Tài liệu Chuyên đê hạt nhân nguyên tử ltđh

- ðT: 01689.996.187 36 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] ð I CƯƠNG V H T NHÂN NGUYÊN T H và tên h c sinh :…………………………………Trư ng THPT:……………………………… I. KI N TH C CHUNG: 1.C U T O H T NHÂN NGUYÊN T . * C u t o h t nhân. Nuclôn + H t nhân ñư c c u t o t nh ng h t nh hơn g i là các nuclôn. Có hai lo i nuclôn: prôton, kí hi u p, kh i lư ng mp = 1,67262.10-27kg, mang m t ñi n tích nguyên t dương +e, và nơtron kí hi u n, kh i lư ng mn = 1,67493.10-27kg, không mang ñi n. Prôtôn chính là h t nhân nguyên t hiñrô. + S prôtôn trong h t nhân b ng s th t Z c a nguyên t trong b ng tu n hoàn; Z ñư c g i là nguyên t s . T ng s các nuclôn trong h t nhân g i là s kh i, kí hi u A. Như v y s nơtron trong h t nhân là: N = A – Z. + Kí hi u h t nhân: ZA X . Nhi u khi, ñ cho g n, ta ch c n ghi s kh i, vì kí hi u hóa h c ñã xác ñ nh Z r i. + Kích thư c h t nhân: n u coi h t nhân như m t qu c u bán kính R thì R ph thu c vào s -15 1 3 kh i theo công th c g n ñúng: R = 1,2.10 A m. * ð ng v ð ng v là nh ng nguyên t mà h t nhân ch a cùng s prôtôn Z (có cùng v trí trong b ng h th ng tu n hoàn), nhưng có s nơtron N khác nhau. Các ñ ng v còn ñư c chia làm hai lo i: ñ ng v b n và ñ ng v phóng x . Trong thiên nhiên có kho ng g n 300 ñ ng v b n; ngoài ra ngư i ta còn tìm th y vài nghìn ñ ng v phóng x t nhiên và nhân t o. * ðơn v kh i lư ng nguyên t Trong v t lí h t nhân, kh i lư ng thư ng ñư c ño b ng ñơn v kh i lư ng nguyên t , kí hi u là u. M t ñơn v u có giá tr b ng 1 kh i lư ng c a ñ ng v cacbon 12 12 6 C. 1u = 1,66055.10-27kg. Kh i lư ng c a m t nuclôn x p xĩ b ng u. Nói chung m t nguyên t có s kh i A thì có kh i lư ng x p xĩ b ng A.u. * Kh i lư ng và năng lư ng H th c Anhxtanh gi a năng lư ng và kh i lư ng: E = mc2 . T h th c Anhxtanh suy ra m = E ch ng t kh i lư ng có th ño b ng ñơn v c a năng c2 lư ng chia cho c2, c th là eV/c2 hay MeV/c2. Theo lí thuy t c a Anhxtanh, m t v t có kh i lư ng m0 khi ñ ng v i t c ñ v, kh i lư ng s tăng lên thành m v i: m = tr ng thái ngh thì khi chuy n m0 v2 1− 2 c trong ñó m0 ñư c g i là kh i lư ng ngh và m g i là kh i lư ng ñ ng. * L c h t nhân B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 1 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] L c tương tác gi a các nuclôn trong h t nhân là l c hút, g i là l c h t nhân, có tác d ng liên k t các nuclôn l i v i nhau. L c h t nhân không ph i là l c tĩnh ñi n, nó không ph thu c vào ñi n tích c a nuclôn. So v i l c ñi n t và l c h p d n, l c h t nhân có cư ng ñ r t l n (còn g i là l c tương tác m nh) và ch tác d ng khi hai nuclôn cách nhau m t kho ng b ng ho c nh hơn kích thư c h t nhân (kho ng 10-15 m). * ð h t kh i và năng lư ng liên k t + ð h t kh i c a m t h t nhân là hi u s gi a t ng kh i lư ng c a các nuclôn c u t o nên h t nhân và kh i lư ng h t nhân ñó: ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn + Năng lư ng liên k t c a h t nhân là năng lư ng to ra khi các nuclôn riêng l liên k t thành h t nhân và ñó cũng chính là năng lư ng c n cung c p ñ phá v h t nhân thành các nuclôn riêng l : Wlk = ∆m.c2 . + Năng lư ng liên k t tính cho m t nuclôn Wlk g i là năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân, A ñ c trưng cho s b n v ng c a h t nhân. TÓM T T CÔNG TH C . A H t nhân Z X , có A nuclon; Z prôtôn; N = (A – Z) nơtrôn. S h t trong m gam ch t ñơn nguyên t : N = m NA A Liên h gi a năng lư ng và kh i lư ng: E = mc2. Kh i lư ng ñ ng: m = m0 v2 1− 2 c . ð h t kh i c a h t nhân : ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn. Năng lư ng liên k t : Wlk = ∆m.c2. Năng lư ng liên k t riêng : ε = W lk . A ðơn v kh i lư ng nguyên t : 1u = 1,66055.10-27kg = 931,5MeV/c2. II. CÁC D NG BÀI T P : D ng 1. Tính bán kính, th tích, kh i lư ng riêng c a h t nhân. Phương pháp: 1 công th c bán kính R = 1,2.10-15A 3 m. Th tích h t nhân coi như hình c u V = Kh i lư ng riêng ρ = 4.Π.R 3 3 M hatnhan V VD1 Câu 8: Cho bi t kh i lư ng m t nguyên t Rañi( 226 Ra ) là m(Ra) = 226,0254u; c a h t 88 eleectron là me = 0,00055u. Bán kính h t nhân ñư c xác ñ nh b ng công th c r = r0. 3 A = 1,4.10-15 3 A (m). Kh i lư ng riêng c a h t nhân Rañi là A. 1,45.1015kg/m3. B. 1,54.1017g/cm3. C. 1,45.1017kg/m3. D. 1,45.1017g/cm3. Gi i B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 2 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Công th c bán kính r = r0. A = 1,4.10-15 3 226 = 21,05.10-15m. 3 Th tích h t nhân coi như hình c u V = Kh i lư ng riêng ρ = 4.Π.R 3 3 M hatnhan = 1,45.1017kg/m3. V D NG 2: Tính s h t, t l ph n trăm ñ ng v Phương pháp: S h t trong m gam ch t ñơn nguyên t : N = m NA A 35 VD1. Khí clo là h n h p c a hai ñ ng v b n là 17 Cl = 34,969u hàm lư ng 75,4% và 36,966u hàm lư ng 24,6%. Tính kh i lư ng c a nguyên t c a nguyên t hóa h c clo. GI I Ta có: mCl = 34,969u.75,4% + 36,966u.24,6% = 35,46u. VD2. Bi t NA = 6,02.1023mol-1. Tính s nơtron trong 59,5 gam urani GI I Ta có: Nn = (A – Z). m µ 238 92 37 17 Cl = U. NA = 219,73.1023. D ng 3: Tính ñ h t kh i, năng lư ng liên k t, năng lư ng liên k t riêng, Phương pháp: ð h t kh i c a h t nhân : ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn. Chú ý mhn = mnguyen t - z.me v i mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; me=0,000055u 1u = 931MeV/c2 Năng lư ng liên k t : Wlk = ∆m.c2. Chú ý : Năng lư ng liên k t = năng lư ng t a ra khi t ng h p h t nhân = năng lư ng c n cung c p ñ tách h t nhân thành nucleon riêng r . Năng lư ng liên k t riêng : ε = W lk . A VD1: Tính năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân 10 Be. Bi t kh i lư ng c a h t nhân 10 Be 4 4 là mBe = 10,0113 u, c a prôton và nơtron là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u; 1 u = 931,5 MeV/c2 A.7,54 MeV B. 7,45 MeV C. 12,34MeV D. 7,45 J Gi i Ta có: ñ h t kh i ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn = (4.1,007276 + 6.1,008665 - 10,00113).u = 0,079964 u 2 Wlk = ∆m.c = 0,079964 uc2 = 74,5 MeV; ε= Wlk = 7,45 MeV.