Đề luyện thi THPT Quốc gia môn Vật lý - Chủ đề: Phản ứng hạt nhân

PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
38
Họ và tên học sinh :Trường:THPT
I. KIẾN THỨC.
 * Phản ứng hạt nhân 
+ Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân.
+ Phản ứng hạt nhân thường được chia thành hai loại:
- Phản ứng tự phân rã một hạt nhân không bền vững thành các hạt khác.
- Phản ứng trong đó các hạt nhân tương tác với nhau, dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác.
	Phản ứng hạt nhân dạng tổng quát: A + B ® C + D 
 	Trong trường hợp phóng xạ: A ® B + C
* Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 
 + Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) : Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.
+ Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm.
+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm động năng và năng lượng nghỉ): Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm.
+ Định luật bảo toàn động lượng: Véc tơ tổng động lượng của các hạt tương tác bằng véc tơ tổng động lượng của các hạt sản phẩm.
* Năng lượng trong phản ứng hạt nhân 
	Xét phản ứng hạt nhân: A + B ® C + D. Gọi mo = mA + mB và m = mC + mD. Ta thấy m0 ¹ m.
+ Khi m0 > m: Phản ứng tỏa ra một năng lượng: W = (m0 – m)c2. Năng lượng tỏa ra này thường gọi là năng lượng hạt nhân. Các hạt nhân sinh ra có độ hụt khối lớn hơn các hạt nhân ban đầu, nghĩa là các hạt nhân sinh ra bền vững hơn các hạt nhân ban đầu.
+ Khi m0 < m: Phản ứng không thể tự nó xảy ra. Muốn cho phản có thể xảy ra thì phải cung cấp cho các hạt A và B môït năng lượng W dưới dạng động năng. Vì các hạt sinh ra có động năng Wđ nên năng lượng cần cung cấp phải thỏa mãn điều kiện: W = (m – m0)c2 + Wđ. Các hạt nhân sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn các hạt nhân ban đầu, nghĩa là các hạt nhân sinh ra kém bền vững hơn các hạt nhân ban đầu.
* Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
+ Hai hạt nhân rất nhẹ (có số khối A < 10) như hiđrô, hêli,  kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn. Vì sự tổng hợp hạt nhân chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ cao nên phản ứng này gọi là phản ứng nhiệt hạch.
+ Một hạt nhân nặng vỡ thành hai mãnh nhẹ hơn (có khối lượng cùng cỡ). Phản ứng này gọi là phản ứng phân hạch.
II. TRẮC NGHIỆM.
Câu 1: Cho phản ứng hạt nhân sau: + X n + . Biết: mCl = 36,9569u; mn = 1,0087u; mX = 1,0073u; mAr = 38,6525u. Hỏi phản ứng toả hay thu bao nhiêu năng lượng ?
	A. Toả 1,58MeV.	B. Thu 1,58.103MeV.	
C. Toả 1,58J.	D. Thu 1,58eV.
Câu 2: Dùng proton có động năng KP = 1,6MeV bắn phá hạt nhân đang đứng yên thu được 2 hạt nhân X giống nhau. Cho m() = 7,0144u; m(X) = 4,0015u; m(p) = 1,0073u. Động năng của mỗi hạt X là
	A. 3746,4MeV.	B. 9,5MeV.	C. 1873,2MeV.	D. 19MeV.
Câu 3: Hạt proton có động năng KP = 6MeV bắn phá hạt nhân đứng yên tạo thành hạt và hạt nhân X. Hạt bay ra theo phương vuông góc với phương chuyển động của proton với động năng bằng 7,5MeV. Cho khối lượng của các hạt nhân bằng số khối. Động năng của hạt nhân X là
	A. 6 MeV.	B. 14 MeV.	C. 2 MeV.	D. 10 MeV.
Câu 4: Biết năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơteri là 1,1MeV/nuclon và của hêli là 7MeV/nuclon. Khi hai hạt đơteri tổng hợp thành một nhân hêli() năng lượng toả ra là
	A. 30,2MeV.	B. 25,8MeV.	C. 23,6MeV.	D. 19,2MeV.
Câu 5: Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: . Biết độ hụt khối của hạt nhân D là = 0,0024u và của hạt nhân X là = 0,0083u. Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu năng lượng ? Cho 1u = 931MeV/c2
