Bài tập tổng hợp phản ứng hạt nhân (có đáp án)

BÀI TẬP TỔNG HỢP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (CÓ ĐÁP ÁN)

Câu 1. Đơn vị đo khối lượng trong vật lý hạt nhân là

A. kg                                                                       B. Đơn vị khối lượng nguyên tử (u)  

C. Đơn vị eV/c² hoặc MeV/c².                              D. Câu A, B, C đều đúng.

Câu 2. Chọn câu đúng  

A. Trong ion đơn nguyên tử số proton bằng số electron

B. Trong hạt nhân nguyên tử số proton phải bằng số nơtron            

C. Lực hạt nhân có bàn kính tác dụng bằng bán kính nguyên tử

D. Trong hạt nhân nguyên tử số proton bằng hoặc khác số nơtron    

Câu 3. Chọn câu đúng đối với hạt nhân nguyên tử  

A. Khối lượng hạt nhân xem như khối lượng nguyên tử         

B. Bán kính hạt nhân xem như bán kính nguyên tử           

C. Hạt nhân nguyên tử gồm các hạt proton và electron         

D. Lực tĩnh điện liên kết các nucleon trong hạt nhân

Câu 4. Bổ sung vào phần thiếu của câu sau: “Một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng thì khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng …khối lượng của các hạt nhân sinh ra sau phản ứng”     

A. nhỏ hơn                                                              B. bằng  (để bảo toàn năng lượng)            

C. lớn hơn                                                               D. có thể nhỏ hoặc lớn hơn

Câu 5. Hạt nhân nào có độ hụt khối càng lớn thì:      

A. càng dễ phá vỡ                                                   B. năng lượng liên kết lớn  

C. năng lượng liên kết nhỏ                                     D. càng bền vững      

Câu 6. Phản ứng hạt nhân 

A. Sự biến đổi hạt nhân có kèm theo sự tỏa nhiệt.

B. Sự tương tác giữa hai hạt nhân (hoặc tự hạt nhân) dẫn đến sự biến đổi của chúng thành hai hạt nhân khác.

C. Sự kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng.

D. Sự phân rã hạt nhân nặng để biến đổi thành hạt nhân nhẹ bền hơn.

Câu 7. Lực hạt nhân là:

A. Lực liên giữa các nuclon                                    B. Lực tĩnh điện.           

C. Lực liên giữa các nơtron.                                   D. Lực liên giữa các prôtôn.

Câu 8. Chọn câu đúng: 

A. khối lượng của nguyên tử bằng tổng khối lượng của các nuclon  

B. Trong hạt nhân số proton luôn luôn bằng số nơtron

C. Khối lượng của proton lớn hơn khối lượng của nôtron      

D. Bản thân hạt nhân càng bền khi độ hụt khối của nó càng lớn

Câu 9. Trong phản ứng hạt nhân, proton:

A. có thể biến thành nơtron và ngược lại                B. có thể biến đổi thành nucleon và ngược lại    

C. được bảo toàn                                                    D. A và C đúng  

Câu 10. Đơn vị khối lượng nguyên tử là:      

A. Khối lượng của một nguyên tử hydro                B. 1/12 Khối lượng của một nguyên tử cacbon 12

C. Khối lượng của một nguyên tử Cacbon             D. Khối lượng của một nucleon

Câu 11.Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về lực hạt nhân?

A. Lực hạt nhân là loại lực mạnh nhất trong các loại lực đã biết hiện nay.

B. Lực hạt nhân chỉ có tác dụng khi khoảng cách giữa hai nuclôn bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân.

C. Lực hạt nhân có bản chất là lực điện, vì trong hạt nhân các prôtôn mang điện dương.

D. Lực hạt nhân chỉ tồn tại bên trong hạt nhân

Câu 12.  Prôtôn bắn vào nhân bia Liti (\(_{3}^{7}\textrm{Li }\)) đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X giống hệt nhau bay ra. Biết tổng khối lượng hai hạt X nhỏ hơn tổng khối lượng của Prôtôn và Liti. Chọn câu trả lời đúng:

A. Phản ứng trên tỏa năng lượng.              

B. Tổng động lượng của 2 hạt X nhỏ hơn động lượng của prôtôn.

C. Phản ứng trên thu năng lượng.              

D. Mỗi hạt X có động năng bằng 1/2 động năng của protôn.

Câu 13. Prôtôn bắn vào nhân bia đứng yên \(_{3}^{7}\textrm{Li }\). Phản ứng tạo ra hai hạt X giống hệt nhau bay ra. Hạt X là :

A. Đơtêri                         B. Prôtôn                       C. Nơtron                        D. Hạt α

Câu 14.  Phương trình phóng xạ: \(_{6}^{14}\textrm{C}+_{2}^{4}\textrm{He}\rightarrow 2\beta ^{-}+_{Z}^{A}\textrm{X}\). Trong đó Z, A là:

A. Z=10, A=18               B. Z=9, A=18                C. Z=9, A=20                  D. Z=10, A=20

Câu 15. Một trong các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng là: \(_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{57}^{143}\textrm{La}+_{35}^{87}\textrm{Br}+m._{0}^{1}\textrm{n}\)

  với m là số nơtron, m bằng:

A. 4                                 B. 6                                C. 8                                  D. 10

Câu 16. Các phản ứng hạt nhân không tuân theo các định luật nào?

A. Bảo toàn năng lượng toàn phần                       B. Bảo toàn điện tích

C. Bảo toàn khối lượng                                        D. Bảo toàn động lượng

Câu 17. Tìm phát biểu sai về phản ứng nhiệt hạch:

A. Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân năng hơn cũng toả ra năng lượng.

B. Mỗi phản ứng kết hợp toả ra năng lượng bé hơn một phản ứng phân hạch, nhưng

tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng kết hợp toả ra năng lượng nhiều hơn.

C. Phản ứng kết hợp toả ra năng lượng nhiều, làm nóng môi trường xung quanh nên gọi là phản ứng nhiệt hạch.

D. Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch

không kiểm soát được.

Câu 18. Chọn câu trả lời sai:

A. Đơtơri kết hợp với Oxi thành nước nặng là nguyên liệu của công nghiệp nguyên tử.

B. Hầu hết các nguyên tố là hỗn hợp của nhiều đồng vị.

C. Nguyên tử Hidrô có hai đồng vị là Đơteri và Triti.

D. Đơn vị khối lượng nguyên tử là khối lượng của một nguyên tử cácbon.

Câu 19. Cho 2 phản ứng: \(_{42}^{98}\textrm{Mo}+_{1}^{2}\textrm{H}\rightarrow X+n;_{94}^{242}\textrm{Pu}+Y\rightarrow _{104}^{26 0}\textrm{Ku}+n\). Nguyên tố X và Y lần lượt là

A. \(_{43}^{99}\textrm{Tc};_{11}^{23}\textrm{Na}\)                B. \(_{43}^{99}\textrm{Tc};_{10}^{22}\textrm{Ne}\)              C. \(_{44}^{101}\textrm{Ru};_{10}^{22}\textrm{Ne}\)               D. \(_{44}^{101}\textrm{Ru};_{11}^{23}\textrm{Na}\)

Câu 20. Tìm phát biểu sai về phản ứng hạt nhân:

A. Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi tương tác dẫn đén sự biến đổi hạt nhân các nguyên tử.

B. Trong phương trình phản ứng hạt nhân: A + B → C + D. A, B, C, D có thể là các

hạt nhân hay các hạt cơ bản như  p, n, e^-

C. Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân mà hạt nhân mẹ A biến đổi

thành hạt nhân

con B và hạt α hoặc β.

D. Các phản ứng hạt nhân chỉ xảy ra trong các lò phản ứng, các máy gia tốc, không   xảy ra trong tự nhiên

Câu 21. Trong lò phản ứng phân hạch U235, bên cạnh các thanh nhiên liệu còn có các thanh điều khiển B, Cd. Mục đích chính của các thanh điều khiển là:

A. Làm giảm số nơtron trong lò phản ứng bằng hấp thụ                          

B. Làm cho các nơtron có trong lò chạy chậm lại

C. Ngăn cản các phản ứng giải phóng thêm nơtron                       

D. A và C đúng

D. Trong lò phản ứng số nơtron cần để gây phản ứng phân hạch tiếp theo thì nhỏ hơn ở bom nguyên tử.

Câu 22. Phản ứng phân hạch U235 dùng trong lò phản ứng hạt nhân và cả trong bom nguyên tử. Tìm sự khác biệt căn bản giữa lò phản ứng và bom nguyên tử.

A. Số nơtron được giải phóng trong mỗi phản ứng phân hạch ở bom nguyên tử nhiều hơn ở lò phản ứng

B. Năng lượng trung bình được mỗi nguyên tử urani giải phóng ra ở bom nguyên tử nhiều hơn hơn ở lò phản ứng

C. Trong lò phản ứng số nơtron có thể gây ra phản ứng phân hạch tiếp theo được khống chế

Câu 23. Người ta có thể kiểm soát phản ứng dây chuyền bằng cách:

A. Làm chậm nơtron bằng than chì.                                   

B. Hấp thụ nơtron chậm bằng các thanh Cadimir.

C. Làm chậm nơ tron bằng nước nặng.                                        

D. Câu A và C đúng.

Câu 24. Chọn câu sai. Lý do của việc tìm cách thay thế năng lượng phân hạch bằng năng lượng nhiệt hạch là:

A. Tính trên một cùng đơn vị khối lượng là phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng nhiều hơn phản ứng phân hạch.

B. Nguyên liệu của phản ứng nhiệt hạch có nhiều trong thiên nhiên. Phản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát.

C. Phản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát hơn phản ứng phân hạch.

Câu 25:  Một chất phóng xạ có hằng số phân rã λ = 1,44.10^-3h^-1. Trong thời gian bao lâu thì 75% hạt nhân ban đầu sẽ bị phân rã?

A. 962,7 ngày                  B. 940,8 ngày                C. 39,2 ngày                    D. 40,1 ngày

Câu 26:  Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào đúng với nội dung của định luật phóng xạ? (Với N₀là số ban đầu của chất phóng xạ, N là số hạt của phóng xạ còn tại thời điểm t, λ là hằng số phóng xạ).

A. \(N=N_{0}e^{-\lambda t}\)            B. \(N=\frac{N_{0}}{e^{-\lambda t}}\)                C. \(N=N_{0}e^{-t.ln2}\)         D. câu A, B, C đều đúng

Câu 27:  Pônôli là chất phóng xạ (\(_{84}^{210}\textrm{Po}\)) phóng ra tia α biến thành , \(_{82}^{206}\textrm{Pb }\) chu kỳ bán rã là 138 ngày. Sau bao lâu thì tỉ số số hạt giữa Pb và Po là 3 ? 

A. 276 ngày                     B. 138 ngày                   C. 179 ngày                     D. 384 ngày 

Câu 28:  Chất phóng xạ \(_{27}^{60}\textrm{Co}\) dùng trong y tế có chu kì bán rã T = 5,33 năm. Ban đầu có 500g chất \(_{27}^{60}\textrm{Co}\). Độ phóng xạ ban đầu của lượng phóng xạ trên là

A. 6,52.10²³Bq                B. 2,72.10¹⁶Bq             C. 2,07.10¹⁶Bq                D. 5,36.10²³Bq

Câu 29: Urani  sau nhiều lần phóng xạ α và \(\beta ^{-}\) biến thành Pb. Biết chu kỳ bán rã của sự biến đổi này là T=4,6.10⁹ năm. Giả sử ban đầu một loại đá chỉ chứa urani, không chứa chì. Nếu hiện nay tỷ lệ các khối lượng của urani và chì là \(\frac{m(U)}{m(Pb)}=3,7\), thì tuổi của đá ấy là bao nhiêu?

A. \(1,6.10^{8}\) năm                B. \(1,6.10^{9}\) năm            C. \(1,6.10^{10}\) năm            D. \(1,6.10^{7}\) năm

Câu 30: Một mẫu chất gồm hai chất phóng xạ A và B. Ban đầu số nguyên tử A lớn gấp 4 lần số nguyên tử B. Hai giờ sau số nguyên tử của A và B trở nên bằng nhau. Biết chu kì bán rã của A là 0,2h. Chu kì bán rã của B là:

A. 0,25h                            B. 0,4h                           C. 2,5h                            D. 0,1h

Câu 31:Ngày nay tỉ lệ \(^{235}\textrm{U}\) trong một mẫu quặng urani là 0,72% còn lại là \(^{238}\textrm{U}\). Cho biết chu kì bán rã của \(^{235}\textrm{U}\) và \(^{238}\textrm{U}\) lần lượt là \(7,04.10^{8}\) (năm) và \(4,46.10^{9 }\) (năm). Hãy tính tỉ lệ \(^{235}\textrm{U}\) trong mẫu quặng urani nêu trên vào thời kì đầu khi hình thành trái đất cách đây 4,5 tỉ năm.

A. 13%                             B. 23%                           C. 33%                            D. 43%

Câu 32: Chọn câu trả lời đúng: Chu kỳ bán rã của \(_{6}^{14}\textrm{C}\) là 5590 năm. Một mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ là 197 phân rã/phút.Một mẫu gỗ khác cùng loại cùng khối lượng của cây mới hạ xuống có độ phóng xạ 1350 phân rã/phút. Tuổi của mẫu gỗ cổ là:

A. 15525 năm                  B. 1552,5 năm              C. 1,5525.10⁵ năm            D. 1,5525.10⁶ năm

Câu 33 : Hạt nhân \(_{Z_{1}}^{A_{1}}\textrm{X}\) phóng xạ và biến thành một hạt nhân \(_{Z_{2}}^{A_{2}}\textrm{Y}\) bền. Coi khối lượng của hạt nhân X, Y bằng số khối của chúng tính theo đơn vị u. Biết chất phóng xạ \(_{Z_{1}}^{A_{1}}\textrm{X}\) có chu kỳ bán rã là T. Ban đầu có một khối lượng chất \(_{Z_{1}}^{A_{1}}\textrm{X}\), sau 3 chu kỳ bán rã thì tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là

A. \(7\frac{A_{1}}{A_{2}}\).                           B. \(7\frac{A_{2}}{A_{1}}\).                         C. \(8\frac{A_{2}}{A_{1}}\).                           D. \(8\frac{A_{1}}{A_{2}}\).