=> ð.án B A VD2. H t nhân heli có kh i lư ng 4,0015 u. Tính năng lư ng liên k t và năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân hêli. Tính năng lư ng t a ra khi t o thành 1 gam hêli. Cho bi t kh i lư ng c a prôton và nơtron là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u; 1 u = 931,5 MeV/c2; s avôgañrô là NA = 6,022.1023 mol-1. Gi i B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 3 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 2 Wlk ( Z .m p + ( A − Z )mn − mHe ).c Ta có: εHe = = = 7,0752 MeV; A A 1 m .NA.Wlk = .6,022.1023.7,0752.4 = 42,59.1023 MeV = 26,62.1010 J. W= 4,0015 M VD3. Tính năng lư ng liên k t riêng c a hai h t nhân 23 Na và 56 Fe. H t nhân nào b n 11 26 v ng hơn? Cho mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u; mn = 1,008665u; mp = 1,007276u; 1u = 931,5 MeV/c2. Gi i 2 Wlk ( Z .m p + ( A − Z )mn − mHe ).c = εNa = A A (11.1,007276 + 12.1,008685 − 22,983734).931,5 = 8,1114 MeV; 23 (26.1,007276 + 30.1,008685 − 55,9207).931,5 εFe = = 8,7898 MeV; 56 εFe > εNa nên h t nhân Fe b n v ng hơn h t nhân Na. = III. ð TR C NGHI M T NG H P. Câu 1: S d ng công th c v bán kính h t nhân R = 1,23.10-15.A1/3m. Bán kính h t nhân 206 27 82 Pb l n hơn bán kính h t nhân 13 Al bao nhiêu l n ? A. 2,5 l n. B. 2 l n. C. 3 l n. D. 1,5 l n. 9 Câu 2: Kh i lư ng c a h t nhân 4 Be là 9,0027u, kh i lư ng c a nơtron là mn = 1,0086u, kh i lư ng c a prôtôn là mp = 1,0072u. ð h t kh i c a h t nhân 9 Be là 4 A. 0,9110u. B. 0,0811u. C. 0,0691u. D. 0,0561u. Câu 3: Cho h t α có kh i lư ng là 4,0015u. Cho mp = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1uc2 = 931,5MeV. C n ph i cung c p cho h t α năng lư ng b ng bao nhiêu ñ tách h t α thành các h t nuclôn riêng r ? A. 28,4MeV. B. 2,84MeV. C. 28,4J. D. 24,8MeV. Câu 4: Kh i lư ng c a h t nhân Be10 là 10,0113u, kh i lư ng c a nơtron là mn = 1,0086u, kh i lư ng c a prôtôn là mp = 1,0072u và 1u = 931MeV/c2. Năng lư ng liên k t c a h t nhân Be10 là A. 64,332MeV. B. 6,4332MeV. C. 0,64332MeV. D. 6,4332KeV. Câu 5: Cho h t nhân α có kh i lư ng 4,0015u. Bi t mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2. Năng lư ng liên k t riêng c a h t α b ng C. 7,1MeV. D. 7,1eV. A. 7,5MeV. B. 28,4MeV. 238 Câu 6: Cho h t nhân Urani ( 92 U ) có kh i lư ng m(U) = 238,0004u. Bi t mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2, NA = 6,022.1023. Khi t ng h p ñư c m t mol h t nhân U238 thì năng lư ng to ra là A. 1,084.1027J. B. 1,084.1027MeV. C. 1800MeV. D. 1,84.1022MeV. Câu 7: S prôtôn có trong 15,9949 gam 16 O là bao nhiêu ? 8 24 23 A. 4,82.10 . B. 6,023.10 . C. 96,34.1023. D. 14,45.1024. Câu 8: Cho bi t kh i lư ng m t nguyên t Rañi( 226 Ra ) là m(Ra) = 226,0254u; c a h t 88 eleectron là me = 0,00055u. Bán kính h t nhân ñư c xác ñ nh b ng c ng th c r = r0. 3 A = 1,4.10-15 3 A (m). Kh i lư ng riêng c a h t nhân Rañi là B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 4 - ðT: 01689.996.187 15 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. 1,45.10 kg/m . B. 1,54.1017g/cm3. C. 1,45.1017kg/m3. D. 1,45.1017g/cm3. Câu 9: S h t nhân có trong 1 gam 238 U nguyên ch t là 92 21 21 A. 2,53.10 h t. B. 6,55.10 h t. C. 4,13.1021h t. D. 1,83.1021h t. Câu 10: H t nhân nguyên t ñư c c u t o t B. các nuclôn. C. các nơtrôn. D. các êlectrôn. A. các prôtôn. 3 Câu 11: Ch n k t lu n ñúng khi nói v h t nhân Triti ( 1T ) A. H t nhân Triti có 3 nơtrôn và 1 prôtôn. B. H t nhân Triti có 1 nơtrôn và 3 prôtôn. C. H t nhân Triti có 3 nuclôn, trong ñó có 1 prôtôn. D. H t nhân Triti có 1 nơtrôn và 2 prôtôn. Câu 12: L c h t nhân là B. l c liên k t gi a các nuclôn. A. l c tĩnh ñi n. C. l c liên k t gi a các prôtôn. D. l c liên k t gi a các nơtrôn. Câu 13: H t nhân nguyên t chì có 82 prôtôn và 125 nơtrôn. H t nhân nguyên t này có kí hi u là 82 82 A. 125 Pb . B. 207 Pb . C. 125 Pb . D. 207 Pb . 82 82 Câu 14: Kh i lư ng c a h t nhân ñư c tính theo công th c nào sau ñây ? B. m = A(mp + mn ). A. m = Z.mp + N.mn. C. m = mnt – Z.me. D. m = mp + mn. Câu 15: Trong v t lí h t nhân, ñ ño kh i lư ng ta có th dùng ñơn v nào sau ñây ? A. ðơn v kh i lư ng nguyên t (u) hay ñơn v các bon. C. Kg. D. C A, B và C. B. MeV/c2. Câu 16: T s bán kính c a hai h t nhân 1 và 2 b ng r1/r2 = 2. T s năng lư ng liên k t trong hai h t nhân ñó x p x b ng bao nhiêu? A. 8. B. 4. C. 6. D. 2. Câu 17: Thông tin nào sau ñây là sai khi nói v các h t c u t o nên h t nhân nguyên t ? A. Các h t prôtôn và nơtron có kh i lư ng b ng nhau. B. Prôtôn mang ñi n tích nguyên t dương. C. Nơtron trung hoà v ñi n. D. S nơtron và prôtôn trong h t nhân có th khác nhau. Câu 18: H t nhân nguyên t c a các nguyên t ñ ng v luôn có cùng: A. s prôtôn. B. s nơtron. C. s nuclôn. D. kh i lư ng. Câu 19: Trong các ñ ng v c a caacbon, h t nhân c a ñ ng v nào có s prôtôn b ng s nơtron ? B. 12 C . C. 13 C . D. 14 C . A. 11 C . Câu 20: Trong v t lí h t nhân, so v i kh i lư ng c a ñ ng v cacbon 12 C thì m t ñơn v kh i 6 lư ng nguyên t u nh hơn A. 1 l n. 12 3 B. 1 l n. 6 C. 6 l n. D. 12 l n. Câu 21: Trong h t nhân, bán kính tác d ng c a l c h t nhân vào kho ng A. 10-15m. B. 10-13m. C. 10-19m. D. 10-27m. Câu 22: ðơn v kh i lư ng nguyên t là A. kh i lư ng c a m t nguyên t hiñrô. B. kh i lư ng c a m t prôtôn. C. kh i lư ng c a m t nơtron. