Chương 7: Hạt nhân nguyên tử

Giải Sách Bài Tập Vật Lí 12 – Bài tập cuối chương VII giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

Bài VII.1, VII.2 trang 118 Sách bài tập Vật Lí 12:

VII.1. Chỉ ra kết luận sai.

Trong hạt nhân Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 235 92uthì

A. số prôtôn bằng 92.        C. số nuclôn bằng 235.

B. số nơtron bằng 235.        D. số nơtron hằng 143.

VII.2. Hạt nhân Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 12 6c

A. mang điện tích -6e.        B. mang điện tích +12e.

C. mang điện tích +6e.        D. mang điện tích -12e.

Lời giải:

VII.1 VII.2
B C

Bài VII.3, VII.4, VII.5, VII.6, VII.7 trang 119 Sách bài tập Vật Lí 12:

VII.3. Chỉ ra ý sai.

Hạt nhân hiđrô Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 1 1h

A. có điện tích +e.

B. không có độ hụt khối.

C. có năng lượng liên kết bằng 0.

D. kém bền vững nhất.

VII.4. Trong một phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn

A. khối lượng.        B. số nuclon.

C. số nơtron.        D. số prôtôn.

VII.5. Một mẫu chất phóng xạ nguyên chất ban đầu có N0 hạt nhân. Chu kì bán rã của chất này là T. Sau khoảng thời gian t = 1,5 T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là

A. N0/25.        B. N0/3.        C. N0/(2√2).        D. N0/1,5.

VII.6. Các hạt nhân đơtêri Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 2 1h; triti Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 3 1h; heli Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 4 2he 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 dán vể độ bền vững cùa hạt nhân là :

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 3 4 5 6 7 Trang 119 Sbt Vat Li 12 1

VII.7. Có hai phản ứng hạt nhân :

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 3 4 5 6 7 Trang 119 Sbt Vat Li 12 2

Phản ứng nào ứng với sự phóng xạ ? Phản ứng nào ứng với sự phân hạch ?

A. Cả hai phản ứng đều ứng với sự phóng xạ.

B. Cả hai phản ứng đều ứng với sự phân hạch.

C. Phản ứng (1) ứng với sự phóng xạ, phản ứng (2) ứng với sự phân hạch.

D. Phản ứng (1) ứng với sự phân hạch ; phản ứng (2) ứng với sự phóng xạ.

Lời giải:

VII.3 VII.4 VII.5 VII.6 VII.7
D B C D C

Bài VII.8, VII.9, VII.10 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12:

VII.8. Phóng xạ và phân hạch hạt nhân

A. đều là phản ứng tổng hợp hạt nhân.

B. đều không phải là phản ứng hạt nhân.

C. đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng.

D. đều là phán ứng hạt nhân toả năng lượng.

VII.9. Hạt nhân nào dưới đây chắc chắn không có tính phóng xạ ?

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 8 9 10 Trang 120 Sbt Vat Li 12 1

VII.10. Hạt nhân nào dưới đây, nếu nhận thêm nơtron sẽ bị phân hạch ?

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 8 9 10 Trang 120 Sbt Vat Li 12 2

Lời giải:

VII.8 VII.9 VII.10
D A D

Bài VII.11 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12: Xét phản ứng:

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 11 Trang 120 Sbt Vat Li 12 1

Phản ứng này ứng với:

A. Sự phóng xạ.        B. Sự phân hạch.

C. Sự tổng hợp hạt nhân.        D. Phản ứng hạt nhân kích thích.

Lời giải:

Chọn đáp án B.

Bài VII.12 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12: Hạt α có khối lượng mα = 4,0015 u. Tính năng lượng toả ra khi tạo thành 1 mol heli. Cho khối lượng của prôtôn : mp = 1,0073 u của nơtron mn = 1,0087 u ,1u = 1,66055.10-27 kg ; số A-vô-ga-đrô NA = 6,023.1023 mol .

Lời giải:

Độ hụt khối ứng với một hạt nhân heli :

(2.1,0073 u + 2.1,0087 u) – 4,0015 u = 0,0305 u

Năng lượng toả ra khi tạo ra một hạt nhân heli ;

0,0305.931 = 28,3955 MeV

Năng lượng toả ra khi tạo thành 1 mol heli

28,3955.6,023.1023 = 171.1023 MeV.