	A. toả năng lượng là 4,24MeV.	B. toả năng lượng là 3,26MeV.
	C. thu năng lượng là 4,24MeV.	D. thu năng lượng là 3,26MeV.
Câu 6: Cho hạt prôtôn có động năng KP = 1,46MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên. Hai hạt nhân X sinh ra giống nhau và có cùng động năng. Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX = 4,0015u. Động năng của một hạt nhân X sinh ra là
	A. 9,34MeV.	B. 93,4MeV.	C. 934MeV.	D. 134MeV.
Câu 7: Dùng p có động năng K1 bắn vào hạt nhân đứng yên gây ra phản ứng: 
p + + 
Phản ứng này thu năng lượng bằng 2,125MeV. Hạt nhân và hạt bay ra với các động năng lần lượt bằng K2 = 4MeV và K3 = 3,575MeV(lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân, tính theo đơn vị u, bằng số khối). 1u = 931,5MeV/c2. Góc giữa hướng chuyển động của hạt và p bằng
	A. 450.	B. 900.	C. 750.	D. 1200.
Câu 8: Cho phản ứng hạt nhân sau: p + X + + 17,3MeV. Năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1 gam khí Hêli là.
	A. 13,02.1026MeV.	B. 13,02.1023MeV.	
C. 13,02.1020MeV.	 	 	D. 13,02.1019MeV.
Câu 9: Hạt nhân đứng yên, phân rã thành hạt nhân chì. Động năng của hạt bay ra chiếm bao nhiêu phần trăm của năng lượng phân rã ?
	A. 1,9%.	B. 98,1%.	C. 81,6%.	D. 19,4%.
Câu 10: Cho phản ứng hạt nhân sau: . Năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 89,5cm3 khí heli ở điều kiện tiêu chuẩn là
	A. 187,95 meV.	B. 5,061.1021 MeV.
C. 5,061.1024 MeV.	D. 1,88.105 MeV.
Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân sau: + p + . Hạt chuyển động với động năng = 9,7MeV đến bắn vào hạt N đứng yên, sau phản ứng hạt p có động năng KP = 7,0MeV. Cho biết: mN = 14,003074u; mP = 1,007825u; mO = 16,999133u; = 4,002603u. Xác định góc giữa các phương chuyển động của hạt và hạt p?
	A. 250.	B. 410.	C. 520.	D. 600.
Câu 12: U235 hấp thụ nơtron nhiệt, phân hạch và sau một vài quá trình phản ứng dẫn đến kết quả tạo thành các hạt nhân bền theo phương trình sau:
trong đó x và y tương ứng là số hạt nơtron, electron và phản nơtrinô phát ra. X và y bằng:
	A. 4; 5.	B. 5; 6.	C. 3; 8.	D. 6; 4.
Câu 13: Hạt nhân đứng yên, phân rã biến thành hạt nhân X: + . Biết khối lượng của các nguyên tử tương ứng là = 209,982876u, = 4,002603u, mX = 205,974468u. Biết 1u = 931,5MeV/c2. Vận tốc của hạt bay ra xấp xỉ bằng
	A. 1,2.106m/s.	B. 12.106m/s.	C. 1,6.106m/s.	D. 16.106m/s.
Câu 14: Hạt nhân mẹ Ra đứng yên biến đổi thành một hạt và một hạt nhân con Rn. Tính động năng của hạt và hạt nhân Rn. Biết m(Ra) = 225,977u, m(Rn) = 221,970u; m() = 4,0015u. Chọn đáp án đúng?
	A. = 0,09MeV; KRn = 5,03MeV.	B. = 0,009MeV; KRn = 5,3MeV.
	C. = 5,03MeV; KRn = 0,09MeV.	D. = 503MeV; KRn = 90MeV. 
Câu 15: Xét phản ứng hạt nhân: X Y + . Hạt nhân mẹ đứng yên. Gọi KY, mY và , lần lượt là động năng, khối lượng của hạt nhân con Y và . Tỉ số bằng
	A. .	B. .	C. .	D. .
Câu 16: Biết mC = 11,9967u; = 4,0015u. Năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành 3 hạt là 
	A. 7,2618J.	B. 7,2618MeV.	C. 1,16189.10-19J.	D. 1,16189.10-13MeV.
Câu 17: Cho proton có động năng = 1,8MeV bắn phá hạt nhân đứng yên sinh ra hai hạt X có cùng tốc độ, không phát tia . Khối lượng các hạt là: mp = 1,0073u; mX = 4,0015u; mLi = 7,0144u. Động năng của hạt X là
