeV

Bài 29: Trong phản ứng dây chuyền của hạt nhân U235, phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân U235 bị phân rã và hệ số nhân notron là k = 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

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: Phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân U235 bị phân rã, phản ứng thứ hai có 100x1,6 =160 hạt nhân U235; phản ứng thứ ba có 100 x (1,6)² hạt nhân U235 ;..... phản ứng thứ 100 có 100x (1,6)⁹⁹

Tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101

Bài 30: Hạt nhân đứng yên phóng xạ ra một hạt α, biến đổi thành hạt nhân có kèm theo một photon. Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc năng lượng toả ra từ phản ứng là 6,42735 MeV, động năng của hạt α là 6,18 MeV, tần số của bức xạ phát ra là 3,07417.10¹⁹ Hz, khối lượng các hạt nhân m_Po = 209,9828u; m_α = 4,0015u; Khối lượng hạt nhân lúc vừa sinh ra là bao nhiêu?

A. 206,87421u    B. 206,00342u    C. 205,96763u    D. 204,98567u

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: Ta có: (m_Po - m_Pb - m_α )c² = ΔE + K_α + hf

hf = 6,625.10^-34.3,07417.10¹⁹ = 20,3664.10^-15 J = 0,12729MeV

(m_Po - m_Pb - m_α )c² = ΔE + K_α + hf = 12,73464MeV = 0,01367uc²

→ m_Pb = m_Po - m_α - 0,01367u = 209,9828u - 4,0015u - 0,01367u = 205, 96763u

Bài 31: Hạt nhân mẹ A có khối lượng mA đang đứng yên phân rã thành hạt nhân con B và hạt α có khối lượng m_B và m_α, có vận tốc Tìm mối liên hệ giữa tỉ số động năng, tỉ số khối lượng và tỉ số tốc độ của hai hạt sau phản ứng.

A.

B.

C.

D.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Theo định luật bảo toàn động lượng: (1)

Suy ra:

Bình phương 2 vế (1):

Bài 32: Một hạt nhân có số khối A, đang đứng yên, phát ra hạt α với tốc độ v. Lấy khối lượng các hạt theo đơn vị u gần bằng số khối của chúng. Tốc độ giật lùi của hạt nhân con là:

A. 2v/(A-4)    B. 4v/(A+4)    C. v/(A-4)    D. 4v/(A-4)

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Ta có:

Theo định luật bảo toàn động lượng:

Bài 33: Bắn hạt nhân α có động năng 18 MeV vào hạt nhân (_7^14)N đứng yên ta có phản ứng α+(_7^14)N→ (_0^17)O+p. Biết các hạt nhân sinh ra cùng véctơ vận tốc. Cho m_α = 4,0015u; m_p= 1,0072u; m_N= 13,9992u; m_O=16,9947u; cho u = 931 MeV/c². Động năng của hạt prôtôn sinh ra có giá trị là bao nhiêu?

A. 0,111 MeV

B. 0,555MeV

C. 0,333 MeV

D. Đáp số khác

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Năng lượng phản ứng thu: ΔE = (m_α + m_N - m_O - m_p).c² = - 0,0012uc² = - 1,1172 MeV

ΔE = K_O + K_p - K_α → K_O + K_p = 16,8828 MeV

mà

Bài 34: Dùng hạt Prôtôn có động năng K_p = 5,45 MeV bắn vào hạt nhân Beri đứng yên tạo nên phản ứng: . Heli sinh ra bay theo phương vuông góc với phương chuyển động của Prôtôn. Biết động năng của Heli là K_α = 4MeV và khối lượng các hạt tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Động năng hạt nhân Liti có giá trị:

A. 46,565 MeV ;    B. 3,575 MeV;    C. 46,565 eV ;    D. 3,575 eV.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Theo ĐL bảo toàn động lượng

   

Do hạt hêli bay ra theo phương vuông góc với hạt Proton

P_Li² = P_α² + P_p² (1)

Động lượng của một vật: p = mv

Động năng của vật K = mv²/2 = P²/2m → P² = 2mK

Từ (1) → 2m_LiK_Li = 2m_αK_α + 2m_pK_p ⇔ 6K_Li = 4K_α + K_p → K_Li = (4K_α + K_p )/6 = 21,45/6 = 3,575(MeV)

Bài 35: Bắn một hạt prôtôn vào hạt nhân đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra có cùng độ lớn vận tốc và cùng hợp với phương ban đầu của prôtôn một góc φ. Tỉ số độ lớn vận tốc hạt nhân X và hạt prôtôn là

A.

