Bài tập về Hạt nhân nguyên tử môn Vật lý Lớp 12 - Phần 3

BÀI TẬP VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ P - 3 Câu 11 : Hạt  có động năng K = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm đứng yên gây ra phản ứng

, khối lượng của các hạt nhân là m = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn =

1,008670u, 1u = 931,5Mev/c2. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc. Động năng của hạt n là

A. Kn = 0,8716MeV. B. Kn = 0,9367MeV. C. Kn = 0,2367MeV. D. Kn = 0,0138MeV. Giải Năng lượng phản ứng thu : E = (m + mAl - mP - mn ) uc2 = - 0,00287uc2 = - 2,672 MeV

KP + Kn = K + E = 0,428 MeV KP = ; Kn = mà vP = vn

 . Đáp án D

Câu 12 : . Tiêm vào máu bệnh nhân 10cm3 dung dịch chứa có chu kì bán rã T = 15h với nồng độ 10-

3mol/lít. Sau 6h lấy 10cm3 máu tìm thấy 1,5.10-8 mol Na24. Coi Na24 phân bố đều. Thể tích máu của người được tiêm khoảng: A. 5 lít. B. 6 lít. C. 4 lít. D. 8 lít. Giải: Số mol Na24 tiêm vào máu: n0 = 10-3.10-2 =10-5 mol.

Số mol Na24 còn lại sau 6h: n = n0 e- t = 10-5. = 10-5 = 0,7579.10-5 mol.

Thể tích máu của bệnh nhân V = Chọn đáp án A

Câu 13.Cho phản ứng hạt nhân +  + . Biết độ hụt khối của là ( ∆mD = 0,0024u, ∆mHe = 0,0505u và 1u = 931,5Mev/c2, NA = 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 Giải: Độ hụt khối: ∆m = Zmp + (A-Z)mn – m -----> m = Zmp + (A-Z)mn – ∆m Năng lượng một phản ứng toả ra E = (2mD – mHe – mn ) c2 = [2(mP + mn - ∆mD) – (2mp + mn - ∆mHe ) - mn]c2 = (∆mHe - 2∆mD)c2 = 0,0457uc2 = 42,57MeV = 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= 0,15 = = 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.E = 4,5165.1021. 68,11.10-13 = 307,62.108 J = 30,762.106 kJ . Đáp án D

Câu 14: Một hỗn hợp 2 chất phóng xạ có chu kì bán rã lần lượt là T1= 1 giờ và T2 =2 giờ. Vậy chu kì bán rã của hỗn hợp trên là bao nhiêu? A. 0,67 giờ. B. 0,75 giờ. C. 0,5 giờ. D. Đáp án khác. Giải: Sau t = T1 = 1h số hạt nhân của chất phóng xạ thứ nhất giảm đi một nửa, còn số hạt nhân của chất

phóng xạ thứ hai còn = > . Như vậy chu kì bán rã cảu hỗn hợp T > 1h. Chọn đáp án D

Câu 15 :Bắn một hat anpha vào hạt nhân nito đang đứng yên tạo ra phản ứng  + .

Năng lượng của phản ứng là E =1,21MeV.Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vecto vận tốc. Động năng của hạt anpha:(xem khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối của nó) A1,36MeV B:1,65MeV C:1.63MeV D:1.56MeV

n P Al 30 15 27 13    

2

2

P P m v 2

2

n n m v

1 1 30 30 1

n n n

P P P n

K m K K m K K       

0,428 0,0138 31 31

P n n

K K K MeV    

Na 24 11

T

t e

.2 ln  15

6.2 ln  e

lit l 5 05 ,5 5,1 578 ,7 10 .5,1

10 . 10 . 7579 ,0

8

2 5

   

 

2 1D 2 1D He 3 2 n 1 0 D 2 1

D 2 1

20

A N

20

15 ,0. 10 . 022 ,6 23

2 1 02

2

N

2

02 N

2

02 N

N 14

7 N He 14

7 4 2  H 1 1 O 17

8

DeThi.edu.vn

Giải: Phương trình phản ứng  + . Phản ứng thu năng lượng E = 1,21 MeV Theo ĐL bảo toàn động lượng ta có;

mv = (mH + mO )v (với v là vận tốc của hai hạt sau phản ứng) ----> v = = v

K = = 2v2

KH + KO = = ( )2 v2 = v2 = K

K = KH + KO + E --------> K - K = K = E

------> K = E = 1,5557 MeV = 1,56 MeV. Chọn đáp án D

N He 14

7 4 2  H 1 1 O 17

8

O H m m

v m



 

9 2

2

2  v m

2

) ( 2 v m m O H 

2

) ( O H m m 

9 2

9 4

9 2

9 2

9 7

7 9

DeThi.edu.vn