SBT Vật lí 12 Bài tập cuối chương VII - Hạt nhân nguyên tử | Giải SBT Vật Lí lớp 12

Chúng tôi giới thiệu Giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Bài tập cuối chương VII - Hạt nhân nguyên tử chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 12. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật Lí 12 Bài tập cuối chương VII - Hạt nhân nguyên tử

Bài VII.1 trang 118 SBT Vật Lí 12: Chỉ ra kết luận sai.

Trong hạt nhân 92235U thì

A. số prôtôn bằng 92.   

B. số nơtron bằng 235.

C. số nuc lôn bằng 235.

D. số nơtron bằng 143.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết cấu tạo hạt nhân ZAX có:

A số hạt nuclon

Z số hạt proton

AZ số hạt notron

Lời giải:

Hạt nhân 92235U có:

235 số hạt nuclon

92 số hạt proton

143 số hạt notron

Chọn B

Bài VII.2 trang 118 SBT Vật Lí 12: Hạt nhân 612C

A. mang điện tích 6e.

B. mang điện tích +12e

C. mang điện tích +6e

D. mang điện tích 12e

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về cấu tạo hạt nhân: Hạt nhân ZAX có điện tích +Ze

Lời giải:

Hạt nhân 612C có điện tích +6e

Chọn C

Bài VII.3 trang 119 SBT Vật Lí 12: Chỉ ra phát biểu sai.

Hạt nhân hiđrô 11H

A. có điện tích +e

B. không có độ hụt khối

C. có năng lượng liên kết bằng 0

D. kém bền vững nhất

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về cấu tạo hạt nhân

Lời giải:

Hạt nhân hiđrô 11H

+ Có điện tích +e

+ Không có độ hụt khối

+ Có năng lượng liên kết bằng 0

Chọn D

Bài VII.4 trang 119 SBT Vật Lí 12: Trong một phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn

A. khối lượng                    B. số nuclon

C. số nơtron                      D. số prôtôn

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về phản ứng hạt nhân.

Lời giải:

Trong phản ứng hạt nhân có:

+ Bảo toàn số nuclon

+ Bảo toàn điện tích

+ Bảo toàn năng lượng

+ Bảo toàn động lượng

Chọn B

Bài VII.5 trang 119 SBT Vật Lí 12: 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=1,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là

A. N02,5                                 B.  N03

C. N022                                D. N01,5

Phương pháp giải:

Sử dụng định luật phóng xạ: Số hạt nhân phóng xạ còn lại sau thời gian t là N=N02tT

Lời giải:

Số hạt nhân phóng xạ còn lại sau thời gian t là N=N02tT=N021,5TT=N022

Chọn C

Bài VII.6 trang 119 SBT Vật Lí 12: Các hạt nhân đơtêri 12H; triti 13H; heli 24He có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22MeV;8,49MeV và 28,16MeV. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là:

A. 12H;24He;13H   

B. 13H;24He;12H

C. 12H;13H;24He

D. 24He;13H;12H

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững

Sử dụng công thức tính năng lượng liên kết riêng là σ=ΔEA

Lời giải:

+ Năng lượng liên kết riêng của 12Hσ12H=ΔE12HA12H=2,222=1,11(MeV/nuclon)

+ Năng lượng liên kết riêng của 13Hσ13H=ΔE13HA13H=8,493=2,83(MeV/nuclon)

+ Năng lượng liên kết riêng của 24Heσ24He=ΔE24HeA24He=28,163=7,04(MeV/nuclon)

Vì σ24He>σ13H>σ12He nên các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là: 24He;13H;12H

Chọn D

Bài VII.7 trang 119 SBT Vật Lí 12: Có hai phản ứng hạt nhân:

88226Ra24He+86222Ra                   (1)

01n+92235U54139Xe+3895Sr+201n      (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.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về phản ứng phân hạch và phóng xạ

Lời giải:

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

Chọn C

Bài VII.8 trang 119 SBT Vật Lí 12: 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 phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về phản ứng phân hạch và phóng xạ

Lời giải:

Phóng xạ và phân hạch hạt nhân đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Chọn D

Bài VII.9 trang 120 SBT Vật Lí 12: Hạt nhân nào dưới đây chắc chắn không có tính phóng xạ?

