Bài tập Giải về Vật lý hạt nhân

BÀI TẬP VỀ VẬT LÝ HẠT NHÂN ( 5 CÂU)
238
92

206
82

U

Pb

Câu 1: Hạt nhân urani
sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì
. Trong quá trình đó,
238
92 U
chu kì bán rã của
biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có chứa
238
206
92 U
82 Pb
20
18
1,188.10 hạt nhân
và 6,239.10 hạt nhân
. Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và
238
92U
tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của
. Tuổi của khối đá khi được phát hiện là

8
9
7
A. 3,3.10 năm.
B. 6,3.10 năm.
C. 3,5.10 năm.
D. 2,5.106 năm.
4
1
7
4
2 He
1 H + 3 Li → 2 He + X
Câu 2: 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 heli là
A. 1,3.1024 MeV.
B. 2,6.1024 MeV.
C. 5,2.1024 MeV.
D. 2,4.1024 MeV.
2
3
4
1H
1H
2 He
Câu 3: Các hạt nhân đơteri
; triti
, heli

có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV
và 28,16 MeV. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
2
4
3
2
3
4
4
3
2
3
4
2
1H
2 He 1 H
1H
1H
2 He
2 He 1 H 1 H
1H
2 He 1 H
A.
;
;
.
B.
;
;
.

C.
;
;
.
D.
;
;
.
α
Câu 4: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số khối
α
là A, hạt phát ra tốc độ v. Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u. Tốc độ của
hạt nhân Y bằng
4v
2v
4v
2v
A+ 4
A−4
A−4
A+ 4
A.
B.
C.
D.
l
Câu 5. Một thanh có chiều dài riêng là . Cho thanh chuyển động dọc theo phương chiều dài của nó trong hệ
quy chiếu quán tính có tốc độ bằng 0,8 c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không). Trong hệ quy chiếu đó,
l
chiều dài của thanh bị co bớt 0,4 m. Giá trị của là

A. 2 m
B. 1 m
C. 4 m
D. 3 m
GIẢI CHI TIẾT
VII. VẠT LÝ HẠT NHÂN ( 5 CÂU)
238
92

U

206
82

Pb

Câu 1: Hạt nhân urani
sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì
. Trong quá trình đó,
238
U
92
chu kì bán rã của
biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có chứa
238
206
92U
82 Pb
20
18

1,188.10 hạt nhân
và 6,239.10 hạt nhân
. Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và
238
92 U
tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của
. Tuổi của khối đá khi được phát hiện là
8
9
7
A. 3,3.10 năm.
B. 6,3.10 năm.
C. 3,5.10 năm.
D. 2,5.106 năm.
Giải: Số hạt nhân chì được tạo thành bằng số hạt nhân uran bị phân rã
N Pb
− λt
λt
NU
e
e
NU = (NU + NPb)
------>
= (1 +
) = 1,0525 ---->


ln1,0525
ln 2

= 0,32998. 109 năm = 3,3 ,108 năm. Chọn đáp án A
4
1
7
4
2 He
1 H + 3 Li → 2 He + X
Câu 2: 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 heli là
A. 1,3.1024 MeV.
B. 2,6.1024 MeV.
C. 5,2.1024 MeV.
D. 2,4.1024 MeV.
4
4
2 He
2 He
Giải: Hạt nhân X chính là
. Khi 2 hạt
được tạo thành thì năng lượng tỏa ra
4
4
2 He
2 He
∆E = 17,3MeV . Trong 0,5mol
có Năng lượng liên kết riêng hạt nhân
Do đó Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là
1

4
E = .6,02.1023.17,3 = 2,6.1024 MeV. Chọn đáp án B
2
3
4
1H
1H
2 He
Câu 3: Các hạt nhân đơteri
; triti
, heli
có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV
và 28,16 MeV. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
2
4
3
2
3
4
4
3
2
3
4
2
1H
2 He 1 H
1H
1H
2 He

2 He 1 H 1 H
1H
2 He 1 H
A.
;
;
.
B.
;
;
.
C.
;
;
.
D.
;
;
.
2
3
4
1H
1H
2 He
Năng lượng liên kết riêng của đơteri
; triti
, heli
là 1,11 MeV/nuclon; 2,83MeV/nuclon và 7,04
MeV/nuclon. Năng lượng liên kết riêng càng lớn càng bền vững. Chọn đáp án C

α
Câu 4: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số khối
α
là A, hạt phát ra tốc độ v. Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u. Tốc độ của
hạt nhân Y bằng
4v
2v
4v
2v
A+4
A−4
A−4
A+4
A.
B.
C.
D.
4v
A−4
Giải: theo ĐL bảo toàn động lượng mYvY = mα vα ---> vY =
Chọn đáp án C
l
Câu 5. Một thanh có chiều dài riêng là . Cho thanh chuyển động dọc theo phương chiều dài của nó trong hệ
quy chiếu quán tính có tốc độ bằng 0,8 c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không). Trong hệ quy chiếu đó,
l
chiều dài của thanh bị co bớt 0,4 m. Giá trị của là
A. 2 m
B. 1 m
C. 4 m
D. 3 m

t = T.

v2
1− 2
c
Giải: l = l0

= 0,6l0 ----> l0 – l = 0,4l0 = 0,4m -----> l0 = 1m. Chọn đáp án B