83 câu Trắc nghiệm Vật lý 12 Cánh diều Chủ đề 4: Vật lý hạt nhân

Giải

Theo kí hiệu của hạt nhân:

Z = 26 → số proton là 26.

A = 56 → số neutron là N = A-Z = 56-26 = 30 .

Hạt nhân nguyên tử sắt \(_{26}^{56}{\rm{Fe}}\) có 30 neutron.

Đáp án: B.

Giải

Từ dữ kiện đề bài, ta biết được cấu tạo và kí hiệu của các hạt nhân:

Hạt nhân X có tất cả 19 nucleon, gồm 9 proton và 10 neutron, kí hiệu \(_9^{19}{\rm{X}}.\)

Hạt nhân Y có tất cả 20 nucleon, gồm 9 proton và 11 neutron, kí hiệu \(_9^{20}{\rm{Y}}.\)

Hạt nhân Z có tất cả 20 nucleon, gồm 10 proton và 10 neutron, kí hiệu \(_{10}^{20}{\rm{Z}}.\)

a) Hạt nhân X và Y là hai hạt nhân đồng vị \( = > \) phát biểu a) Đúng.

b) Hạt nhân X có điện tích \( + 9{\rm{e}},\) hạt nhân \({\rm{Z}}\) có điện tích \( + 10{\rm{e}} = > \) phát biểu b) Sai.

c) Hạt nhân Y và Z có cùng số khối là \(20 \Rightarrow \) phát biểu c) Đúng.

d) Hạt nhân Y và Z có cùng số khối nên có bán kính xấp xỉ bằng nhau theo công thức \(R = \left( {1,{{2.10}^{ - 15}}\;{\rm{m}}} \right){A^{1/3}} \Rightarrow \) phát biểu d) Đúng.

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng.

Giải

Khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố boron:

\({M_{\rm{B}}} = (10,01294{\rm{u}})19,9\% + (11,00931{\rm{u}})80,1\% = 10,81103{\rm{u}}\)

Kết quả lấy đến một chữ số sau dấu phẩy thập phân: \(10,8{\rm{u}}.\)

Đáp án: \(10,8{\rm{u}}.\)

Giải

Độ hụt khối của hạt nhân \(_8^{18}{\rm{O}}\):

\(\Delta {m_{\rm{o}}} = Z{m_{\rm{p}}} + (A - Z){m_{\rm{n}}} - {m_{\rm{o}}} = 8.1,0073{\rm{u}} + (18 - 8)(1,0087{\rm{u}}) - 17,9948{\rm{u}} = 0,1506{\rm{u}}\)

Đáp án: B.

Giải

a) Do điện tích và số nucleon được bảo toàn trong các phản ứng hạt nhân nên:

\(3 + 1 = 2 + Z \Rightarrow Z = 2\)

\(6 + 2 = 4 + A \Rightarrow A = 4\)

Hạt nhân \({Z^A}{\rm{X}}\) là \({2^4}{\rm{He}}.\)

Phương trình phản ứng có dạng: \(_3^6{\rm{Li}} + _1^2{\rm{D}} \to _2^4{\rm{He}} + _2^4{\rm{He}}.\)

b) Năng lượng toả ra của một phản ứng hạt nhân:

E_toả = (m_trước – m_sau)c²\( = [(6,01512{\rm{u}} + 2,01410{\rm{u}}) - (2.4,00260{\rm{u}})]{{\rm{c}}^2}\)

\( = 0,02402{\rm{u}}{{\rm{c}}^2} = 0,02402.\left( {931,5{\rm{MeV}}/{{\rm{c}}^2}} \right){{\rm{c}}^2} = 22,37{\rm{MeV}}.\)

c) Mỗi phản ứng tạo ra hai nguyên tử helium nên để tổng hợp được 1,00 g helium, số phản ứng cần xảy ra là

\(\frac{{(1,00\;{\rm{g}})}}{{(4\;{\rm{g}}/{\rm{mol}})}} \cdot (6,02 \cdot {10^{23}}\) nguyên tử /mol) : (2 nguyên tử /phản ứng) = 7,53.10²² phản ứng.

Tổng năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1,00 g helium là

E= (7,53.10²² phản ứng).(22,4 MeV/phản ứng)\( \cdot \left( {1,6 \cdot {{10}^{ - 13}}\;{\rm{J}}/{\rm{MeV}}} \right) = 2,69 \cdot {10^{11}}\;{\rm{J}}\)

Năng lượng này đun sôi được số kilôgam nước ở 20^oC là

$m=\frac{E}{c\Delta t}=\frac{\left(2,70\cdot {10}^{11} \text{J}\right)}{(4180 \text{J}/\text{kg}\cdot \text{K})\cdot \left({100}^{°}\text{C}-{20}^{°}\text{C}\right)}=8,07\cdot {10}^5 \text{kg}$

Đáp án: a) \(_3^6{\rm{Li}} + _1^2{\rm{D}} \to _2^4{\rm{He}} + _2^4{\rm{He}}.\); b) \(22,4{\rm{MeV}}\); c) \(8,{07.10^5}\;{\rm{kg}}.\)

Giải

Quá trình phóng xạ̣ là quá trình tự phát, toả năng lượng, không điều khiển được, các đại lượng như độ phóng xậ, chu kì bán rã và hằng số phóng xạ chỉ phụ thuộc vào bản chất của nguồn phóng xạ chứ không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, áp suất...

Đáp án: C.

Giải

Thời điềm ban đầu có \({N_{0\;{\rm{A}}}}\) và \({N_{0{\rm{B}}}}\) hạt nhân A và B trong mẫu: \(\frac{{{N_{0A}}}}{{{N_{0B}}}} = 5.\)

Sau 2,0 giờ, số nguyên tử mỗi đồng vị có trong mẫu là \({N_A} = {N_{0A}}{2^{ - \frac{t}{{{T_A}}}}}\) và \({N_B} = {N_{0B}}{2^{ - \frac{t}{{{T_B}}}}}.\)

Theo đề bài:

\(\frac{{{N_A}}}{{{N_B}}} = \frac{{{N_{0A}}{2^{ - \frac{t}{{{T_A}}}}}}}{{{N_{0B}}{2^{ - \frac{t}{{{T_B}}}}}}} = \frac{{{N_{0A}}}}{{{N_{0B}}}}{2^{t\left( {\frac{1}{{{T_B}}} - \frac{1}{{{T_A}}}} \right)}} = 1 \Rightarrow {2^{\left( {\frac{1}{{{T_B}}} - \frac{1}{{{T_A}}}} \right)}} = \frac{1}{5} \Rightarrow t\left( {\frac{1}{{{T_B}}} - \frac{1}{{{T_A}}}} \right) = {\log _2}\left( {\frac{1}{5}} \right)\)

Thay số: \(t = 2,0\) giờ và \({T_{\rm{A}}} = 0,50\) giờ ta tìm được \({T_{\rm{B}}} = 1,2\) giờ.

Đáp án: 1,2 giờ.