	A. 9,6MeV.	B. 19,3MeV.	C. 12MeV.	D. 15MeV.
Câu 18: Cho phản ứng hạt nhân sau: + p X + . Biết : m(Be) = 9,01219u; m(p) = 1,00783u; m(X) = 4,00620u; m(Li) = 6,01515u; 1u = 931MeV/c2. Cho hạt p có động năng KP = 5,45MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên, hạt nhân Li bay ra với động năng 3,55MeV. Động năng của hạt X bay ra có giá trị là
	A. KX = 0,66MeV.	B. KX = 0,66eV.	C. KX = 66MeV.	D. KX = 660eV.
Câu 19: Trong quá trình biến đổi hạt nhân, hạt nhân chuyển thành hạt nhân đã phóng ra
A. một hạt và hai hạt prôtôn.	B. một hạt và 2 hạt êlectrôn.
	C. một hạt và 2 nơtrôn.	D. một hạt và 2 pôzitrôn.
Câu 20: Sự phóng xạ là phản ứng hạt nhân loại nào ?
	A. Toả năng lượng.	B. Không toả, không thu.
	C. Có thể toả hoặc thu.	D. Thu năng lượng.
Câu 21: Hạt prôtôn có động năng KP = 2MeV bắn phá vào hạt nhân đứng yên, sinh ra hai hạt nhân X có cùng động năng, theo phản ứng hạt nhân sau: p + X + X. Cho biết mP = 1,0073u; mLi = 7,0144u; mX = 4,0015u. 1u = 931MeV/c2. Theo phản ứng trên: để tạo thành 1,5g chất X thì phản ứng toả ra bao nhiêu năng lượng?
	A. 17,41MeV.	B. 19,65.1023MeV.	
C. 39,30.1023MeV.	D. 104,8.1023MeV.
Câu 22: Người ta dùng hạt proton có động năng KP = 5,45MeV bắn vào hạt nhân đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt . Sau phản ứng hạt bay ra theo phương vuông góc với phương của hạt p với động năng = 4MeV. Coi khối lượng của một hạt nhân xấp xỉ số khối A của nó ở đơn vị u. Động năng của hạt nhân X là
	A. KX = 3,575eV.	B. KX = 3,575MeV.
C. KX = 35,75MeV.	D. KX = 3,575J.
Câu 23: Cho phản ứng hạt nhân sau: + p X + . Hạt nhân X là
	A. Hêli.	B. Prôtôn.	C. Triti.	D. Đơteri.
Câu 24: Độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân lần lượt là Hãy cho biết phản ứng : . Toả hay thu bao nhiêu năng lượng? Chọn kết quả đúng trong các kết quả sau:
	A. Toả năng lượng 18,06 eV.	B. Thu năng lượng 18,06 eV
	C. Toả năng lượng 18,06 MeV.	D. Thu năng lượng 18,06 MeV.
Câu 25: Cho hạt prôtôn có động năng KP = 1,46MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên. Hai hạt nhân X sinh ra giống nhau và có cùng động năng. Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX = 4,0015u. Góc tạo bởi các vectơ vận tốc của hai hạt X sau phản ứng là
	A. 168036’.	B. 48018’.	C. 600.	D. 700.
Câu 26: Prôtôn bắn vào hạt nhân bia Liti ( ). Phản ứng tạo ra hai hạt X giống hệt nhau bay ra. Hạt X là
	A. Prôtôn.	B. Nơtrôn.	C. Dơtêri.	D. Hạt .
Câu 27: Urani phân rã theo chuỗi phóng xạ: . Trong đó Z, A là:
	A. Z = 90; A = 234.	B. Z = 92; A = 234.
	C. Z = 90; A = 236.	D. Z = 90; A = 238.
Câu 28: Mối quan hệ giữa động lượng p và động năng K của hạt nhân là
	A. p = 2mK.	B. p2 = 2mK.	C. p = mK.	D. p2 = .
Câu 29: Cho phản ứng hạt nhân sau: + X n + . Hạt nhân X là
	A. .	B. .	C. .	D. .
Câu 30: Trong phản ứng hạt nhân không có đ ịnh luật bảo toàn nào sau ?
	A. định luật bảo toàn động lượng.	B. định luật bảo toàn số hạt nuclôn.
	C. định luật bào toàn số hạt prôtôn.	D. định luật bảo toàn điện tích.
Câu 31: Pôlôni() là chất phóng xạ, phát ra hạt và biến thành hạt nhân Chì (Pb). Cho: mPo = 209,9828u; m() = 4,0026u; mPb = 205, 9744u. Trước phóng xạ hạt nhân Po đứng yên, tính vận tốc của hạt nhân Chì sau khi phóng xạ ?
	A. 3,06.105km/s.	B. 3,06.105m/s.	C. 5.105m/s.	D. 30,6.105m/s.
Câu 32: Cho hạt nhân sau khi phóng xạ tao ra hạt nhân . Cho biết loại phóng xạ ?
