40 bài tập trắc nghiệm Phản ứng hạt nhân có lời giải - Vật Lí lớp 12

---

40 bài tập trắc nghiệm Phản ứng hạt nhân có lời giải

Với 40 bài tập trắc nghiệm Phản ứng hạt nhân có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp 40 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Phản ứng hạt nhân từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

40 bài tập trắc nghiệm Phản ứng hạt nhân có lời giải (phần 1)

Bài 1: Chọn câu trả lời đúng. Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt nhân tham gia

A. được bảo toàn.

B. Tăng.

C. Giảm.

D. Tăng hoặc giảm tuỳ theo phản ứng.

Lời giải:

Chọn D.

Khối lượng các hạt nhân không bảo toàn.

Bài 2: Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti ( ) đứng yên. Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng và không kèm theo tia γ. Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra là

A. 19,0 MeV.    B. 15,8 MeV.

C. 9,5 MeV.    D. 7,9 MeV.

Lời giải:

Ta có:

Chọn C.

Bài 3: Cho phản ứng hạt nhân:

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí hêli xấp xỉ bằng

A. 4,24.10⁸J.    B. 4,24.10⁵J.

C. 5,03.10¹¹J.    D. 4,24.10¹¹J.

Lời giải:

Ta có:

Chọn D.

Bài 4: Pôlôni phóng xạ α và biến đổi thành chì Pb. Biết khối lượng các hạt nhân Po; α; Pb lần lượt là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u = 931,5MeV/c². Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân pôlôni phân rã xấp xỉ bằng

A. 5,92 MeV.    B. 2,96 MeV.

C. 29,60 MeV.    D. 59,20 MeV.

Lời giải:

Ta có: W = (209,937303 – 205,929442 – 4,001506).931,5 = 5,92 (MeV). Chọn A.

Bài 5: Trong dãy phân rã phóng xạ có bao nhiêu hạt α và β được phát ra?

A. 3α và 7β.    B. 4α và 7β.

C. 4α và 8β.    D. 7α và 4β

Lời giải:

Chọn B.

Bài 6: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về phản ứng hạt nhân?

A. Phản ứng hạt nhân là sự va chạm giữa các hạt nhân.

B. Phản ứng hạt nhân là sự tác động từ bên ngoài vào hạt nhân làm hạt nhân đó bị vỡ ra.

C. Phản ứng hạt nhân là sự tương tác giữa hai hạt nhân, dẫn đến sự biến đổi của chúng thành các hạt nhân khác.

D. A, B và C đều đúng.

Lời giải:

Chọn C.

Tương tác giữa hai hạt nhân là phản ứng hạt nhân.

Bài 7: Kết quả nào sau đây là đúng khi nói về khi nói về định luật bảo toàn số khối và định luật bảo toàn điện tích?

A. A₁ + A₂ = A₃ + A₄.

B. Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄.

C. A₁ + A₂ + A₃ + A₄ = 0

D. A hoặc B hoặc C đúng.

Lời giải:

Chọn C.

Tổng số khối (nuclon) trong phản ứng luôn dương, bằng tổng 2 lần số khói trước hay sau phản ứng.

Bài 8: Kết quả nào sau đây là sai khi nói về định luật bảo toàn động lượng?

A. P_A + P_B = P_C + P_D.

B. m_Ac² + K_A + m_Bc² + K_B = m_Cc² + K_C + m_Dc² + K_D.

C. P_A + P_B = P_C + P_D = 0.

D. m_Ac² + m_Bc² = m_Cc² + m_Dc².

Lời giải:

Chọn C.

Động lượng các tổng cộng các hạt nhân luôn khác không.

Bài 9: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Vế trái của phương trình phản ứng có thể có một hoặc hai hạt nhân.

B. Trong số các hạt nhân trong phản ứng có thể có các hạt đơn giản hơn hạt nhân (hạt sơ cấp).

C. Nếu vế trái của phản ứng chỉ có một hạt nhân có thể áp dụng định luật phóng xạ cho phản ứng.

D. A, B và C đều đúng.

Lời giải:

Chọn D.

Cả 3 ý trên đều đúng

Bài 10: Cho phản ứng hạt nhân , hạt nhân X là hạt nào sau đây?

A. α;    B. β^-;    C. β⁺;    D. n

Lời giải:

Chọn A.

Xét phản ứng hạt nhân: , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và định luật bảo toàn số khối ta được: Z = 2, A = 4. Vậy hạt nhân chính là hạt nhân (hạt α).