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 5 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] D. kh i lư ng b ng 1/12 kh i lư ng c a m t nguyên t cacbon. Câu 23: Câu nào ñúng ? H t nhân 12 C 6 A. mang ñi n tích -6e. B. mang ñi n tích 12e. C. mang ñi n tích +6e. D. không mang ñi n tích. 3 Câu 24: Ch n câu ñúng. So sánh kh i lư ng c a 3 H và 2 He . 1 3 3 A. m( 3 H ) = m( 2 He ). B. m( 3 H ) < m( 2 He ). 1 1 3 3 C. m( 3 H ) > m( 2 He ). D. m( 3 H ) = 2m( 2 He ). 1 1 Câu 25: H t nhân 23 Na có 11 B. 11 prôtôn và 12 nơtron. A. 23 prôtôn và 11 nơtron. C. 2 prôtôn và 11 nơtron. D. 11 prôtôn và 23 nơtron. Câu 26:Cho bi t mp = 1,007276u; mn = 1,008665u; m( 23 Na ) = 22,98977u; m( 22 Na ) = 11 11 2 21,99444u; 1u = 931MeV/c . Năng lư ng c n thi t ñ b t m t nơtron ra kh i h t nhân c a ñ ng v 23 Na b ng 11 A. 7,86MeV. B. 12,42KeV. C. 124,2MeV. D. 12,42eV. Câu 27: Ch n câu ñúng. Trong h t nhân nguyên t : A. prôtôn không mang ñi n còn nơtron mang m t ñi n tích nguyên t dương. B. s kh i A chính là t ng s các nuclôn. C. bán kính h t nhân t l v i căn b c hai c a s kh i A. D. nuclôn là h t có b n ch t khác v i các h t prôtôn và nơtron. Câu 28: Năng lư ng liên k t riêng c a m t h t nhân A. có th âm ho c dương. B. càng nh , thì càng b n v ng. C. càng l n, thì càng b n v ng. D. càng l n, thì càng kém b n v ng. Câu 29: Trong các câu sau ñây, câu nào sai ? A. H t nhân nguyên t ñư c c u t o t các prôtôn và nơtron. B. Khi m t h các nuclôn liên k t nhau t o thành h t nhân thì chúng ph i to ra m t năng lư ng nào ñó. C. M i h t nhân ñ u có cùng kh i lư ng riêng kho ng 1017kg/m3. D. Các h t nhân có s kh i càng l n thì càng b n v ng. Câu 30: Nitơ t nhiên có kh i lư ng nguyên t m = 14, 00670u và g m hai ñ ng v chính là 14 m1 = 14,00307u và 15 N có kh i lư ng nguyên t m2 = 7 N có kh i lư ng nguyên t 7 15,00011u. T l ph n trăm c a hai ñ ng v ñó trong nitơ t nhiên l n lư t là A. 0,36% 14 N và 99,64% 15 N . B. 99,64% 14 N và 0,36% 15 N . 7 7 7 7 14 15 14 15 C. 99,36% 7 N và 0,64% 7 N . D. 99,30% 7 N và 0,70% 7 N . Câu 31: Cho h t nhân nguyên t ñơteri D có kh i lư ng 2,0136u. Cho bi t mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2. Năng lư ng liên k t c a h t nhân ñơteri b ng B. 2,234MeV. C. 22,34MeV. D. 2,432MeV. A. 2,234eV. 7 Câu 32: Cho h t nhân nguyên t Liti 3 Li có kh i lư ng 7,0160u. Cho bi t mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2. Năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân liti b ng A. 541,3MeV. B. 5,413KeV. C. 5,341MeV. D. 5,413MeV. Câu 33: H t nhân nào sau ñây có 125 nơtron ? A. 23 Na . B. 238 U . C. 222 Ra . D. 209 Po . 11 92 86 84 Câu 34: ð ng v là A. các nguyên t mà h t nhân có cùng s prôtôn nhưng s kh i khác nhau. B. các nguyên t mà h t nhân có cùng s nơtron nhưng s kh i khác nhau. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 6 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] C. các nguyên t mà h t nhân có cùng s nôtron nhưng s prôtôn khác nhau. D. các nguyên t mà h t nhân có cùng s nuclôn nhưng khác kh i lư ng. Câu 35: ð i lư ng nào ñ c trưng cho m c ñ b n v ng c a m t h t nhân ? B. Năng lư ng liên k t riêng. A. Năng lư ng liên k t. C. S h t prôtôn. D. S h t nuclôn. Câu 36: Cho bi t năng lư ng liên k t riêng c a các h t nhân X1, X2, X3 và X4 l n lư t là 7,63MeV; 7,67MeV; 12,42MeV và 5,41MeV. H t nhân kém b n v ng nh t là B. X3. C. X2. D. X4. A. X1. 222 Câu 37: S nuclôn trong h t nhân 86 Ra là bao nhiêu ? B. 222. C. 136. D. 308. A. 86. 238 Câu 38: S nơtron trong h t nhân 92 U là bao nhiêu? A. 92. B. 238. C. 146. D. 330 Câu 39: H t α có kh i lư ng 4,0015u, bi t s Avôgañrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931 MeV/c2. Các nuclôn k t h p v i nhau t o thành h t α, năng lư ng t a ra khi t o thành 1mol khí Hêli là A. 2,7.1012J. B. 3,5. 1012J. C. 2,7.1010J. D. 3,5. 1010J. Câu 40: Bi t các năng lư ng liên k t c a lưu huỳnh S32, crôm Cr52, urani U238 theo th t là 270MeV, 447MeV, 1785MeV. Hãy s p x p các h t nhân y theo th t ñ b n v ng tăng lên A. S < U < Cr. B. U < S < Cr. C. Cr < S < U. D. S < Cr < U. Câu 41: Năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân có giá tr A. gi ng nhau v i m i h t nhân. B. l n nh t ñ i v i các h t nhân n ng. C. l n nh t ñ i v i các h t nhân nh . D. l n nh t ñ i v i các h t nhân trung bình. Câu 42: Năng lư ng liên k t c a các h t nhân 2 H , 4 He , 56 Fe và 235 U l n lư t là 2,22 MeV; 26 92 1 2 2,83 MeV; 492 MeV và 1786. H t nhân kém b n v ng nh t là A. 2 H . B. 4 He . C. 56 Fe . D. 235 U . 1 26 92 2 2 Câu 43: H t nhân ñơteri 1 D có kh i lư ng 2,0136u. Bi t kh i lư ng c a prôton là 1,0073u và kh i lư ng c a nơtron là 1,0087u. Năng lư ng liên k t c a h t nhân 12 D là A. 0,67MeV. B.1,86MeV. 60 Câu 44: H t nhân 27 Co có c u t o g m C. 2,02MeV. D. 2,23MeV. A. 33 prôton và 27 nơtron. B. 27 prôton và 60 nơtron. D. 33 prôton và 27 nơtron. C. 27 prôton và 33 nơtron. 60 Câu 45: H t nhân 27 Co có kh i lư ng là 55,940u. Bi t kh i lư ng c a prôton là 1,0073u và 60 kh i lư ng c a nơtron là 1,0087u. ð h t kh i c a h t nhân 27 Co là A. 4,544u. Câu 46: H t nhân 60 27 B. 4,536u. C. 3,154u. D. 3,637u. Co có kh i lư ng là 55,940u. Bi t kh i lư ng c a prôton là 1,0073u và 60 kh i lư ng c a nơtron là 1,0087u. Năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân 27 Co là B. 70,4MeV. A. 70,5MeV. Câu 47: C u t o c a nguyên t 12 C g m: 6 A. 6 prôtôn, 6 nơtron. C. 6 prôtôn, 12 nơtron. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ C. 48,9MeV. D. 54,4MeV. B. 6 prôtôn, 6 nơtron, 6 electron. D. 6 prôtôn, 12 nơtron, 6 electron. H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 7 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Câu 48: Phát bi u nào sau ñây là ñúng ? A. Năng lư ng liên k t g m ñ ng năng và năng lư ng ngh . B. Năng lư ng liên k t là năng lư ng t a ra khi các nuclon liên k t v i nhau t o thành h t nhân. C. Năng lư ng liên k t là năng lư ng toàn ph n c a nguyên t tính trung bình trên s nuclon. D. Năng lư ng liên k t là năng lư ng liên k t các electron và h t nhân nguyên t . Câu 49: Nguyên t pôlôni 210 Po có ñi n tích là 84 A. 210 e. B. 126 e. C. 84 e. D. 0. Câu 50: Phát bi u nào sau ñây là ñúng. ð ng v là các nguyên t mà A. h t nhân c a chúng có s kh i A b ng nhau. B. h t nhân c a chúng có s prôtôn b ng nhau, s nơtron khác nhau. C. h t nhân c a chúng có s nơtron b ng nhau, s prôtôn khác nhau. D. h t nhân c a chúng có kh i lư ng b ng nhau. Câu 51: H t nhân nào có năng lư ng li n k t riêng l n nh t : B. S t. C. Xesi. D. Ziriconi. A. Urani. “S nghi ng là cha ñ c a phát minh” 1B 11 C 21 A 31B 41D 51B 37 2C 12B 22D 32D 42B 3A 13B 23C 33D 43D 4A 14C 24C 34A 44C 5C 15D 25B 35B 45A PHÓNG X T 6B 16A 26A 36D 46A 7A 17A 27B 37B 47B 8C 18A 28C 38C 48B Galileo Galiles 9A 10B 19B 20D 29D 30B 39A 40B 49D 50B NHIÊN H và tên h c sinh :…………………………….Trư ng:THPT…………………………………….. I. KI N TH C CHUNG. * Hi n tư ng phóng x Phóng x là hi n tư ng m t h t nhân không b n v ng t phát phân rã, phát ra các tia phóng x và bi n ñ i thành h t nhân khác. Quá trình phân rã phóng x ch do các nguyên nhân bên trong gây ra và hoàn toàn không ph thu c vào các tác ñ ng bên ngoài như nhi t ñ , áp su t, … Ngư i ta quy ư c g i h t nhân phóng x là h t nhân m và h t nhân phân rã là h t nhân con. * Các tia phóng x : a. Tia α : 24α laø haït 24 He . * Nh ng tính ch t c a tia α : + B l ch trong ñi n trư ng, t trư ng. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 8 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] + Phóng ra t h t nhân phóng x v i t c ñ kho ng 2.107m/s. + Có kh năng iôn hoá m nh các nguyên t trên ñư ng ñi, m t năng lư ng nhanh, do ñó nó ch ñi ñư c t i ña là 8cm trong không khí , kh năng ñâm xuyên y u, không xuyên qua ñư c t m bìa dày c 1mm. 0 0  1 β + laø pozitron ( 1 e) : p → n + e + +ν  b. Tia β : coù hai loaïi  0 − , 0 − %  −1 β laø electron ( −1 e) : n → p + e +ν  * Nh ng tính ch t c a tia β : + B l ch trong ñi n trư ng, t trư ng nhi u hơn tia α . + Phóng ra t h t nhân v i t c ñ g n b ng t c ñ ánh sang. + Có kh năng iôn hoá môi trư ng, nhưng y u hơn tia α , tia β có kh năng ñi quãng ñư ng dài hơn trong không khí ( c vài m ) vì v y kh năng ñâm xuyên c a tia β m nh hơn tia α , nó có th xuyên qua t m nhôm dày vài mm. * Lưu ý : Trong phóng x β có s gi i phóng các h t nơtrino và ph n nơtrino. c. Tia γ : * B n ch t là sóng ñi n t có bư c sóng c c ng n λ < 10−11 m , cũng là h t photon có năng lư ng cao. * Nh ng tính ch t c a tia γ : + Không b l ch trong ñi n trư ng, t trư ng. + Phóng ra v i t c ñ b ng t c ñ ánh sáng. + Có kh năng iôn hoá môi trư ng và kh năng ñâm xuyên c c m nh. * ð nh lu t phóng x : Trong quá trình phân rã, s h t nhân phóng x gi m theo th i gian theo ñ nh lu t hàm mũ v i s mũ âm. Các công th c bi u th ñ nh lu t phóng x : −t −t N(t) = No 2 T = No e-λt và m(t) = mo 2 T = mo e-λt. V iλ= ln 2 0,693 g i là h ng s phóng x ; T g i là chu kì bán rã: sau kho ng th i gian T = T T s lư ng h t nhân ch t phóng x còn l i 50% (50% s lư ng h t nhân b phân rã). * ð phóng x : ð phóng x c a m t lư ng ch t phóng x t i th i ñi m t b ng tích c a h ng s phóng x và s lư ng h t nhân phóng x ch a trong lư ng ch t phóng x vào th i ñi m ñó. -λt -λt −t T H = λN = λNo e = Ho e = Ho 2 ð phóng x c a m t lư ng ch t phóng x gi m theo th i gian theo cùng quy lu t hàm mũ gi ng như s h t nhân (s nguyên t ) c a nó. ðơn v ñ phóng x là beccơren (Bq): 1Bq = 1phân rã/giây. Trong th c t ngư i ta còn dùng m t ñơn v khác là curi (Ci): 1Ci = 3,7.1010 Bq; x p xĩ b ng ñ phóng x c a m t gam rañi. * ð ng v phóng x Ngoài các ñ ng v phóng x có s n trong thiên nhiên, g i là ñ ng v phóng x t nhiên, ngư i ta cũng ch t o ñư c nhi u ñ ng v phóng x , g i là ñ ng v phóng x nhân t o. Các ñ ng v phóng x nhân t o thư ng th y thu c lo i phân rã β và γ. Các ñ ng v phóng x c a m t nguyên t hóa h c có cùng tính ch t hóa h c như ñ ng v b n c a nguyên t ñó. 60 ng d ng: ð ng v 27 Co phóng x tia γ dùng ñ soi khuy t t t chi ti t máy, di t khu n B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 9 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] ñ b o v nông s n, ch a ung thư. Các ñ ng v phóng x A+Z1 X ñư c g i là nguyên t ñánh d y, cho phép ta kh o sát s t n t i, s phân b , s v n chuy n c a nguyên t X. Phương pháp nguyên t ñáng d u có nhi u ng d ng quan tr ng trong sinh h c, hóa h c, y h c, ... . ð ng v cacbon 14 C phóng x tia β- có chu kỳ bán rã 5730 năm ñư c dùng ñ ñ nh tu i các 6 v tc . II. CÁC D NG BÀI T P: D NG 1: VI T PHƯƠNG TRÌNH PHÓNG X , NÊU C U T O H T T O THÀNH. Phương pháp: *Quy t c d ch chuy n c a s phóng x A + Phóng x α ( 24 He ): ZA X → 24 He + Z−4Y −2 So v i h t nhân m , h t nhân con lùi 2 ô trong b ng tu n hoàn và có s kh i gi m 4 ñơn v. 0 + Phóng x β- ( −01e ): ZA X → −1 e + Z +A1Y + So v i h t nhân m , h t nhân con ti n 1 ô trong b ng tu n hoàn và có cùng s kh i. + Th c ch t c a phóng x β- là m t h t nơtrôn bi n thành 1 h t prôtôn, 1 h t electrôn và m t h t nơtrinô: n → p + e− + v Lưu ý: - B n ch t (th c ch t) c a tia phóng x β- là h t electrôn (e-) - H t nơtrinô (v) không mang ñi n, không kh i lư ng (ho c r t nh ) chuy n ñ ng v i v n t c c a ánh sáng và h u như không tương tác v i v t ch t. 0 + Phóng x β+ ( +01e ): ZA X → +1 e + Z −A1Y So v i h t nhân m , h t nhân con lùi 1 ô trong b ng tu n hoàn và có cùng s kh i. + Th c ch t c a phóng x β+ là 1 h t prôtôn bi