Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết



1. Phương pháp giải

Quảng cáo

a) Xét phản ứng hạt nhân: A + B → C + D. Hay:

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

b) Khi biết khối lượng đầy đủ của các chất tham gia phản ứng.

- Ta sẽ áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:

M0c2 + KA +KB = Mc2 + KC +KD

ΔE = (M0 – M).c2

Nên: ΔE + KA + KB = KC + KD

- Dấu của ΔE cho biết phản ứng thu hay tỏa năng lượng

- Khi đó năng lượng của vật (năng lượng toàn phần)

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

- Năng lượng E0 = m0c2 được gọi là năng lượng nghỉ và hiệu số E – E0 = (m - m0).c2 chính là động năng của vật.

c) Khi biết khối lượng không đầy đủ và một vài điều kiện về động năng và vận tốc của hạt nhân.

- Ta sẽ áp dụng định luật bảo toàn động lượng: Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

- Lưu ý: Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 (K là động năng của các hạt)

d) Dạng bài tập tính góc giữa các hạt tạo thành.

Cho hạt X1 bắn phá hạt X2 (đứng yên p2 = 0) sinh ra hạt X3 và X4 theo phương trình: X1 + X2 = X3 + X4

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Muốn tính góc giữa hai hạt nào thì ta quy về vectơ động lượng của hạt đó rồi áp dụng công thức:

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

1.Muốn tính góc giữa hạt X3 và X4 ta bình phương hai vế (1)

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

2.Muốn tính góc giữa hạt X1 và X3: Từ (1)

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

2. Bài tập trắc nghiệm

Quảng cáo

Câu 1:Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng : Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 phản ứng này thu năng lượng Q = 2,7 MeV. Biết hai hạt sinh ra có cùng vận tốc, tính động năng của hạt α. (coi khối lượng hạt nhân bằng số khối của chúng).

A. 1,3 MeV

B. 13 MeV

C. 3,1 MeV

D. 31 MeV

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án C

Câu 2:Người ta dùng hạt prôtôn có động năng 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu được 2 hạt α có cùng động năng. Cho mp = 1,0073u; mLi = 7,0144u; mα =4,0015u; 1u = 931 MeV/c2. Tính động năng và vận tốc của mỗi hạt α tạo thành?

A. 9,755 MeV; 3,2.107m/s

B.10,5 MeV; 2,2.107 m/s

C. 10,55 MeV; 3,2.107 m/s

D. 9,755.107; 2,2.107 m/s.

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án B

Câu 3:Một nơtơron có động năng Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản ứng: Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 Biết hạt nhân He bay ra vuông góc với hạt nhân X. Động năng của hạt nhân X và He lần lượt là: Cho mn = 1,00866 u; mx = 3,01600u; mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u.

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án B

Câu 4: Dùng một proton có động năng 5,58 (MeV) bắn phá hạt nhân Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 đứng yên sinh ra hạt α và hạt nhân X và không kèm theo bức xạ γ. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành, động năng của hạt α là 6,6 (MeV) và động năng hạt X là 2,648 (MeV). Cho khối lượng các hạt tính theo u bằng số khối. Góc tạo bởi hướng chuyển động của hạt α và hướng chuyển động hạt proton là

A. 1470. B. 1480. C. 1500. D. 1200.

Quảng cáo

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án C

Câu 5:Một hạt α có động năng 3,9 MeV đến đập vào hạt nhân Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 đứng yên gây nên phản ứng hạt nhân Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 . Tính tổng động năng của các hạt sau phản ứng. Cho mα = 4,0015u; mn = 1,0087u; mAl = 26,97345u; mP = 29,97005u; 1uc2 = 931 (MeV).