Bài 11: Cho phản ứng hạt nhân , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây?

Lời giải:

Chọn D.

Bài 12: Cho phản ứng hạt nhân , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây?

Lời giải:

Chọn A.

Bài 13: Cho phản ứng hạt nhân , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây?

Lời giải:

Chọn B.

Bài 14: Cho phản ứng hạt nhân , biết số Avôgađrô N_A = 6,02.10²³. Năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1g khí hêli là bao nhiêu?

A. ΔE = 423,808.10³J.

B. ΔE = 503,272.10³J.

C. ΔE = 423,808.10⁹J.

D. ΔE = 503,272.10⁹J.

Lời giải:

Chọn C.

Muốn tổng hợp được 1g khí Hêli ta phải thực hiện phản ứng. Tổng năng lượng toả ra là ΔE = 423,808.10⁹J.

Bài 15: Cho phản ứng hạt nhân , khối lượng của các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c². Năng lượng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

A. Toả ra 1,60132MeV.

B. Thu vào 1,60132MeV.

C. Toả ra 2,562112.10^-19J.

D. Thu vào 2,562112.10^-19J.

Lời giải:

Chọn B.

Xét phản ứng:

Tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng là M₀ = m_Cl + m_p = 37,963839u.

Tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng là M = m_Ar + m_n = 37,965559u.

Ta thấy M₀ < M suy ra phản ứng thu năng lượng và thu vào một lượng ΔE = 1,60132MeV.

Bài 16: Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân thành 3 hạt α là bao nhiêu? (biết m_C = 11, 9967u, m_α = 4,0015u).

A. ΔE = 7,2618J.

B. ΔE = 7,2618MeV.

C. ΔE = 1,16189.10^-19J.

D. ΔE = 1,16189.10^-13MeV.

Lời giải:

Chọn B.

phản ứng hạt nhân:

Bài 17: Cho phản ứng hạt nhân , khối lượng của các hạt nhân là m_α = 4,0015u, m_AL = 26,97435u, m_P = 29,97005u, m_n = 1,008670u, 1u = 931Mev/c². Năng lượng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

A. Toả ra 4,275152MeV.

B. Thu vào 2,67197MeV.

C. Toả ra 4,275152.10^-13J.

D. Thu vào 2,67197.10^-13J.

Lời giải:

Chọn B.

phản ứng hạt nhân:

Bài 18: Hạt α có động năng K_α = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm gây ra phản ứng , khối lượng của các hạt nhân là m_α = 4,0015u, m_AL = 26,97435u, m_P = 29,97005u, m_n = 1,008670u, 1u = 931Mev/c². Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc. Động năng của hạt n là

A. K_n = 8,8716MeV.    B. K_n = 8,9367MeV.

C. K_n = 9,2367MeV.    D. K_n = 10,4699MeV.

Lời giải:

Chọn C.

Xét phản ứng hạt nhân

Tính tương tự câu trên thấy phản ứng thu vào ΔE = 2,7MeV.

Động năng của hạt n là K_n = m_nv_n²/2, động năng của hạt P là K_P = m_Pv_P²/2,

theo bài ra v_n = v_P suy ra K_n/K_P = m_n/m_P.

Theo định luật bảo toàn năng lượng K_α + ΔE = K_n + K_P

→ K_n = 0,013MeV, và K_n = 0,387MeV.

Bài 19: Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt α và hạt nơtrôn. Cho biết độ hụt khối của hạt nhân triti là Δm_T = 0,0087u, của hạt nhân đơteri là Δm_D = 0,0024u, của hạt nhân X là Δm_α = 0,0305u; 1u = 931MeV/c². Năng lượng toả ra từ phản ứng trên là bao nhiêu?

A. ΔE = 18,0614MeV.    B. ΔE = 38,7296MeV.

C. ΔE = 18,0614J.    D. ΔE = 38,7296J.

Lời giải:

Chọn A.

Phản ứng xảy ra theo phương trình:

Tổng độ hụt khối trước phản ứng là ΔM₀ = Δm_T + Δm_D.

Tổng độ hụt khối sau phản ứng là ΔM = Δm_α + Δm_n. Độ hụt khối của n bằng không.

Phản ứng toả ra ΔE = (ΔM - ΔM₀)c² = 18,0614MeV.