Bài VII.13 trang 120 Sách bài tập Vật Lí 12: Hạt nhân urani Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 238 92u sau một chuỗi phân rã biến đổi thành hạt nhân chì Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 206 82pb Trong quá trình biến đổi đó, chu kì bán rã của Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 238 92u biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.1020 hạt nhân Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 238 92u và 6,239.1018 hạt nhân Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 206 82pb. Giả sử khối lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 238 92u. Hãy tính tuổi của khối đá đó khi được phát hiện.

Lời giải:

Gọi N0 là số hạt nhân urani lúc ban đầu ;Nt là số hạt nhản urani lúc t mà ta nghiên cứu : Nt = 1,188.1020 hạt = 118,8.1018 hạt ; số hạt nhân chì lúc t là : N0 – Nt = 6,239.1018 hạt.

Từ đó suy ra : N0 = (6,239 + 118,8). 1018 hạt = 125,039.1018 hạt

Mặt khác, ta lại

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 13 Trang 120 Sbt Vat Li 12 1

Lấy log Nê-pe hai vế, ta được :

t/T .ln2 = 0,051183 ⇒ t = 0,07238T = 0,3301.109

Tuổi của khối đá là t = 3,3.108 năm.

Bài VII.14 trang 121 Sách bài tập Vật Lí 12: Dùng hạt α để bắn phá hạt nhân nhôm, ta được hạt nhân phôtpho theo phản ứng :

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 14 Trang 121 Sbt Vat Li 12 1

Cho mAl = 26,974 u ; mp = 29,970 u ; mHe = 4,0015 u ; 1 u = 931 MeV/c2.

Tính động năng tối thiểu của hạt α (theo đơn vị MeV) để phản ứng này có thể xảy ra. Bỏ qua động năng của các hạt sinh ra sau phản ứng.

Lời giải:

Độ dôi khối của các hạt nhân sau phản ứng tổng hợp hạt nhân :

(mp + mn) – (mα + mAl) = (29,970 + 1,0087) u – (4,0015 + 26,974) u = 0,0032 u

Động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng này có thể xảy ra :

Wđαmin = 931.0,0032 ≈ 2,98 MeV

Bài VII.15 trang 121 Sách bài tập Vật Lí 12: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số khối là 4, hạt α phát ra có tốc độ v. Lấy khối lượng hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u. Tính tốc độ của hạt nhân Y theo A và v.

Lời giải:

Số khối của hạt nhân Y là : A – 4.

Theo định luật bảo toàn động lượng, ta có :

mαv + mYV = 0 ⇒ 4v + (A – 4)V = 0 ⇒ 4v = -(A – 4)V

v là tốc độ của hạt nhân Y.

Về độ lớn, ta có : V = 4v/(A – 4)

Bài VII.16 trang 121 Sách bài tập Vật Lí 12: Xét phản ứng tổng hợp hai hạt nhân đơteri :

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 16 Trang 121 Sbt Vat Li 12 1

cho mD = 2,0136 u; mT = 3,016 u; mH = 10073 u; 1u = 931 MeV/c2.

a) Tính năng lượng mà một phản ứng toả ra (theo đơn vị MeV).

b) Cho rằng tỉ lệ khối lượng nước nặng (D2O) trong nước thường là 0,015%. Tính năng lượng có thể thu được nếu lấy toàn bộ đơteri trong

1 kg nước thường làm nhiên liệu hạt nhân.

Lời giải:

Độ hụt khối của các hạt nhân trong phản ứng :

Δm = 2mD – (mT + mH) = 2.2,0136 u – (3,016 + 1,0073) u = 0,0039u

Năng lượng mà một phản ứng toả ra :

ΔE = 931.0,0039 = 3,6309 MeV

b) Năng lượng có thể thu được, nếu lấy toàn bộ đơteri trong 1 kg nước làm nhiên liệu hạt nhân:

Giải sách bài tập Vật Lí 12 | Giải sbt Vật Lí 12 Bai 16 Trang 121 Sbt Vat Li 12 2

 

Print Friendly, PDF & Email

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bấm vào một ngôi sao để đánh giá!

Đánh giá trung bình / 5. Số lượt đánh giá:

Bình luận