A. 17,4 (MeV).

B. 0,54 (MeV).

C. 0,5 (MeV).

D. 0,4 (MeV).

Hướng dẫn :

Tổng động năng các hạt sau phản ứng là: K = -ΔE + Kα = -(mP + mn - mAl - mα)c2 + Kα

→ K = -(29,97005 + 1,0087 - 26,97345 - 4,0015).931 + 3,9 = 0,36 ≈ 0,4 MeV

Đáp án D

Câu 6:Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xẩy 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: mOmα = 0,21(mO + mP)2 và mpmα = 0,012(mO + mP)2. Động năng hạt α là

A. 1,555 MeV.

B. 1,656 MeV.

C. 1,958 MeV.

D. 2,559 MeV.

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án A

Câu 7:Bắn một hạt α có động năng 4,21 MeV vào hạt nhân nito đang đứng yên gây ra phản ứng: Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 . Biết phản ứng này thu năng lượng là 1,21 MeV và động năng của hạt O gấp 2 lần động năng hạt p. Động năng của hạt nhân p là

A. 1,0 MeV.

B. 3,6 MeV.

C. 1,8 MeV.

D. 2,0 MeV.

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án A

Câu 8:Bắn hạt α vào hạt nhân Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 đứng yên có phản ứng: Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 . Các hạt sinh ra có cùng véctơ vận tốc. Cho khối lượng hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối của nó. Tỉ số động năng của hạt nhân ô xi và động năng hạt α là

A. 2/9.

B. 3/4.

C. 17/81.

D. 1/81.

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án C

Câu 9: Cho hạt proton có động năng 1,2 (MeV) bắn phá hạt nhân Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau nhưng tốc độ chuyển động thì gấp đôi nhau. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 17,4 (MeV) và không sinh ra bức xạ γ. Động năng của hạt nhân X có tốc độ lớn hơn là

A. 3,72 MeV./p>

B. 6,2 MeV./p>

C. 12,4 MeV./p>

D. 14,88 MeV.

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án D

Câu 10:Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt proton và hạt nhân ôxi theo phản ứng: Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 Biết khối lượng các hạt trong phản ứng trên là: ma = 4,0015u; mN = 13,9992u; mO = 16,9947u; mp= 1,0073u. Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt α là

A. 1,503 MeV.

B. 29,069 MeV.

C. 1,211 MeV.

D. 3,007 MeV.

Hướng dẫn :

Ta có năng lượng của phản ứng là:

ΔE = (m - m0).c2 = (mα + mN - mO - mp).c2

Vì bỏ qua động năng các hạt sau phản ứng nên: E = -Kα

→ Kα = - (4,0015 + 13,9992 - 16,9947 - 1,0073).931,5 = 1,211 MeV

Đáp án C

Câu 11:Dùng một prôtôn có động nàng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Tính năng lượng toả ra trong phản ứng này theo đơn vị MeV.

A. 2,125 MeV.

B. 7,575 MeV.

C. 3,575 MeV.

D. 2,025 MeV.

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án A

Câu 12:Radon Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 là chất phóng xạ α và chuyển thành hạt nhân X. Biết rằng sự phóng xạ này toả ra năng lượng 12,5 (MeV) dưới dạng động năng của hai hạt sinh ra. Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân X và hạt α là 54,5. Trong thực tế người ta đo được động năng của hạt α là 11,74 MeV. Sự sai lệch giữa kết quả tính toán và kết quả đo được giải thích là do có phát ra bức xạ γ. Tính năng lượng của bức xạ γ.

A. 0,518 (MeV).

B. 0,525 (MeV).

C. 0,535 (MeV).

D. 0,545 (MeV).

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án C

Câu 13:Khi bắn hạt α có động năng K vào hạt nhân Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 đứng yên thì gây ra phản ứng Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12 . Cho khối lượng các hạt nhân trong phản ứng lần lượt là mHe = 4,0015 u, mN = 13,9992 u, mO = 16,9947 u và mX = 1,0073 u. Lấy 1u = 931,5 MeV/c2. Nếu hạt nhân X sinh ra đứng yên thì giá trị của K bằng

Hướng dẫn :

Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân hay, chi tiết - Vật Lí lớp 12

Đáp án B

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85


hat-nhan-nguyen-tu.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác