Trắc nghiệm đúng sai Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết - Bài tập Vật lý 12 có đáp án chi tiểt

Nhắn tin Zalo VNDOC để nhận tư vấn mua gói Thành viên hoặc tải tài liệu Hotline hỗ trợ: 0936 120 169

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng

Bài kiểm tra này bao gồm 8 câu
Điểm số bài kiểm tra: 8 điểm
Xem lại kỹ lý thuyết trước khi làm bài
Chuẩn bị giấy và bút để nháp trước khi bắt đầu

00:00:00

Câu 1: Thông hiểu
Xét tính đúng sai của các nhận định
Cho phản ứng hạt nhân $\ _{7}^{14}N +_{2}^{4}He \rightarrow_{8}^{17}O + X$ . Cho biết khối lượng của các hạt nhân ¹⁴N, ⁴He, ¹⁷O và ¹H lần lượt là m_N = 14,003 amu; m_He = 4,0015 amu; m_O =16,999 amu; m_H = 1,0073 amu.
a. Hạt nhân X là $\ _{0}^{1}X$ . Sai||Đúng
b. Độ hụt khối của phản ứng là: ∆m = m_N + m_He – (m_O + m_H). Đúng||Sai
c. Nếu hạt nhân X là hạt $\ _{1}^{1}H$ thì phản ứng trên thu năng lượng vì ∆m = -0,0018 amu. Đúng||Sai
d. Năng lượng thu vào của phản ứng có giá trị nhỏ nhất là 1,68 MeV. Đúng||Sai
Đáp án là:
Cho phản ứng hạt nhân $\ _{7}^{14}N +_{2}^{4}He \rightarrow_{8}^{17}O + X$ . Cho biết khối lượng của các hạt nhân ¹⁴N, ⁴He, ¹⁷O và ¹H lần lượt là m_N = 14,003 amu; m_He = 4,0015 amu; m_O =16,999 amu; m_H = 1,0073 amu.
a. Hạt nhân X là $\ _{0}^{1}X$ . Sai||Đúng
b. Độ hụt khối của phản ứng là: ∆m = m_N + m_He – (m_O + m_H). Đúng||Sai
c. Nếu hạt nhân X là hạt $\ _{1}^{1}H$ thì phản ứng trên thu năng lượng vì ∆m = -0,0018 amu. Đúng||Sai
d. Năng lượng thu vào của phản ứng có giá trị nhỏ nhất là 1,68 MeV. Đúng||Sai
a) Hạt nhân X là $_{1}^{1}\ X$
b) Áp dụng công thức độ hụt khối cho một hạt nhân ∆m=[Z.m_p +(A -Z)m_n] – m_X
Ta chứng minh được ∆m = m_N + m_He –(m_O + m_X)
c) Thay các giá trị m_N=14,003u; m_He=4,0015u; m_O=16,999u; m_H=1,0073u
vào ∆m = m_N + m_He – (m_O + m_X)
d) ∆W=∆m.c² = 0,0018u.c²=0,0018.931,5 MeV =1,68 MeV
Câu 2: Thông hiểu
Xét tính đúng sai của các nhận định
Vào năm 1927 Ô-li-phan đã dùng máy gia tốc để các hạt nhân $\ _{1}^{2}H$ tương tác với nhau, tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân theo phương trình $\ _{1}^{2}H +_{1}^{2}H \rightarrow_{Z}^{A}X +_{0}^{1}n$ . Mỗi phản ứng tỏa năng lượng khoảng 4MeV.
a. Hạt X là hạt $\ _{2}^{4}He$ . Sai||Đúng
b. Hạt nhân X có 2 proton và 1 neutron. Đúng||Sai
c. Số hạt nhân helium từ phương trình khi tổng hợp được 100g là $1,505.10^{25}$ . Sai||Đúng
d. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 100 g helium được tạo thành trong phản ứng xấp xỉ là $1,284.10^{13}$ . Đúng||Sai
Đáp án là:
Vào năm 1927 Ô-li-phan đã dùng máy gia tốc để các hạt nhân $\ _{1}^{2}H$ tương tác với nhau, tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân theo phương trình $\ _{1}^{2}H +_{1}^{2}H \rightarrow_{Z}^{A}X +_{0}^{1}n$ . Mỗi phản ứng tỏa năng lượng khoảng 4MeV.
a. Hạt X là hạt $\ _{2}^{4}He$ . Sai||Đúng
b. Hạt nhân X có 2 proton và 1 neutron. Đúng||Sai
c. Số hạt nhân helium từ phương trình khi tổng hợp được 100g là $1,505.10^{25}$ . Sai||Đúng
d. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 100 g helium được tạo thành trong phản ứng xấp xỉ là $1,284.10^{13}$ . Đúng||Sai
a) Áp dụng định luật bảo toàn số khối và điện tích ta tìm được hạt X là hạt $\ _{2}^{3}He$
b) Số proton là 2, số neutron = A-Z=1
c) Số hạt nhân trong 100g $\ _{2}^{3}He$
