Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Đề số 2 - Chương 6 – Vật lí 12

Đề bài

Câu 1: Gọi N₀ là số hạt nhân của một chất phóng xạ ở thời điểm t = 0 và λ là hằng số phóng xạ của nó. Theo định luật phóng xạ, công thức tính số hạt nhân chưa phân rã của chất phóng xạ ở thời điểm t là

A. \(N = {N_0}{e^{ - \lambda t}}\)

B. \(N = {N_0}\ln \left( {2{e^{ - \lambda t}}} \right)\)

C. \(N = \frac{1}{2}{N_0}{e^{ - \lambda t}}\)

D. \(N = {N_0}{e^{\lambda t}}\)

Câu 2: Giả sử ban đầu có Z prôtôn và N nơtron đứng yên, chưa liên kết với nhau, có khối lượng tổng cộng là m₀, khi chúng kết hợp lại với nhau thì tạo thành một hạt nhân có khối lượng m. Gọi c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Năng lượng liên kết của hạt nhân này được xác định bởi biểu thức

A. ΔE = (m₀ - m).c². 

B. ΔE = m₀.c².

C. ΔE = m.c².

D. ΔE = (m₀ - m).c.

Câu 3: Phản ứng hạt nhân nào sau đây là phản ứng thu năng lượng?

A. Phản ứng nhiệt hạch

B. Phản ứng mà trong đó tổng độ hụt khối của các hạt nhân sinh ra lớn hơn tổng độ hụt khối của các hạt nhân tham gia phản ứng

C. Phản ứng mà trong đó tổng độ hụt khối của các hạt nhân sinh ra bé hơn tổng độ hụt khối của các hạt nhân tham gia phản ứng

D. Phản ứng mà trong đó tổng độ hụt khối của các hạt nhân sinh ra bằng tổng độ hụt khối của các hạt nhân tham gia phản ứng

Câu 4: Trong các phân rã α, β và γ thì hạt nhân bị phân rã mất nhiều năng lượng nhất xảy ra trong phân rã:

A. γ

B. Cả 3 phân rã α, β và γ hạt nhân mất năng lượng như nhau

C. α

D. β

Câu 5: Quá trình biến đổi phóng xạ của một chất phóng xạ:

A. Phụ thuộc vào nhiệt độ cao hay thấp

B. Xảy ra như nhau trong mọi điều kiện

C. Phụ thuộc vào chất đó ở trạng thái đơn chất hay thành phần của một hợp chất

D. Phụ thuộc vào chất đó thể rắn hay thể khí

Câu 6: Hạt nhân \({}_{88}^{226}Ra\) biến đổi thành hạt nhân \({}_{86}^{226}Rn\) do phóng xạ:

A. β⁺.    B. α và β^-.

C. α.     D. β^-

Câu 7: Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết:

A. tính riêng cho hạt nhân ấy.

B. của một cặp prôtôn-prôtôn.

C. tính cho một nuclôn.

D. của một cặp prôtôn-nơtron.

Câu 8: Hạt nhân Uranium có 92 proton và tổng cộng 143 notron, kí hiệu hạt nhân là:

A. \({}_{92}^{327}U\)            B. \({}_{92}^{235}U\)

C. \({}_{235}^{92}U\)            D. \({}_{92}^{143}U\)

Câu 9: Trong phóng xạ α thì hạt nhân con:

A. Lùi 2 ô trong bảng phân loại tuần hoàn

B. Tiến 2 ô trong bảng phân loại tuần hoàn

C. Lùi 1 ô trong bảng phân loại tuần hoàn

D. Tiến 1 ô trong bảng phân loại tuần hoàn

Câu 10: Một chất phóng xạ sau 10 ngày đêm giảm đi 3/4 khối lượng ban đầu. Chu kì bán rã là:

A. 20 ngày    B. 5 ngày

C. 24 ngày    D. 15 ngày

Câu 11: Ban đầu có 1kg chất phóng xạ Coban \({}_{27}^{60}Co\), có chu kì bán rã là T = 5,33 năm. Sau bao lâu số lượng Coban còn 10g:

A. ≈ 35 năm               B. ≈ 33 năm

C. ≈ 53,3 năm           D. ≈ 55,11 năm

Câu 12: 238U phân rã thành 206Pb với chu kì bán rã T = 4,47.10⁹ năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 46,97 mg 238U và 2,315mg 206PB. Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa nguyên tố Chì và tất cả lượng chì chứa trong đó đều là sản phẩm của phân rã của 238U. Tuổi của khối đá hiện này là:

