Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân (hay, chi tiết)
Bài viết Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
Dạng bài tập Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân (hay, chi tiết)
1. Phương pháp giải
a) Xét phản ứng hạt nhân: A + B → C + D. Hay:
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)
- 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:
- Lưu ý: (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 + X4Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
Muốn tính góc giữa hai hạt nào thì ta quy về vectơ động lượng của hạt đó rồi áp dụng công thức:
1.Muốn tính góc giữa hạt X3 và X4 ta bình phương hai vế (1)
2.Muốn tính góc giữa hạt X1 và X3: Từ (1)
2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1:Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng : 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
Lời giải:
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.
Lời giải:
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: 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.
Lời giải:
Đáp án B
Câu 4: Dùng một proton có động năng 5,58 (MeV) bắn phá hạt nhân 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.
Lời giải:
Đáp án C
Câu 5:Một hạt α có động năng 3,9 MeV đến đập vào hạt nhân đứng yên gây nên phản ứng hạt nhân . 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).
Lời giải:
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.
Lời giải:
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: . 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.
Lời giải:
Đáp án A
Câu 8:Bắn hạt α vào hạt nhân đứng yên có phản ứng: . 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.
Lời giải:
Đáp án C
Câu 9: Cho hạt proton có động năng 1,2 (MeV) bắn phá hạt nhân 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.
Lời giải:
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: 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.
Lời giải:
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 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.
Lời giải:
Đáp án A
Câu 12:Radon 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).
Lời giải:
Đáp án C
Câu 13:Khi bắn hạt α có động năng K vào hạt nhân đứng yên thì gây ra phản ứng . 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
Lời giải:
Đáp án B
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
- Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay
- 20 Bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải
- Viết phương trình phóng xạ cực hay, có đáp án
- Công thức, Cách tính khối lượng chất phóng xạ hay, chi tiết
- Công thức, Cách tính chu kì phóng xạ hay, chi tiết
- Công thức, Cách tính thời gian phóng xạ, tuổi của cổ vật hay, chi tiết
- Công thức, Cách tính độ phóng xạ hay, chi tiết
Sách VietJack thi THPT quốc gia 2024 cho học sinh 2k6:
Săn shopee siêu SALE :
- Sổ lò xo Art of Nature Thiên Long màu xinh xỉu
- Biti's ra mẫu mới xinh lắm
- Tsubaki 199k/3 chai
- L'Oreal mua 1 tặng 3
- Soạn Văn 12
- Soạn Văn 12 (bản ngắn nhất)
- Văn mẫu lớp 12
- Giải bài tập Toán 12
- Giải BT Toán 12 nâng cao (250 bài)
- Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 (100 đề)
- Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 (100 đề)
- Giải bài tập Vật lý 12
- Giải BT Vật Lí 12 nâng cao (360 bài)
- Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 12 (có đáp án)
- Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Lí (18 đề)
- Giải bài tập Hóa học 12
- Giải bài tập Hóa học 12 nâng cao
- Bài tập trắc nghiệm Hóa 12 (80 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Hóa (18 đề)
- Giải bài tập Sinh học 12
- Giải bài tập Sinh 12 (ngắn nhất)
- Chuyên đề Sinh học 12
- Đề kiểm tra Sinh 12 (có đáp án)(hay nhất)
- Ôn thi đại học môn Sinh (theo chuyên đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sinh (18 đề)
- Giải bài tập Địa Lí 12
- Giải bài tập Địa Lí 12 (ngắn nhất)
- Giải Tập bản đồ và bài tập thực hành Địa Lí 12
- Bài tập trắc nghiệm Địa Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Địa (20 đề)
- Giải bài tập Tiếng anh 12
- Giải bài tập Tiếng anh 12 thí điểm
- Giải bài tập Lịch sử 12
- Giải tập bản đồ Lịch sử 12
- Bài tập trắc nghiệm Lịch Sử 12
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sử (20 đề)
- Giải bài tập Tin học 12
- Giải bài tập GDCD 12
- Giải bài tập GDCD 12 (ngắn nhất)
- Bài tập trắc nghiệm GDCD 12 (37 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn GDCD (20 đề)
- Giải bài tập Công nghệ 12