n thành 1 h t nơtrôn, 1 h t pôzitrôn và 1 h t nơtrinô: p → n + e+ + v Lưu ý: B n ch t (th c ch t) c a tia phóng x β+ là h t pôzitrôn (e+) + Phóng x γ (h t phôtôn) H t nhân con sinh ra tr ng thái kích thích có m c năng lư ng E1 chuy n xu ng m c năng lư ng E2 ñ ng th i phóng ra m t phôtôn có năng lư ng : ε = hf = hc = E1 − E2 λ * Lưu ý: Trong phóng x γ không có s bi n ñ i h t nhân ⇒ phóng x γ thư ng ñi kèm theo px α và β. α β β VD1: H t nhân urani 238 U phân rã theo chu i phóng x 238 U  Th  Pa  Z X. → → → A 92 92 Nêu c u t o và tên g i c a các h t nhân X. Hư ng d n Ta có: A = 238 – 4 = 234; Z = 92 + 2– 1 – 1 = 92. V y h t nhân 234 U là ñ ng v c a h t nhân 92 urani có c u t o g m 234 nuclôn, trong ñó có 92 prôtôn và 142 nơtron. D NG 2: TÍNH LƯ NG CH T PHÓNG X CÒN L I, ðà PHÂN RÃ, CH T M I T O THÀNH, T S PH N TRĂM GI A CHÚNG . PHƯƠNG PHÁP: − − N0  − λt  N = t = N0 e ln2  2T ; vôùi λ = : haèng soá phaân raõ *. ð nh lu t phóng x :  T (s) m = m0 = m e − λ t 0 t   2T B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 10 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] − t T = N 0 .e−λt * S nguyên t ch t phóng x còn l i sau th i gian t: * S h t nguyên t b phân rã b ng s h t nhân con ñư c t o thành và b ng s h t (α ho c eho c e+) ñư c t o thành: ∆N = N 0 − N = N 0 (1− e−λt ) N = N 0 .2 − t T m = m0 .2 = m0 .e−λt * Kh i lư ng ch t phóng x còn l i sau th i gian t : Trong ñó: N0, m0 là s nguyên t , kh i lư ng ch t phóng x ban ñ u T là chu kỳ bán rã λ= ln 2 0, 693 = là h ng s phóng x λ và T không ph thu c vào các tác ñ ng bên T T ngoài mà ch ph thu c b n ch t bên trong c a ch t phóng x . * Kh i lư ng ch t ñã b phóng x sau th i gian t : ∆m = m0 − m = m0 (1− e−λt ) * Ph n trăm ch t phóng x b phân rã: ∆m = 1− e−λt m0 t − m T = 2 = e−λt * Ph n trăm ch t phóng x còn l i: m0 * Kh i lư ng ch t m i ñư c t o thành sau th i gian t : • mc = AN A ∆N Ac = c 0 (1− e−λt ) = c m0 (1− e−λt ) NA NA Am Trong ñó: Am, Ac là s kh i c a ch t phóng x ban ñ u (m ) và c a ch t m i ñư c t o thành (con) NA = 6,022.10-23 mol-1 là s Avôgañrô. Lưu ý: Trư ng h p phóng x β+, β- thì Ac = Am ⇒ mc = ∆m * M i liên h kh i lư ng và s h t m N A n = A VD1: Random ( 222 Rn ) là ch t phóng x có chu kì bán rã là 3,8 ngày. M t m u Rn có kh i 86 lư ng 2mg sau 19 ngày còn bao nhiêu nguyên t chưa phân rã A: 1,69 .1017 B: 1,69.1020 C: 0,847.1017 D: 0,847.1018 Ch n A .Hư ng d n: S nguyên t còn l i N = N 0 t − T .2 = m0 .N A .2 M Rn − t T ≈1,69.1017 h t VD2: :Radian C có chu kì bán rã là 20 phút. M t m u Radian C có kh i lư ng là 2g. Sau 1h40phút, lư ng ch t ñã phân rã có giá tr nào? A: 1,9375 g B: 0,0625g C: 1,25 g D: m t ñáp án khác Ch n A: Hư ng d n : Lư ng ch t ñã phân rã ∆m = m0 .(1 − t − 2 T ) =1,9375 g VD3. Pôlôni 210 Po là ch t phóng x α t o thành h t nhân 84 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ 206 82 Pb .Chu kì bán rã c a H T NHÂN NGUYÊN T 210 84 Po là - ð s 36 11 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 140 ngày. Sau th i gian t=420 ngày( k t th i ñi m b t ñ u kh o sát) ngư i ta thu ñư c 10,3 g chì.Tính kh i lư ng Po t i t=0 A: 12g khácCh n A B: 13g C: 14g D: M t k t qu Hư ng d n 1)Kh i lư ng Pb t o thành sau t=420 ngày b ngkh i lư ng Po phân rã: ⇒ m = m0 .(1 − e − λ.t ) ⇒ m0≈12 g VD4: Tính s nơtron có trong 119gam urani 238U cho NA=6,023.1023/mol, kh i lư ng mol 92 238 c a urani 92U b ng 238g/mol A. 2,77.1025 B. 1,2.1025 C.8,8.1025 D.4,4.1025 Ch n D. Hư ng d n : S h t U268: D NG 3: TÌM ð X PHƯƠNG PHÁP n= m 119 NA = N A suy ra N = ( A − z ).n A 238 PHÓNG X H, TH = 4,4.1025 h t TÍCH DUNG D CH CH A CH T PHÓNG H0 ln2  − λt  H = t = H0 e ; vôùi λ = T (s) : haèng soá phaân raõ *Công th c ñ phóng x :  2T  10  H0 = λ N0 ; H = λ N ( Bq); 1Ci = 3,7.10 Bq − t H0 = λN0 là ñ phóng x ban ñ u. H = H 0 .2 T = H 0 .e−λt = λ N ðơn v : Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây Curi (Ci); 1 Ci = 3,7.1010 Bq Lưu ý: Khi tính ñ phóng x H, H0 (Bq) thì th i gian t, chu kỳ phóng x T ph i ñ i ra ñơn v giây(s). * Th tích c a dung d ch ch a ch t phóng x : V0 = H0 t V , Trong ñó: 2 TH V laø theå tích dung dòch chöùa H VD1: Kh i lư ng ban ñ u c a ñ ng v phóng x natri 23 Na là 0,23mg, chu kì bán rã c a natri 11 là T = 62s. ð phóng x ban ñ u b ng A. 6,7.1014Bq. B. 6,7.1015Bq. C. 6,7.1016Bq. D. 6,7.1017Bq. Gi i 0, 693.0, 23.10−3 16 Ta có H0 = λN0 = .6, 02.103 =6,7.10 Bq => ñáp án C 62.23 D NG 4: TÍNH CHU KỲ T, H NG S PHÓNG X λ. VD1. H ng s phóng x c a Rubidi là 0,00077 s-1, chu kì bán rã cua Rubidi là A: 15 phút Ch n A: B: 150 phút C: 90 phút D: 1 ñáp án khác Hư ng d n : B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 12 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] ln 2 = 0,00077 ⇒ T≈900(s)=15 phút T λ= VD2: Nh m t máy ñ m xung ngư i ta có ñư c thông tin sau v 1 ch t phóng x X. Ban ñ u, trong th i gian 2 phút có 3200 nguyên t c a ch t X phóng x , nhưng 4h sau ( k t th i ñi m ban ñ u) thì trong 2 phút ch có 200 nguyên t phóng x . Tìm chu kì bán rã c a ch t phóng x này. A: 1h B: 2h C: 3h D: m t k t qu khác Ch n A Hư ng d n G i N0 là s h t ban ñ u ⇒ S h t nhân phóng x trong th i gian ∆ t=2 phút là ∆ N= N0.(1- e − λ.∆t ) =3200 (1) S h t nhân còn l i sau 4h là N1 = N0. e − λ.t (2) ⇒ Sau th i gian 4h s h t nhân phóng x trong th i gian ∆ t= 2 phút là: ∆ N1= N1. ( 1- e − λ.