B.

C.

D.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Phương trình phản ứng là:

Ta có: 2Z = 1 + 3; 2A = 1 + 7.

Do đó Z = 2; A = 4. X chính là hạt α. Coi khối lượng hạt nhân xấp xỉ bằng Au.

Theo phương chuyển động ban đầu của prôtôn, phương trình bảo toàn động lượng là:

m_pv_p = 2m_xv_xcosφ. Suy ra:

Bài 36: Hạt α bay với vận tốc v0 tới va chạm đàn hồi với hạt nhân chưa biết X đang đứng yên. Kết quả là sau khi va chạm, phương chuyển động của hạt bị lệch đi một góc 30°. Hỏi X là hạt gì?

A.    B.    C.    D.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Giải hệ: Đó là hạt đơton:

Bài 37: Một nơtron chuyển động đến va chạm xuyên tâm với một hạt nhân khối lượng M đang đứng yên. Kết quả nơtron bi bật ngược trở tại. Coi va chạm là đàn hồi. Hỏi phần động năng mà nơtron bị mất do va chạm là bao nhiêu?

A.

B.

C.

D.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Gọi khối lượng, vận tốc của hạt nhân và của nơtron sau va chạm là M, V, m, v.Vì va chạm là đàn hồi nên động năng của hệ trường hợp này được bảo toàn.

Ta có: MV + mv = mv₀(1); (2)

Giải hệ (1) và (2) ta tìm được:

Bài 38: Hạt nhân đang đứng yên thì phóng xạ α. Có bao nhiêu phần trâm năng lượng toả ra chuyển thành động năng của hạt α?

A. 98 %.    B. 2 %.    C. 1,94 %.    D. 98,6%.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:Hạt nhân con X tạo thành có số khối là 210 - 4 = 206.

Theo định luật bảo toàn động lượng M_Xv_X + M_αv_α = 0 và sử dụng mối liên hệ động lượng và động năng P² = 2mK ta được:

Bài 39: Một hạt nhân khối lượng M đang đứng yên thì phát ra phôtôn có bước sóng λ. Vận tốc chuyển động giật lùi của hạt nhân có độ lớn là

A. hc/λM    B. h/λM    C. hM/λc    D. hλ/M

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng (chú ý ở đây động lượng của hạt photon là h/λ): Mv + h/λ=0 ⇒ |v|=h/ λM

Bài 40: Cho prôtôn có động năng K_P = 2,25MeV bắn phá hạt nhân (_3^7)Li đứng yên. Sau phản ứng xuất hiện hai hạt X giống nhau, có cùng động năng và có phương chuyển động hợp với phương chuyển động của prôtôn góc φ như nhau. Cho biết m_p = 1,0073u; m_Li = 7,0142u; m_X = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c². Coi phản ứng không kèm theo phóng xạ gamma giá trị của góc φ là

A. 39,45⁰    B. 41,35⁰    C. 78,9⁰.    D. 82,7⁰.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Công thức liên hệ giữa động lượng và động năng của vật: P² = 2mK

Phương trình phản ứng:

m_P + m_Li = 8,0215u ; 2m_X = 8,0030u.

Năng lượng phản ứng toả ra :

ΔE = (8,0215 - 8,0030).uc² = 0,0185uc²= 17,23MeV

ΔE = 2K_X - K_P → K_X =9,74 MeV.

Từ giản đồ vec tơ, ta có:

Suy ra φ = 83,07⁰

---