A. gần 2,5.10⁶ năm.

B. gần 3,5.10⁸ năm.

C. gần 3.10⁷ năm.

D. gần 6.10⁹ năm.

Câu 13: Cho phản ứng hạt nhân: \({}_{11}^{23}Na + p \to X + {}_{10}^{20}Ne\). Hạt nhân X là:

A. \({\beta ^ - }\)            B. \({\beta ^ + }\)

C. \(\alpha \)               D. \(\gamma \)

Câu 14: Cho phản ứng hạt nhân:

\({}_1^3T + X \to {}_2^4He + n + 17,6MeV\)

Tìm hạt nhân X và năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam Heli theo phản ứng trên. Cho số Avôgađrô \({N_A} = 6,{02.10^{23}}\) (nguyên tử/mol).

A. \(X:{}_1^2D;E = 26,{488.10^{23}}MeV\)

B. \(X:{}_1^2T;E = 2,{65.10^{24}}MeV\)

C. \(X:{}_1^2T;E = 25,{23.10^{23}}MeV\)

D. \(X:{}_1^2D;E = 6,{5.10^{24}}MeV\)

Câu 15: Biết khối lượng của các nguyên tử hyđrô, nhôm \(\left( {{}_{13}^{26}Al} \right)\) và của nơtron lần lượt là \({m_H} = 1,007825u;{m_{Al}} = 25,986982u;\\{m_n} = 1,008665u\) và \(1u = 931,5MeV/{c^2}\). Năng lượng liên kết của hạt nhân nhôm sẽ là:

A. 8,15MeV/nuclôn.

B. 205,5MeV.

C. 211,8MeV.

D. 7,9MeV/nuclon.

Câu 16: \({}_{84}^{210}Po\) đứng yên, phân rã \(\alpha \) thành hạt nhân X: \({}_{84}^{210}Po \to {}_2^4He + {}_Z^AX\). Biết khối lượng của các nguyên tử tương ứng là \({m_{Po}} = 209,982876u;{m_{He}} = 4,002603u;\\{m_X} = 205,974468u\) và \(1u = 931,5MeV/{c^2}\).

Vận tốc của hạt α bay ra xấp xỉ bằng bao nhiêu?

A. 1,2.10⁶ m/s    B. 12.10⁶ m/s

C. 1,6.10⁶ m/s    D. 16.10⁶ m/s

Câu 17: Hạt nhân \({}_{{Z_1}}^{{A_1}}X\) phóng xạ và biến thành một hạt nhân \({}_{{Z_2}}^{{A_2}}Y\) bền. Coi khối lượng của hạt nhân X,Y bằng số khối của chúng tính theo đơn vị u. Biết chất phóng xạ \({}_{{Z_1}}^{{A_1}}X\) có chu kì bán rã T. Ban đầu có một khối lượng chất \({}_{{Z_1}}^{{A_1}}X\), sau 2 chu kì bán rã thì tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là:

A. \(4\frac{{{A_1}}}{{{A_2}}}\)         B. \(3\frac{{{A_2}}}{{{A_1}}}\)

C. \(4\frac{{{A_2}}}{{{A_1}}}\)         D. \(3\frac{{{A_1}}}{{{A_2}}}\)

Câu 18: Độ phóng xạ của một chất sau 25 ngày giảm bớt 29,3%. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ đó là:

A. 75 ngày    B. 50 ngày

C. 25 ngày    D. 100 ngày

Câu 19: Pôlôni \({}_{84}^{210}Po\) phóng xạ theo phương trình \({}_{84}^{210}Po \to {}_Z^AX + {}_{82}^{206}Pb\). Hạt X là:

A. \({}_2^4He\)                 B. \({}_1^0e\)

C. \({}_{ - 1}^0e\)                   D. \({}_2^3He\)

Câu 20: Sự phân hạch của hạt nhân urani \(\left( {{}_{92}^{235}U} \right)\) khi hấp thụ một nơtron chậm xảy ra theo nhiều cách. Một trong các cách đó được cho bởi phương trình:

\({}_0^1n + {}_{92}^{235}U \to {}_{54}^{140}Xe + {}_{38}^{94}Sr + k{}_0^1n\)

Số nơtron được tạo ra trong phản ứng này là:

A. k = 3.    B. k = 6.

C. k = 4.    D. k = 2.

Câu 21: Cho phản ứng hạt nhân: \({}_1^3T + {}_1^2D \to {}_2^4He + X\). Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106u; 0,002491u; 0,030382 và \(1u = 931,5MeV/{c^2}\). Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng:

A. 15,017 MeV.    B. 200,025 MeV.

C. 17,498 MeV.    D. 21,076 MeV.

Câu 22: Người ta dùng protôn có động năng \({K_H} = 7MeV\) bắn phá \({}_4^9Be\) đang đứng yên tạo ra hạt  α có động năng K_α = 8MeV và hạt nhân X. Biết rằng vận tốc hạt α bắn ra vuông góc với vận tốc hạt prôtôn. Lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân tính theo u có giá trị bằng số khối. Động năng hạt nhân X là

A. 6,5MeV    B. 8MeV

C. 7,5MeV    D. 7,8MeV

Câu 23: Các lò phản ứng hạt nhân trong các nhà máy điện nguyên tử hoạt động trong chế độ mà hệ số nhân nơtron s phải thỏa mãn:

A. s < 1    B. s ≥ 1

C. s = 1    D. s > 1

Câu 24: Ban đầu có \(\sqrt 2 \)gchất phóng xạ 210Po (pôlôni) với chu kỳ bán rã 138 ngày. Sau 69 ngày khối lượng P₀ còn lại là:

A. 0,707g       B. 1g

C. 2g              D. 0,5g

Câu 25: Biết tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.10⁸ m/s. Năng lượng nghỉ của 2 gam một chất bất kì bằng

A. 3.107 kW.h.    B. 5.107 kW.h.

C. 2.107 kW.h.    D. 4.107 kW.h. 

Lời giải chi tiết

Câu 1:

Theo định luật phóng xạ, công thức tính số hạt nhân chưa phân rã của chất phóng xạ ở thời điểm t là: N = N₀.e^-λt.

Chọn A

Câu 2:

Năng lượng liên kết của hạt nhân này được xác định bởi biểu thức: ΔE = (m₀ - m).c².

Chọn A

Câu 3:

Phản ứng hạt nhân mà trong đó tổng độ hụt khối của các hạt nhân sinh ra bé hơn tổng độ hụt khối của các hạt nhân tham gia phản ứng là phản ứng thu năng lượng.

Chọn C

Câu 4:

Trong các phân rã α, β và γ thì hạt nhân bị phân rã mất nhiều năng lượng nhất xảy ra trong phân rã α.

Chọn C

Câu 5:

Quá trình biến đổi phóng xạ của một chất phóng xạ xảy ra như nhau trong mọi điều kiện.

Chọn B

Câu 6:

Phương trình phóng xạ:

\({}_{88}^{226}Ra \to {}_Z^AX + {}_{86}^{222}Rn\)

+ Định luật bảo toàn số khối: 226 = A + 222 => A= 4

+ Định luật bảo toàn điện tích: 88 = Z + 86 => Z = 2

Do đó, X là \({}_2^4He\). Đó là phóng xạ \(\alpha \).

Chọn C

Câu 7:

Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn.

Chọn C

Câu 8:

Số khối: A = Z + N = 92 + 143 = 235

Vậy kí hiệu hạt nhân là: \({}_{92}^{235}U\)

Chọn B

Câu 9:

Trong phóng xạ α thì hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng phân loại tuần hoàn.

Chọn A

Câu 10:

Ta có:

\(\begin{array}{l}\frac{m}{{{m_0}}} = \frac{1}{4} \Rightarrow \frac{1}{{{2^{\frac{t}{T}}}}} = \frac{1}{{{2^2}}}\\ \Rightarrow \frac{t}{T} = 2 \Rightarrow T = \frac{t}{2} = \frac{{10}}{2} = 5\left( {ngay} \right)\end{array}\)

Chọn B

Câu 11:

Ta có:

\(m = \frac{{{m_0}}}{{{2^{t/T}}}} \Rightarrow {2^{t/T}} = \frac{{{m_0}}}{m} = \frac{{1000}}{{10}} = 100\)

\( \Rightarrow t = T{\log _2}100 = 5,33{\log _2}100 \approx 35\) (năm)

Chọn B

Câu 12:

Tuổi của khối đá hiện nay là:

\(t = \frac{1}{\lambda }\ln \left( {1 + \frac{{k{A_1}}}{{{A_2}}}} \right) = \frac{T}{{\ln 2}}\ln \left( {1 + \frac{{{m_2}{A_1}}}{{{m_1}{A_2}}}} \right)\)

\( = \frac{{4,{{47.10}^9}}}{{\ln 2}}\ln \left( {1 + \frac{{2,315}}{{46,97}}.\frac{{238}}{{206}}} \right) \approx 3,{5.10^8}\left( {nam} \right)\)

Chọn B

Câu 13:

Phương trình phản ứng có dạng:

\({}_{11}^{23}Na + {}_1^1H \to {}_Z^AX + {}_{10}^{20}Ne\)

- Định luật bảo toàn số khối: 23 + 1 = A + 20 => A = 4

- Định luật bảo toàn điện tích: 11 + 1 = Z + 10 => Z = 2

Do đó, X là \({}_2^4He\). Đó là phóng xạ \(\alpha \).

Chọn C

Câu 14:

Phương trình phản ứng hạt nhân:

\({}_1^3T + {}_Z^AX \to {}_2^4He + {}_0^1n + 17,6MeV\)

- Định luật bảo toàn số khối: 3 + A = 4 + 1 => A = 2

- Định luật bảo toàn điện tích: 1 + Z = 2 + 0 => Z = 1

Do đó, X là \({}_1^2D\).

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam Heli theo phản ứng trên là:

\(E = N\Delta E = \frac{m}{A}.{N_A}.\Delta E = \frac{1}{4}.6,{02.10^{23}}.17,6 \\= 26,{488.10^{23}}MeV\)

Chọn A

Câu 15:

Năng lượng liên kết của hạt nhân \(\left( {{}_{13}^{26}Al} \right)\):

\(\begin{array}{l}\Delta E = \left[ {Z{m_p} + \left( {A - Z} \right){m_n} - {m_{Al}}} \right]{c^2}\\ = \left[ {13.1,007825 + \left( {26 - 13} \right).1,008665 - 25,986982} \right]u{c^2}\\ = 211,8\left( {MeV} \right)\end{array}\)

Năng lượng liên kết riêng:

\(\varepsilon  = \frac{{\Delta E}}{A} = \frac{{211,8}}{{26}} = 8,15\left( {MeV/nuclon} \right)\)

Chọn A

Câu 16:

Năng lượng tỏa ra của phản ứng:

\(\begin{array}{l}\Delta E = \left( {{m_{Po}} - {m_{He}} - {m_X}} \right){c^2}\\ = \left( {209,982876 - 4,002603 - 205,974468} \right)u{c^2}\\ = 5,4073575MeV\end{array}\)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

\(\begin{array}{l}\overrightarrow 0  = \overrightarrow {{P_\alpha }}  + \overrightarrow {{P_X}}  \Leftrightarrow \overrightarrow {{P_\alpha }}  =  - \overrightarrow {{P_X}} \\ \Rightarrow P_\alpha ^2 = P_X^2 \Leftrightarrow 2{m_\alpha }.{K_\alpha } = 2{m_X}{K_X}\end{array}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \frac{{{K_\alpha }}}{{{K_X}}} = \frac{{{m_X}}}{{{m_\alpha }}}\\ \Leftrightarrow \frac{{{K_\alpha }}}{{{K_\alpha } + {K_X}}} = \frac{{{m_X}}}{{{m_X} + {m_\alpha }}}\\ \Leftrightarrow \frac{{{K_\alpha }}}{{\Delta E}} = \frac{{{m_X}}}{{{m_X} + {m_\alpha }}}\end{array}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow {K_\alpha } = \frac{{{m_X}\Delta E}}{{{m_X} + {m_\alpha }}}\\ \Leftrightarrow \frac{1}{2}{m_\alpha }v_\alpha ^2 = \frac{{{m_X}\Delta E}}{{{m_X} + {m_\alpha }}}\\ \Leftrightarrow {v_\alpha } = \sqrt {\frac{{2{m_X}\Delta E}}{{{m_\alpha }\left( {{m_X} + {m_\alpha }} \right)}}}  = {16.10^6}m/s\end{array}\)

Chọn D

Câu 17:

Gọi N₀ là số nguyên tử ban đầu của \({}_{{Z_1}}^{{A_1}}X;{m_1},{m_2}\) lần lượt là khối lượng của \({}_{{Z_1}}^{{A_1}}X\) và \({}_{{Z_2}}^{{A_2}}Y\)sau hai chu kì bán rã và N₁, N₂ lần lượt là số nguyên tử \({}_{{Z_1}}^{{A_1}}X\) và \({}_{{Z_2}}^{{A_2}}Y\) sau hai chu kì bán rã.