∆t )= 200 T (1)(2)(3) ta có (3) N0 3200 = e λ.t = = 16 ⇒ T = 1(h) N1 200 24 24 VD3: M t m u 11 Na t i t=0 có kh i lư ng 48g. Sau th i gian t=30 gi , m u 11 Na còn l i 24 24 24 12g. Bi t 11 Na là ch t phóng x β - t o thành h t nhân con là 12 Mg .Chu kì bán rã c a 11 Na là A: 15h B: 15ngày C: 15phút D: 15giây Ch n A. Hư ng d n:áp d ng : m=m0.2-k ( k= t ) ⇒ 2-k= 0,25 ⇒ T= 15h T VD4: Ban ñ u (t = 0) có m t m u ch t phóng x X nguyên ch t. th i ñi m t1 m u ch t phóng x X còn l i 20% h t nhân chưa b phân rã. ð n th i ñi m t2 = t1 + 100 (s) s h t nhân X chưa b phân rã ch còn 5% so v i s h t nhân ban ñ u. Tính chu kì bán rã c a ch t phóng x ñó. Gi i Ta có: N = N0 2 − t T 2 − t T t = t −1 − 2 N N N . Theo bài ra: 2 T = 1 = 20% = 0,2 (1); 2 T = 2 = 5% = 0,05 N0 N0 N0 (2). T (1) và (2) suy ra: 2 2 − t1 T t − 2 T =2 t 2 −t1 T = 0,2 = 4 = 22 0,05 t 2 − t1 =2 T T= t 2 − t1 t1 + 100 − t1 = = 50 s. 2 2 VD5: Moät chaát phoùng xaï coù chu kyø baùn ra T = 10s. Luùc ñaàu coù ñoä phoùng xaï H0 = 2.107Bq 1.Tính haèng soá phoùng xaï λ B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 13 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 2.Soá nguyeân töû luùc ban ñaàu. 3.Soá nguyeân töû coøn laïi vaø ñoä phoùng xaï sau 30s Höôùng daãn giaûi 1. Tính haèng soá phoùng xaï λ Ta coù λ= 0, 693 = 0, 0693s −1 T 2. Tính N0: ta coù N0 = H0 λ = 2, 9.108 3. Tính N: Ta coù N = N0e Ñoä phoùng xaï sau 30s H = H 0e − − 0,693 t T 0,693 t t = 0, 36.108 = 2,5.106 Bq D NG 5: TÌM TH I GIAN PHÂN Rà t , TU I C V T VD1: H t nhân 14 C là ch t phóng x β- có chu kì bán rã là 5730 năm. Sau bao lâu lư ng ch t 6 1 lư ng ch t phóng x ban ñ u c a m u ñó. 8 phóng x c a m t m u ch còn b ng Gi i Ta có: N = N0 2 t − T N =2 N0 t − T ln N t = - ln2 N0 T N N0 = 17190 năm. − ln 2 T . ln t= VD2: Ch t phóng x 210 Po phát ra tia α và bi n ñ i thành 206 Pb . Chu kỳ bán rã c a Po là 84 82 138 ngày. Ban ñ u có 100g Po thì sau bao lâu lư ng Po ch còn 1g? A. 916,85 ngày B. 834,45 ngày C. 653,28 ngày D. 548,69 ngày Ch n A Hư ng d n. m0 −λt Hư ng d n: m = m0e = t => 2x = mo/m =100 => t=916,85 ngày 2T VD 3: Bi t ñ ng v phóng x 14 C có chu kì bán rã 5730 năm. Gi s m t m u g c có ñ 6 phóng x 200 phân rã/phút và m t m u g khác cùng lo i, cùng kh i lư ng v i m u g c ñó, l y t cây m i ch t, có ñ phóng x 1600 phân rã/phút. Tính tu i c a m u g c . Gi i − t Ta có: H = H0. 2 T = H0 2 t T t 2T = H0 = 8 = 23 H t =3 T t = 3T = 17190 (năm). VD4: Chu kyø baùn raõ cuûa U238 laø 4,5.109 naêm 1.Tính soá nguyeân töû bò phaân raõ trong 1 naêm trong 1g U238 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 14 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 2.Hieän nay trong quaêng urani thieân nhieân coù laãn U238 vaø U235 theo tæ leä nguyeân töû laø 140:1 giaû thieát ôû thôøi ñieåm taïo thaønh traùi ñaát tæ leä treân laø 1:1 haõy tính tuoåi cuûa traùi ñaát. Bieát chu kyø baùn raõ cuûa U235 laø 7,13.108 naêmVôùi x 1 ⇒ e− x ≈ 1 − x Höôùng daãn giaûi: 1. Tính soâ nguyeân töû bò phaân raõ trong moät naêm: Ta coù N0 = m0 .N A M Soá nguyeân töû U bò phaân raõ: ∆N = N 0 − N = N 0 (1 − e − λt ) ≈ N 0 λt = 3,89.1011 2. Tính tuoåi cuûa traùi ñaát: Goïi N1 ; N2 laø soá nguyeân töû U238 vaø U 235 luùc ñang xeùt hieän nay ta coù: − λ1t N1 e = − λ2t = e( λ2 −λ1 ) t N2 e VD5: 131 53 N  ln  1  N 10 ⇒ t =  2  =6.10 naêm λ2 − λ1 I laø chaát phoùng xaï coù chu kyø baùn raõ T = 8 ngaøy ñeâm. Ban ñaàu moät löôïng chaát phoùng xaï keå treân coù ñoä phoùng xaï H0 = 2.1017 Bq 1.Tính soá haït nhaân nguyeân töû ban ñaàu cuûa chaát phoùng xaï 2.Sau thôøi gian t ñoä phoøng xaï giaûm ñi 32 laàn. Tính t vaø soá haït nhaân con sinh ra. Höôùng d n giaûi: 1. Tính soá haït nhaân nguyeân töû luùc ban ñaàu: Ta coù H 0 = λ .N 0 ⇒ N 0 = H0 λ = H 0T ≈ 1,99.10 23 0, 693 Thôøi gian vaø soá haït nhaân con sinh ra: N = N0 2 t T t ⇒ 2T = N0 = 25 ⇒ t = 5T = 40 ngay N dem N 31.N 0 23 = 1,93.10 N = 0 ⇒ ∆N = N 0 − N = 32 32 VD6. M t ngu n phóng x nhân t o v a ñư c t o thành có chu kì bán rã là T=2h, có ñ phóng x l n hơn m c cho phép là 64 l n. Th i gian t i thi u ñ ta có th làm vi c an toàn v i ngu n phóng x này là A: 12h B: 24h C: 36h D: 6h Ch n A Hư ng d n G i H là ñ phóng x an toàn cho con ngư i .T i t=0, H0= 64H B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 15 - ðT: 01689.996.187 Sau th i gian ∆ t ñ phóng x Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] m c an toàn,khi ñó H1=H= H 0 .2 − ∆t T ; Thu ñư c ∆ t= 12 h D NG 6: TÍNH HI U ðI N TH B N T KHI CHI U TIA PHÓNG X . PHƯƠNG PHÁP: - Tính s h t ñi n tích b c x trong t (s) = s h t nhân m ñã phân rã. => ∆N = N 0 − N = N 0 (1− e−λt ) => ñi n tích ∆q = ∆N .dien.tich.mot.hat => tính hi u ñi n th U= ∆q v i c là ñi n dung c a t c VD1: III. ð TR C NGHI M T NG H P. “ðư ng tuy g n không ñi, ch ng ñ n, vi c tuy nh không làm ch ng xong!” Câu 1: Ch t Rañon ( 222 Rn ) phân rã thành Pôlôni ( 218 Po ) v i chu kì bán rã là 3,8 ngày. M i kh i lư ng 20g ch t phóng x này sau 7,6 ngày s còn l i A. 10g. B. 5g. C. 2,5g. D. 0,5g. 14 Câu 2: Ch t phóng x 6 C có chu kì bán rã 5570 năm. Kh i lư ng 14 C có ñ phóng x 5,0Ci 6 b ng A. 1,09g. B. 1,09mg. C. 10,9g. D. 10,9mg. 90 Câu 3: Th i gian bán rã c a 38 Sr là T = 20 năm. Sau 80 năm, s ph n trăm h t nhân còn l i chưa phân rã b ng A. 6,25%. B. 12,5%. C. 25%. D. 50%. 60 60 Câu 4: ð phóng x c a 3mg 27 Co là 3,41Ci. Chu kì bán rã T c a 27 Co là A. 32 năm. B. 15,6 năm. C. 8,4 năm. D. 5,24 năm. Câu 5: M t lư ng ch t phóng x sau 42 năm thì còn l i 1/8 kh i lư ng ban ñ u c a nó. Chu kì bán rã c a ch t phóng x ñó là A. 5,25 năm. B. 14 năm. C. 21 năm. D. 126 năm. Câu 6: M t m u ch t phóng x rañôn(Rn222) có kh i lư ng ban ñ u là m0 = 1mg. Sau 15,2 ngày, ñ phóng x c a m u gi m 93,75%. Chu kì bán rã c a rañôn nh n giá tr nào sau ñây ? B. 3,8 ngày. C. 1 ngày. D. 7,2 ngày. A. 25 ngày. − Câu 7: ð phóng x β c a m t tư ng g b ng 0,8 l n ñ phóng x c a m t khúc g cùng kh i lư ng v a m i ch t. Bi t chu kì bán rã c a C14 b ng 5600năm. Tu i c a tư ng g là A. 1200năm. B. 2000năm. C. 2500năm. D. 1803năm. Câu 8: Khi phân tích m t m u g , ngư i ta xác ñ nh ñư c r ng 87,5% s nguyên t ñ ng v phóng x 14 C ñã b phân rã thành các nguyên t 14 N . Bi t chu kì bán rã c a 14 C là T = 5570 6 7 6 năm. Tu i c a m u g này là A. 16714 năm. B. 17000 năm. C. 16100 năm. D. 16714 ngày. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 16 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Câu 9: Pôlôni( Po ) là ch t phóng x , phát ra h t α và bi n thành h t nhân Chì (Pb). Po có chu kì bán rã là 138 ngày. Ban ñ u có 1kg ch t phóng x trên. H i sau bao lâu lư ng ch t trên b phân rã 968,75g? A. 690 ngày. B. 414 ngày. C. 690 gi . D. 212 ngày. 14 Câu 10: Áp d ng phương pháp dùng ñ ng v phóng x 6 C ñ ñ nh tu i c a các c v t. K t qu ño cho th y ñ phóng x c a m t tư ng c b ng g kh i lư ng m là 4Bq. Trong khi ñó ñ phóng x c a m t m u g kh i lư ng 2m c a m t cây v a m i ñư c ch t là 10Bq. L y T = 5570 năm. Tu i c a tư ng c này là A. 1794 năm. B. 1794 ngày. C. 1700 năm. D. 1974 năm. 14 Câu 11: M t m nh g c có ñ phóng x c a 6 C là 3phân rã/phút. M t lư ng g tương ñương cho th y t c ñ ñ m xung là 14xung/phút. Bi t r ng chu kì bán rã c a 14 C là T = 6 5570năm. Tu i c a m nh g là A. 12400 năm. B. 12400 ngày. C. 14200 năm. D. 13500 năm. Câu 12: Tia phóng x ñâm xuyên y u nh t là A. tia α . B. tia β . C. tia γ . D. tia X. Câu 13: G i m0 là kh i lư ng ch t phóng x th i ñi m ban ñ u t = 0, m là kh i lư ng ch t phóng x th i ñi m t, ch n bi u th c ñúng: 210 84 A. m = m0e- λt . B. m0 = 2me λt . C. m = m0e λt . D. m = 1 m0e- λt . 2 Câu 14: Ch n phát bi u ñúng khi nói v ñ nh lu t phóng x : A. Sau m i chu kì bán rã, m t n a lư ng ch t phóng x ñã b bi n ñ i thành ch t khác. B. Sau m i chu kì bán rã, só h t phóng x gi m ñi m t n a. C. Sau m i chu kì bán rã, kh i lư ng ch t phóng x gi m ñi ch còn m t n a. D. C A, B, C ñ u ñúng. Câu 15: Phát bi u nào sau ñây là không ñúng ? A. H t β + và h t β − có kh i lư ng b ng nhau. B. H t β + và h t β − ñư c phóng ra t cùng m t ñ ng v phóng x . C. Khi ñi qua ñi n trư ng gi a hai b n t h t β + và h t β − b l ch v hai phía khác nhau. D. H t β + và h t β − ñư c phóng ra có t c ñ b ng nhau(g n b ng t c ñ ánh sáng). Câu 16: Phát bi u nào sau ñây ñúng ? A. L c gây ra phóng x h t nhân là l c tương tác ñi n(l c Culông). B. Quá trình phóng x h t nhân ph thu c vào ñi u ki n bên ngoài như áp su t, nhi t ñ ,… C. Trong phóng x h t nhân kh i lư ng ñư c b o toàn. D. Phóng x h t nhân là m t d ng ph n ng h t nhân to năng lư ng. Câu 17: Có hai m u ch t phóng x X và Y như nhau(cùng m t v t li u và cùng kh i lư ng) có cùng chu kì bán rã là T. T i th i ñi m quan sát, hai m u l n lư t có ñ phóng x là HX và HY. N u X có tu i l n hơn Y thì hi u tu i c a chúng là T. ln(H X / H Y ) T. ln(H Y / H X ) 1 1 . B. . C. . ln(H X / H Y ) . D. . ln(H Y / H X ) . ln 2 ln 2 T T Câu 18: Th i gian τ ñ s h t nhân m t m u ñ ng v phóng x gi m e l n g i là tu i s ng trung bình c a m u ñó( e là cơ s t nhiên). S liên h gi a τ và λ tho mãn h th c nào sau A. ñây: A. λ = τ . B. τ = λ /2. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ C. τ = 1/ λ . D. τ = 2 λ . H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 17 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Câu 19: S h t α và β ñư c phát ra trong phân rã phóng x 200 X ? 168 Y là 90 80 D. 8 và 6. A. 6 và 8. B. 8 và 8. C. 6 và 6. Câu 20: T i th i ñi m t1 ñ phóng x c a m t m u ch t là x, và th i ñi m t2 là y. N u chu kì bán rã c a m u là T thì s h t nhân phân rã trong kho ng th i gian t2 – t1 là A. x – y. B. (x-y)ln2/T. C. (x-y)T/ln2. D. xt1 – yt2. Câu 21: Radium C có chu kì phóng x là 20 phút. M t m u Radium C có kh i lư ng là 2g. Sau 1gi 40 phút, lư ng ch t ñã phân rã nh n giá tr nào sau ñây ? B. 1,9375g. C. 1,250g. D. 1,9375kg. A. 0,0625g. Câu 22: Sau 1 năm, lư ng ban ñ u c a m t m u ñ ng v phóng x gi m ñi 3 l n. Sau 2 năm, kh i lư ng c a m u ñ ng v phóng x gi m ñi bao nhiêu l n ? A. 9 l n. B. 6 l n. C. 12 l n. D. 4,5 l n. Câu 23: Sau 2 gi , ñ phóng x c a m t kh i ch t gi m 4 l n, chu kì c a ch t phóng x ñó nh n giá tr nào sau ñây ? D. 1 gi . A. 2 gi . B. 1,5 gi . C. 3 gi . Câu 24: Chu kì bán rã c a ch t phóng x là 2,5 năm. Sau 1 năm t s gi a s h t nhân còn l i và s h t nhân ban ñ u là C. 0,758. D. 0,082. A. 0,4. B. 0,242. 16 Câu 25: M t ñ ng v phóng x A lúc ñ u có N0 = 2,86.10 h t nhân. Trong gi ñ u phát ra 2,29.1015 tia phóng x . Chu kỳ bán rã c a ñ ng v A là A. 8 gi . B. 8 gi 30 phút. C. 8 gi 15 phút. D. 8 gi 18 phút. 60 Câu 26: Côban( 27 Co ) có chu kì phóng x là 16/3 năm và bi n thành 60 Ni ; kh i lư ng ban ñ u 28 c a côban là1kg. Kh i lư ng côban ñã phân rã sau 16 năm là A. 875g. B. 125g. C. 500g. D. 1250g. Câu 27: Chu kì bán rã c a Co60 b ng g n 5năm. Sau 10 năm, t m t ngu n Co60 có kh i lư ng 1g s còn l i bao nhiêu gam ? B. 0,25g. C. 0,50g. D. 0,75g. A. 0,10g. 60 Câu 28: Ch t phóng x 27 Co có chu kì bán rã T = 5,33 năm và kh i lư ng nguyên t là 56,9u. Ban ñ u có 500g ch t Co60. Sau bao nhiêu năm thì kh i lư ng ch t phóng x này còn l i là 100g ? A. 8,75 năm. B. 10,5 năm. C. 12,38 năm. D. 15,24 năm. Câu 29: G i ∆t là kho ng th i gian ñ s h t nhân c a m t kh i lư ng ch t phóng x gi m ñi e l n( e là cơ s loga t nhiên, lne = 1). H i sau th i gian t = 0,51 ∆t ch t phóng x còn l i bao nhiêu ph n trăm lư ng phóng x ban ñ u ? A. 40%. B. 30%. C. 50%. D. 60%. 131 Câu 30: I t phóng x 53 I dùng trong y t có chu kì bán rã T = 8ngày. Lúc ñ u có m0 = 200g ch t này. Sau th i gian t = 24 ngày còn l i bao nhiêu ? B. 25g. C. 30g. D. 50g. A. 20g. 210 Câu 31: Chu kì bán rã c a 84 Po là 140 ngày ñêm. Lúc ñ u có 42 mg Pôlôni. ð phóng x ban ñ u nh n giá tr là A. 6,8.1014Bq. B. 6,8.1012Bq. C. 6,8.109Bq. D. 6,9.1012Bq. Câu 32: ð ng v phóng x 66 Cu có th i gian bán rã T= 4,3 phút. Sau th i gian 12,9 phút ñ 29 phóng x c a ñ ng v này gi m ñi là A. 85% . B. 87,5%. C. 82,5%. D. 80%. Câu 33: Tính s phân t nitơ (N) có trong 1 gam khí nitơ. Bi t kh i lư ng nguyên t c a nitơ là 13,999u. A. 43.1021. B. 215.1020. C. 43.1020. D. 21.1021. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 18 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Câu 34: Trong ngu n phóng x P32 có 108 nguyên t v i chu kì bán rã T = 14ngày. 4 tu n l trư c ñó, s nguyên t P32 trong ngu n ñó là B. N0 = 4.108. C. N0 = 2.108. D. N0 = 16.108. A. N0 = 1012. Câu 35: Kh i lư ng ban ñ u c a ñ ng v phóng x natri 23 Na là 0,23mg, chu kì bán rã c a 11 natri là T = 62s. ð phóng x ban ñ u b ng B. 6,7.1015Bq. C. 6,7.1016Bq. D. 6,7.1017Bq. A. 6,7.1014Bq. Câu 36: M t kh i ch t phóng x có chu kì bán rã b ng 10 ngày. Sau 30 ngày kh i lư ng ch t phóng x ch còn l i trong kh i ñó s b ng bao nhiêu ph n lúc ban ñ u ? C. 0,125. D. 0,33. A. 0,5. B. 0,25. Câu 37: Chu kì bán rã c a hai ch t phóng x A và B l n lư t là 20 phút và 40 phút. Ban ñ u hai kh i ch t A và B có s lư ng h t nhân như nhau. Sau 80 phút t s các h t nhân A và B còn l i là A. 1:6. B. 4:1. C. 1:4. D. 1:1. 238 − Câu 38: Urani 92 U sau nhi u l n phóng x α và β bi n thành 206 Pb . Bi t chu kì bán rã c a 82 9 s bi n ñ i t ng h p này là T = 4,6.10 năm. Gi s ban ñ u m t lo i ñá ch ch a urani, không ch a chì. N u hi n nay t l c a các kh i lư ng c a urani và chì là m(U)/m(Pb) = 37, thì tu i c a lo i ñá y là A. 2.107năm. B. 2.108năm. C. 2.109năm. D. 2.1010năm. Câu 39: M t khúc xương ch a 200g C14(ñ ng v cácbon phóng x ) có ñ phóng x là 375 phân rã/phút. Tính tu i c a khúc xương. Bi t r ng ñ phóng x c a cơ th s ng b ng 15 phân rã/phút tính trên 1g cácbon và chu kì bán rã c a C14 là 5730 năm. A. 27190 năm. B. 1190 năm. C. 17190 năm. D. 17450 năm. Câu 40: Hãy ch n câu ñúng. Trong quá trình phóng x c a m t s ch t, s h t nhân phóng x A. gi m ñ u theo th i gian. B. gi m theo ñư ng hypebol. C. không gi m. D. gi m theo quy lu t hàm s mũ. Câu 41: U238 phân rã thành Pb206 v i chu kì bán rã T = 4,47.109 năm. M t kh i ñá ñư c phát hi n có ch a 46,97mg U238 và 2,135mg Pb206. Gi s kh i ñá lúc m i hình thành không ch a nguyên t chì. Hi n t i t l gi a s nguyên t U238 và Pb206 là bao nhiêu ? A. 19. B. 21. C. 20. D. 22. Câu 42: Ch n phát bi u ñúng khi nói v hi n tư ng phóng x ? A. Hi n tư ng phóng x không ph thu c vào các tác ñ ng bên ngoài. B. Hi n tư ng phóng x do các nguyên nhân bên trong gây ra. C. Hi n tư ng phóng x luôn tuân theo ñ nh lu t phóng x . D. C A, B, C ñ u ñúng. Câu 43: Hãy ch n câu ñúng. Liên h gi a h ng s phân rã λ và chu kì bán rã T là A. λ = const . T B. λ = ln 2 . T C. λ = const . T D. λ = const . T2 Câu 44: Trong phóng x α , so v i h t nhân m thì h t nhân con v trí nào ? A. Ti n 1 ô. B. Ti n 2 ô. C. Lùi 1 ô. D. Lùi 2 ô. Câu 45: Ch n câu sai. Tia anpha A. b l ch khi bay xuyên qua m t ñi n trư ng hay t trư ng. B. làm iôn hoá ch t khí. C. làm phát quang m t s ch t. D. có kh năng ñâm xuyên m nh. Câu 46: Ch n câu sai. Tia gamma A. gây nguy h i cho cơ th . B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 19 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] B. có kh năng ñâm xuyên r t m nh. C. không b l ch trong ñi n trư ng ho c t trư ng. D. có bư c sóng l n hơn bư c sóng c a tia X. Câu 47: Ch n câu sai nh t. Các tia không b l ch trong ñi n trư ng và t trư ng là A. tia α và tia β . B. tia γ và tia β . C. tia γ và tia X. D. tia β và tia X. Câu 48: M t ch t phóng x có chu kì bán rã là T. Sau th i gian t, s h t ñã b bán rã b ng 7/8 s h t ban ñ u. K t lu n nào sau ñây là ñúng ? A. t = 8T. B. t = 7T. C. t = 3T. D. t = 0,785T. 210 Câu 49: Pôlôni 84 Po là ch t phóng x có chu kì bán rã là 138 ngày. ð phóng x ban ñ u là H0. Sau th i gian bao lâu thì ñ phóng x c a nó gi m ñi 32 l n ? B. 690 ngày. C. 4416 ngày. D. 32 ngày. A. 4,3 ngày. Câu 50: ð c ñi m nào sau ñây không ñúng ñ i v i tia α ? A. Phóng ra t h t nhân v i t c ñ b ng t c ñ ánh sáng trong chân không. B. Khi truy n trong không khí nó làm iôn hoá m nh các nguyên t trên ñư ng ñi. C. Khi truy n trong không khí nó b m t năng lư ng r t nhanh. D. Có th ñi ñư c t i ña 8cm trong không khí. “N u b n mu n lên ch cao nh t hãy b t ñ u t ch th p nh t ” 1B 2A 3A 4D 5B 6B 7D 8A 9A 10A 11 A 12A 13A 14D 15B 16D 17B 18C 19D 20C 21B 22A 23D 24C 25D 26A 27B 28C 29D 30B 31D 32B 33B 34B 35C 36C 37C 38B 39C 40D 41A 42 D 43B 44D 45D 46D 47A 48C 49B 50A 38 PH N NG H T NHÂN H và tên h c sinh :…………………………Trư ng:THPT………………………………… I. KI N TH C CHUNG. * Ph n ng h t nhân + Ph n ng h t nhân là m i quá trình d n ñ n s bi n ñ i h t nhân. + Ph n ng h t nhân thư ng ñư c chia thành hai lo i: - Ph n ng t phân rã m t h t nhân không b n v ng thành các h t khác. - Ph n ng trong ñó các h t nhân tương tác v i nhau, d n ñ n s bi n ñ i chúng thành các h t khác. Ph n ng h t nhân d ng t ng quát: A + B → C + D Trong trư ng h p phóng x : A → B + C * Các ñ nh lu t b o toàn trong ph n ng h t nhân + ð nh lu t b o toàn s nuclôn (s kh i A) : Trong ph n ng h t nhân, t ng s nuclôn c a các h t tương tác b ng t ng s nuclôn c a các h t s n ph m. + ð nh lu t b o toàn ñi n tích: T ng ñ i s ñi n tích c a các h t tương tác b ng t ng ñ i s các ñi n tích c a các h t s n ph m. + ð nh lu t b o toàn năng lư ng toàn ph n (bao g m ñ ng năng và năng lư ng ngh ): T ng năng lư ng toàn ph n c a các h t tương tác b ng t ng năng lư ng toàn ph n c a các h t s n B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ H T NHÂN NGUYÊN T - ð s 36 20