	A. .	B. .	C. .	D. .
Câu 33: Phản ứng hạt nhân thực chất là:
	A. mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân.
	B. sự tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân.
	C. quá trình phát ra các tia phóng xạ của hạt nhân.
	D. quá trình giảm dần độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ.
Câu 34: Chọn câu đúng. Trong phản ứng hạt nhân có định luật bảo toàn nào sau ?
	A. định luật bảo toàn khối lượng.	B. định luật bảo toàn năng lượng nghỉ.
	C. định luật bảo toàn động năng.	D. định luật bảo toàn năng lượng toàn phần.
Câu 35: Hạt nơtron có động năng Kn = 1,1MeV bắn vào hạt nhân Li() đứng yên gây ra phản ứng hạt nhân là n + X + . Cho biết = 4,00160u; mn = 1,00866u; mX = 3,01600u; mLi = 6,00808u. Sau phản ứng hai hạt bay ra vuông góc với nhau. Động năng của hai hạt nhân sau phản ứng là
A. KX = 0,09MeV; = 0,21MeV.	B. KX = 0,21MeV; = 0,09MeV.	
C. KX = 0,09eV; = 0,21eV.	D. KX = 0,09J; = 0,21J.	
Câu 36: Trong phóng xạ hạt nhân phóng ra một phôtôn với năng lượng . Hỏi khối lượng hạt nhân thay đổi một lượng bằng bao nhiêu?
	A. Không đổi. 	B. Tăng một lượng bằng /c2.	
C. Giảm một lượng bằng /c2.	D. Giảm một lượng bằng .
Câu 37:Thông tin nào sau đây là đúng khi nói về hạt nơtrinô () ?
	A. Có khối lượng bằng khối lượng của hạt eleectron, không mang điện.
	B. Có khối lượng nghỉ bằng không, mang điện tích dương.
	C. Có khối lượng nghỉ bằng không, không mang điện và chuyển động với tốc độ xấp xỉ bằng tốc độ ánh sáng.
	D. Có khối lượng nghỉ bằng không, mang điện tích âm.
Câu 38: Thông tin nào sau đây là sai khi nói về các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân ?
	A. Tổng số hạt nuclon của hạt tương tác bằng tổng số nuclon của các hạt sản phẩm.
	B. Tổng số các hạt mang điện tích tương tác bằng tổng các hạt mang điện tích sản phẩm.
	C. Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm.
	D. Tổng các vectơ động lượng của các hạt tương tác bằng tổng các vectơ động lượng của các hạt sản phẩm.
Câu 39: Dưới tác dụng của bức xạ , hạt nhân đồng cị bền của beri() có thể tách thành mấy hạt và có hạt nào kèm theo ?
	A. 2 hạt và electron.	B. 2 nhân và pôzitron.
	C. 2 hạt và proton.	D. 2 hạt và nơtron.
Câu 40: Khi hạt nhân phóng xạ thì hạt nhân con tạo thành có số khối và điện tích lần lượt là
	A. 14 và 6.	B. 13 và 8.	C. 14 và 8.	D. 13 và 6.
Câu 41: Trong phản ứng hạt nhân: , hạt nhân X có:
	A. 6 nơtron và 6 proton.	B. 6 nuclon và 6 proton.	
	C. 12 nơtron và 6 proton.	D. 6 nơtron và 12 proton.	
Câu 42: Hạt prôtôn p có động năng được bắn vào hạt nhân đứng yên thì thấy tạo thành một hạt nhân và một hạt X bay ra với động năng bằng theo hướng vuông góc với hướng chuyển động của hạt p tới. Tính vận tốc chuyển động của hạt nhân Li (lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối). Cho .
	A. 	B. 	C. 	D. 
Câu 43: Cho hạt prôtôn có động năng Kp=1,8MeV bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia gamma. Cho biết: mn=1,0073u; ma =4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10-27kg. Động năng của mỗi hạt mới sinh ra bằng 
A. 8,70485MeV.	B. 7,80485MeV.	C. 9,60485MeV.	D. 0,90000MeV.
“Tu thân như sửa nhà, chỗ nào không kín chỗ đó sẽ dột”
ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 38
1 B
2B
3A
4C
5B
6A
7B
8B
9B
10B
11 D
12C
13D
14C
15C
16B
17A
18A
19B
20A
21 B
22B
23A
24C
25A
26D
27B
28B
29A
30C
31B
32B
33A
34D
35A
36C
37C
38B
39D
40D
41A
42 A
43C