Bài 20: Cho hạt prôtôn có động năng K_P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ và nhiệt năng. Cho biết: m_P = 1,0073u; m_α = 4,0015u; m_Li = 7,0144u; 1u = 931MeV/c² = 1,66.10^-27kg. Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu năng lượng?

A. Toả ra 17,4097MeV.

B. Thu vào 17,4097MeV.

C. Toả ra 2,7855.10^-19J.

D. Thu vào 2,7855.10^-19J.

Lời giải:

Chọn A.

Xét phản ứng

Tổng khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng là: M₀ = m_p + m_Li = 8,0217u.

Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng là: M = 2m_α = 8,0030u.

Ta thấy M₀ > M suy ra phản ứng là phản ứng toả năng lượng, và toả ra một lượng:

ΔE = (M₀ - M)c² = 17,4097MeV.

40 bài tập trắc nghiệm Phản ứng hạt nhân có lời giải (phần 2)

Bài 1: Cho hạt prôtôn có động năng K_P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ và nhiệt năng. Cho biết: m_P = 1,0073u; m_α = 4,0015u; m_Li = 7,0144u; 1u = 931MeV/c² = 1,66.10^-27kg. Động năng của mỗi hạt mới sinh ra bằng bao nhiêu?

A. K_α = 8,70485MeV.

B. K_α = 9,60485MeV.

C. K_α = 0,90000MeV.

D. K_α = 7,80485MeV.

Lời giải:

Chọn B.

Theo bảo toàn năng lượng ta có K_p + ΔE = 2.K_α

suy ra K_α = 9,60485 MeV.

Bài 2: Cho hạt prôtôn có động năng K_P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ và nhiệt năng. Cho biết: m_P = 1,0073u; m_α = 4,0015u; m_Li = 7,0144u; 1u = 931MeV/c² = 1,66.10^—27kg. Độ lớn vận tốc của các hạt mới sinh ra bằng bao nhiêu?

A. v_α = 2,18734615m/s.

B. v_α = 15207118,6m/s.

C. v_α = 21506212,4m/s.

D. v_α = 30414377,3m/s.

Lời giải:

Chọn C.

Động năng của hạt α được tính theo công thức

Bài 3: Cho hạt prôtôn có động năng K_P = 1,8MeV bắn vào hạt nhân đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ và nhiệt năng. Cho biết: m_P = 1,0073u; m_α = 4,0015u; m_Li = 7,0144u; 1u = 931MeV/c² = 1,66.10^—27kg. Độ lớn vận tốc góc giữa vận tốc các hạt là bao nhiêu?

A. 83º45’.    B. 167º30’;

C. 88º15’.    D. 178º30’.

Lời giải:

Chọn D.

Theo định luật bảo toàn động lượng:

Bài 4: Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng : . phản ứng này thu năng lượng Q = 2,7 MeV. Biết hai hạt sinh ra có cùng vận tốc, tính động năng của hạt α. (coi khối lượng hạt nhân bằng số khối của chúng).

A. 1,3 MeV    B. 13 MeV

C. 3,1 MeV    D. 31 MeV

Lời giải:

Ta có ⇒ K_p = 30 K_N. Mà Q = K_α ─ (K_p + K_N) (1)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m_α.v_α = (m_p + m_n)v ⇒

Mà tổng động năng của hệ hai hạt :

Thế (2) vào (1) ta được K_α = 3,1MeV. Chọn C.

Bài 5: Một hạt nhân của chất phóng xạ A đang đứng yên thì phân rã tạo ra hai hạt B và C. Gọi m_A, m_B, m_C là khối lượng nghỉ của các hạt A, B, C và c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Quá trình phóng xạ này tỏa ra năng lượng Q. Biểu thức nào sau đây đúng?

Lời giải:

Năng lượng toàn phần được bảo toàn nên:

m_Ac² = m_Bc² + m_Cc² + Q. Chọn A.

Bài 6: Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt prôtôn và hạt nhân ôxi theo phản ứng: . Biết khối lượng các hạt trong phản ứng là: m_α = 4,0015 u; m_N = 13,9992 u; m_O = 16,9947 u; m_p = 1,0073 u. Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt α là

A. 1,503 MeV.    B. 29,069 MeV.

C. 1,211 MeV.    D. 3,007 Mev.

Lời giải:

W_đα ≥ (4,0015 + 13,9992 – 16,9947 – 1,0073).931,5 = - 1,211 (MeV). Chọn C.