Câu 34: Ban đầu (t= 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Ở thời điểm t₁ mẫu chất phóng xạ X còn lại 40% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t₂= t₁+100 (s) số hạt nhân X chưa bị bị phân rã chỉ còn 10% so với hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là :

A. 50s                               B. 25s                            C. 400s                             D. 200s

Câu 35:Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T và tại thời điểm ban đầu có 32N₀ hạt nhân . Sau các khoảng thời gian T/2, 2T và 3T thì số hạt nhân còn lại lần lượt là ?

A.  24N₀, 12N₀, 6N₀                                                                B.   16\(\sqrt{2}\)N₀, 8N₀, 4N₀

C.16N₀, 8N₀, 4N₀                                                    D. 16\(\sqrt{2}\)N₀, 8\(\sqrt{2}\)N₀, 4\(\sqrt{2}\)N₀

Câu 36: Xét phản ứng: A \(\rightarrow\) B + α. Hạt nhân mẹ đứng yên, hạt nhân con và hạt α có khối lượng và vận tốc lần lượt là v_B, m_B và v_α, m_α.. Tỉ số giữa v_Bvà v_α bằng

A. m_B/m_α                          B. 2m_α/m_B                       C. 2 m_B / m_α                     D. m_α/m_B

Đồng vị phóng xạ \(_{92}^{234}\textrm{U}\) phóng xạ  tạo thành hạt nhân X. Cho biết m() = 4,0015u; m(\(_{92}^{234}\textrm{U}\)) = 233,9904u; m(X) = 229,9737u. Trả lời các câu hỏi 37, 38, 39, 40

Câu 37: Hạt nhân X là

A. \(_{90}^{230}\textrm{Th}\)                          B. \(_{86}^{222}\textrm{Rn}\)                         C. \(_{90}^{231}\textrm{Th}\)                          D. \(_{90}^{230}\textrm{Rd}\)

Câu 38: Phản ứng toả ra năng lượng bằng:

A. 14,1512 MeV.             B. 15,1512 MeV.            C. 7,1512 MeV.                 D. 14,1512 e       

Câu 39: Động năng của các hạt  và hạt nhân X sau phóng xạ lần lượt là

A. 0,24 eV; 13,91eV.                                               B. 0,24 MeV; 13,91MeV.

C. 0,42 MeV; 19,31MeV.                                        D. 13,91 MeV; 0,241MeV.

Câu 40: Tốc độ của hạt nhân X ngay sau khi phóng xạ là

A. 4,5.10⁵ km/h.             B. 25,9.10⁵m/s.                C. 4,5.10⁵ m/s.                  D. 4,5.10⁶ m/s.

Câu 41: Hạt nhân pôlôni \(_{84}^{210}\textrm{Po}\) là chất phóng xạ anpha a . Biết hạt nhân mẹ dang đứng yên và lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân theo số khối A. Hãy tìm xem bao nhiêu phần trăm của năng lượng toả ra chuyển thành động năng hạt a.

A. 89,3%.                       B. 98,1%.                          C. 95,2%.                          D. 99,2%.

Câu 42: Hạt nhân mẹ Ra đứng yên biến đổi thành một hạt α và một hạt nhân con Rn. Tính động năng của hạt α và hạt nhâ Rn. Biết m_Ra = 225,977 u; m_Rn = 221,970 u; m_α = 4,0015 u.

A. K_α = 0,09 MeV; K_Rn = 5,03 MeV.                     B. K_α = 30303 MeV; K_Rn = 540.10²⁹ MeV 

C. K_α = 5,03 MeV ;K_Rn = 0,09 MeV.                      D. K_α = 503 MeV ; K_Rn = 90 MeV.  

Câu 43: Hạt nhân mẹ A có khối lượng m_A đang đứng yên, phân rã thành hạt nhân con B và hạt α có khối lượng m_B và m_α. So sánh tỉ số động năng và tỉ số khối lượng của các hạt sau phản ứng, hãy chọn kết luận đúng.

A. \(\frac{K_{B}}{K_{\alpha }}=\frac{m_{B}}{m_{\alpha }}\)              B. \(\frac{K_{B}}{K_{\alpha }}=\left (\frac{m_{B}}{m_{\alpha }} \right )^{2}\)          C. \(\frac{K_{B}}{K_{\alpha }}=\frac{m_{\alpha}}{m_{B }}\)               D. \(\frac{K_{B}}{K_{\alpha }}=\left (\frac{m_{\alpha}}{m_{B }} \right )^{2}\)