Ta có:

\({N_1} = \frac{{{m_1}}}{{{A_1}}}.{N_A} = \frac{{{N_0}}}{4} \Rightarrow {N_0} = 4.\frac{{{m_1}}}{{{A_1}}}.{N_A}\)

Vì số nguyên tử \({}_{{Z_2}}^{{A_2}}Y\) tạo thành bằng số nguyên tử \({}_{{Z_1}}^{{A_1}}X\) đã bị phân rã, do đó:

\(\begin{array}{l}{N_2} = \frac{{{m_2}}}{{{A_2}}}.{N_A} = {N_0} - \frac{{{N_0}}}{4} = \frac{3}{4}{N_0}\\ = 3\frac{{{m_1}}}{{{A_1}}}.{N_A} \Rightarrow \frac{{{m_2}}}{{{m_1}}} = 3\frac{{{A_2}}}{{{A_1}}}\end{array}\)

Chọn B

Câu 18:

Ta có:

\(\begin{array}{l}\frac{H}{{{H_0}}}.100\%  = 70,7\%  \Rightarrow \frac{{{2^{\frac{{{H_0}}}{{t/T}}}}}}{{}} = 0,707\\ \Rightarrow {2^{\frac{t}{T}}} = {2^{\scriptstyle1\atop\scriptstyle2}} \Rightarrow T = 2t = 50ngay\end{array}\)

Chọn B

Câu 19:

+ Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 210 = A + 206 → A = 4

+ Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 84 = Z + 82 → Z = 2

Vậy hạt X là \({}_2^4He\)

Chọn A

Câu 20:

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}0 + 92 = 54 + 38 + k.0\\1 + 235 = 140 + 94 + k.1\end{array} \right. \\\Rightarrow k = 2\)

Chọn D

Câu 21:

Năng lượng tỏa ra của phản ứng là:

ΔE = (m_D + m_T - m_e - m_n) c²

= [(m_p + m_n - Δm_D) + (m_p + 2m_n - Δm_T) -(2m_p + 2m_n - Δm_He) - m_n] c²

= (Δm_He - Δm_D - Δm_T) c² = (0,030382 - 0,009106 - 0,002491).931,5(MeV)

= 17,489(MeV)

Chọn C

Câu 22:

Phương trình phóng xạ:

\({}_1^1H + {}_4^9Be \Rightarrow {}_Z^AX + {}_2^4He\)

+ Áp dụng định luật bảo toàn số khối:

1 + 9 = A + 4 → A = 6

+ Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:

1 + 4 = Z + 2 → Z = 3

Do đó: X là \({}_3^6Li\)

Vì \({\overrightarrow v _\alpha } \bot {\overrightarrow v _H} \Rightarrow P_{Li}^2 = P_\alpha ^2 + P_H^2 \\\Leftrightarrow 2{m_{Li}}{K_{Li}} = 2{m_\alpha }{K_\alpha } + 2{m_H}{K_H}\)

Từ đó, suy ra:

\({K_{Li}} = \frac{{{m_\alpha }{K_\alpha } + {m_H}{K_H}}}{{{m_{Li}}}} \\= \frac{{4.8 + 1.7}}{6} = 6,5MeV\)

Chọn A

Câu 23:

Các lò phản ứng hạt nhân trong các nhà máy điện nguyên tử hoạt động trong chế độ mà hệ số nhân nơtron s phải thỏa mãn: s = 1

Chọn C

Câu 24:

Khối lượng P₀ còn lại sau 69 ngày là:

\(m = \frac{{{m_0}}}{{{2^{\frac{t}{T}}}}} = \frac{{\sqrt 2 }}{{{2^{\frac{1}{2}}}}} = 1g\)

Chọn B

Câu 25:

Năng lượng nghỉ của 2 gam một chất bất kì là:

E₀ = m₀.c² = 2.10^-3(3.10⁸)² ≈ 1,8.10¹⁴ (J)

\( = \frac{{1,{{8.10}^{14}}}}{{{{36.10}^5}}}k{\rm{W}}h = {5.10^7}k{\rm{W}}h\)

Chọn B