Bài 7: Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng

A. 3,125 MeV.    B. 4,225 MeV.

C. 1,145 MeV.    D. 2,125 MeV.

Lời giải:

Phương trình phản ứng:

Chọn D.

Bài 8: Bắn một prôtôn vào hạt nhân đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 60º. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X là

A. 4.    B. 0,25    C. 2.    D. 0,5

Lời giải:

Phương trình phản ứng:

Chọn A.

Bài 9: Cho phản ứng hạt nhân: . Biết khối lượng của các hạt lần lượt là m_D = 2,0135u; m_He = 3,0149 u; m_n = 1,0087u. Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng

A. 1,8821 MeV.    B. 2,7391 MeV.

C. 7,4991 MeV.    D. 3,1671 MeV.

Lời giải:

Ta có: ΔW = (2.2,0135 – 3,0149 – 1,0087).931,5 = 3,1671 (MeV). Chọn D.

Bài 10: Cho phản ứng hạt nhân: . Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng tỏa ra của phản ứng là

A. 15,017 MeV.    B. 200,025 MeV.

C. 17,498 MeV.    D. 21,076 MeV.

Lời giải:

Vì X là nơtron không có độ hụt khối nên

ΔW = (0,030382 – 0,009106 – 0,002491).931,5 = 17,498 (MeV). Chọn C.

Bài 11: Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; ; của lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u; 1 u = 931,5 MeV/c². So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.

B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.

C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.

D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.

Lời giải:

Chọn B.

Bài 12: Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,02 u. Phản ứng hạt nhân này

A. thu 18,63 MeV.    B. thu 1,863 MeV.

C. tỏa 1,863 MeV.    D. tỏa 18,63 MeV.

Lời giải:

m_t < m_s nên thu năng lượng; ΔW = 0,02.931.5 = 18,63 MeV. Chọn A.

Bài 13: Hạt nhân là chất phóng xạ α. Biết năng lượng tỏa ra trong một phản ứng phóng xạ khi hạt nhân đứng yên là 14,15 MeV. Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối. Tính động năng của hạt α.

A. 13,7 MeV.    B. 12,9 MeV.

C. 13,9 MeV.    D. 12,7 MeV.

Lời giải:

Vì ban đầu U đứng yên nên p_Y = p_α → 2m_YW_dY = 2m_αW_dα

Chọn C.

Bài 14: Hạt nhân đứng yên phân rã α thành hạt nhân Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối. Hỏi động năng của hạt α bằng bao nhiêu % của năng lượng phân rã?

A. 1,68%.    B. 98,3%.    C. 81,6%.    D. 16,8%.

Lời giải:

Ta có: p_Y = p_α → 2m_YW_dY = 2m_αW_dα

Chọn B.

Bài 15: Hạt nhân đứng yên phân rã α thành hạt nhân X. Biết động năng của hạt α trong phân rã đó bằng 4,8 MeV. Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối. Tính năng lượng tỏa ra trong một phân rã

A. 4,886 MeV.    B. 5,216 MeV.

C. 5,867 MeV.    D. 7,812 MeV.

Lời giải:

Ta có: p_X = p_α → 2m_XW_dX = 2m_αW_dα

Chọn A.

Bài 16: Dùng một hạt có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân đang đứng yên gây ra phản ứng . Hạt prôtôn bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt α. Cho khối lượng các hạt nhân m_α = 4,0015u; m_p = 1,0073u; m_N14 = 13,9992u; m_O17 = 16,9947u. Biết 1u = 931,5 MeV/c². Động năng của hạt là

A. 6,145 MeV.    B. 2,214 MeV.

C. 1,345 MeV.    D. 2,075 MeV.

Lời giải:

Ta có: → m_OK_O = m_αK_α + m_pK_p (1);

ΔE = K_O + K_p - K_α = (m_α + m_N – m_p – m_O)c² = - 1,21 MeV

→ K_p = K_α - K_O – 1,21 (2).

Thay (2) vào (1): m_OK_O = m_αK_α + m_pK_α - m_pK_O – m_p.1,21

Chọn D.

Bài 17: Tổng hợp hạt nhân heli từ phản ứng hạt nhân . Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol hêli là

A. 1,3.10²⁴ MeV.    B. 2,6.10²⁴ MeV.

C. 5,2.10²⁴ MeV.    D. 2,4.10²⁴ MeV.

Lời giải:

Mỗi phản ứng tổng hợp được 2 hạt nhân hêli nên:

= 6,02.10²³.17,3 = 26.10²³ (MeV). Chọn B.