A. 24He                                    B. 614C

C. 1532P                                     D. 2760Co

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về phóng xạ.

Lời giải:

Phóng xạ xảy ra đối với hạt nhân không bền vững  nên 24He không có tính phóng xạ

Chọn A

Bài VII.10 trang 120 SBT Vật Lí 12: Hạt nhân nào dưới đây, nếu nhận thêm nơtron sẽ bị phân hạch?

A. 23He                                 B. 36Li

C. 53130I                                  D. 92235U

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về phản ứng phân hạch.

Lời giải:

92235U nếu nhận thêm nơtron sẽ bị phân hạch

Chọn D

Bài VII.11 trang 120 SBT Vật Lí 12: Xét phản ứng:

92236U54139Xe+3895Sr+201n

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

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về phản ứng phân hạch.

Lời giải:

Phản ứng trên là phản ứng phân hạch.

Chọn B

Bài VII.12 trang 120 SBT Vật Lí 12: Hạt α có khối lượng mα=4,0015u. Tính năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1mol heli.

Cho khối lượng của prôtôn: mp=1,0073u; của nơtron mn=1,0087u;1u=1,66055.1027kg; số A-vô-ga-đrô NA=6,023.1023mol1.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính năng lượng Q=ΔE

Lời giải:

+ Năng lượng một phản ứng

 Q1=ΔE=Δmc2=(Zmp+Nmnmα)c2=(2.1,0073+2.1,00874,0015).931=28,3955MeV

+ Số hạt Heli có trong một mol là NAvậy năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1mol heli:

Q=NAQ1=6,023.1023.28,3955=171.1023MeV

Bài VII.13 trang 120 SBT Vật Lí 12: Hạt nhân urani 92238U sau một chuỗi phân rã biến đổi thành hạt nhân chì 82206Pb. Trong quá trình biến đổi đó, chu kì bán rã của 92238Ubiến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.1020 hạt nhân 92238Uvà 6,239.1018 hạt nhân 82206Pb.Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 92238U. Hãy tính tuổi của khối đá đó khi được phát hiện.

Phương pháp giải:

Sử dụng định luật phóng xạ Số hạt nhân phóng xạ còn lại sau thời gian t là N=N02tT

Lời giải:

+ Số hạt nhân phóng xạ 92238Ucòn lại sau thời gian t là N=N02tT

+ Số hạt nhân 92238U bị phóng xạ: ΔN=N0N=(112tT)N0 , đây cũng chính là số hạt nhân 82206Pb sinh ra

Vậy

ΔNN=112tT12tT=2tT1=6,239.10181,188.10200,05252tT=1,0525t=Tlog21,0525=4,47.109log21,05253,3.108(năm)

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

24He+1327Al1530P+01n

ChomAl=26,974u;mP=29,970u;mHe=4,0015u;1u=931MeV/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.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính năng lượng Q=(mtruocmsau)c2

Lời giải:

Ta có năng lượng tối thiểu của hạt αbằng năng lượng phản ứng cần thu để xảy ra:

Wαmin=|Q|=|(mtruocmsau)c2|=|(4,0015+26,97429,971,0087).931|=2,9792MeV

Bài VII.15 trang 121 SBT 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 A, 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.

Phương pháp giải:

Phương trình phản ứng hạt nhân: XY+α

Lời giải:

Bảo toàn động lượng: pY+pα=pX=0pY=pα

pY=pαmYvY=mαvαmαmY=vYvαvY=mαmYvα=4A4v

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

12D+12D13T+11H

ChomD=2,0136u;mT=3,016u;mH=1,0073u;1u=931MeV/c2.

a) Tính năng lượng mà một phản ứng tỏa 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 1kg nước thường làm nhiên liệu hạt nhân.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính năng lượng Q=(mtruocmsau)c2

Lời giải:

a) Năng lượng

Q=(mtruocmsau)c2=(2.2,01361,00733,016).931=3,63MeV

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

Q=1000.0,015%18.6,023.1023.3,63=1,822.1022MeV