$N = \frac{m}{A}.N_{A} = \frac{100}{3}.6,02.10^{23} = 2,01.10^{23}$
d) Số hạt nhân trong 100g $\ _{2}^{3}He$
$N = \frac{m}{A}.N_{A} = \frac{100}{3}.6,02.10^{23} = 2,01.10^{23}$
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 100g $\ _{2}^{3}He$
$E = N.\Delta E = 2,01.10^{23}.4.10^{6}.1,6.10^{- 19} = 1,284.1013(J)$
Câu 3: Thông hiểu
Xét tính đúng sai của các nhận định
Năng lượng liên kết của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $160,64MeV$ Biết proton, neutron, electron có khối lượng lần lượt là $1,0073amu$ , $1,0087amu$ ; $5,486.10^{- 4}amu$ ; $1amu = 91,5MeV/c^{2}$
a. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $16,064MeV/nu$ Sai||Đúng
b. Độ hụt khối của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $0,17245amu$ Đúng||Sai
c. Khối lượng của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $20,160amu$ Sai||Đúng
d. Khối lượng của nguyên tử Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $19,9931amu$ Đúng||Sai
Đáp án là:
Năng lượng liên kết của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $160,64MeV$ Biết proton, neutron, electron có khối lượng lần lượt là $1,0073amu$ , $1,0087amu$ ; $5,486.10^{- 4}amu$ ; $1amu = 91,5MeV/c^{2}$
a. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $16,064MeV/nu$ Sai||Đúng
b. Độ hụt khối của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $0,17245amu$ Đúng||Sai
c. Khối lượng của hạt nhân Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $20,160amu$ Sai||Đúng
d. Khối lượng của nguyên tử Neon $\ _{10}^{20}Ne$ là $19,9931amu$ Đúng||Sai
a) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân $\ _{10}^{20}Ne$ là $\frac{160,64}{20} = 8,032MeV/nu$
b) Năng lượng liên kết của hạt nhân $\ _{10}^{20}Ne$ được xác định bởi:
$W = \Delta m.c^{2} \Rightarrow \Delta m = \frac{W}{c^{2}} = \frac{160,64MeV}{c^{2}} = \frac{160,64}{931,5}u = 0,17245amu$
c) Khối lượng của hạt nhân $\ _{10}^{20}Ne$ được xác định bởi:
$m_{Ne} = 10.1,0073 + 10.1.1,0087 - 0,17245 = 19,9876amu$
d) Độ hụt khối của hạt nhân $\ _{10}^{20}Ne$
$\Delta m = 10.1,0073 + 10.1.1,0087 - m_{Ne} = 160,64\frac{MeV}{c^{2}} = 0,17245amu$
Khối lượng của hạt nhân $\ _{10}^{20}Ne$
$m_{Ne} = 10.1,0073 + 10.1.1,0087 - 0,17245 = 19,9876amu$
Khối lượng của nguyên tử $\ _{10}^{20}Ne$
$m_{nt} = m_{Ne} + z.m_{e} = 19,9876 + 10.5,486.10^{- 4} = 19,9931amu$
Câu 4: Nhận biết
Xét tính đúng sai của các khẳng định
Khi nói về phản ứng phân hạch và phản ứng tổng hợp.
a. Cả hai phản ứng đều tỏa năng lượng. Đúng||Sai
b. Cả hai phản ứng xảy ra đối với hạt nhân nặng. Sai||Đúng
c.Phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể kiểm soát được. Sai||Đúng
d. Phản ứng phân hạch tự duy trì khi số neutron sinh ra lớn hơn hoặc bằng 1. Đúng||Sai
Đáp án là:
Khi nói về phản ứng phân hạch và phản ứng tổng hợp.
a. Cả hai phản ứng đều tỏa năng lượng. Đúng||Sai
b. Cả hai phản ứng xảy ra đối với hạt nhân nặng. Sai||Đúng
c.Phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể kiểm soát được. Sai||Đúng
d. Phản ứng phân hạch tự duy trì khi số neutron sinh ra lớn hơn hoặc bằng 1. Đúng||Sai
a) Cả hai phản ứng đều tỏa năng lượng.
b) Phân hạch xảy ra đối với hạt nhân nặng, tổng hợp chỉ xảy ra đối với hạt nhân nhẹ.
c) Phản ứng tổng hợp không thể kiểm soát được.
d) Phản ứng phân hạch tự duy trì khi số neutron sinh ra lớn hơn hoặc bằng 1.
Câu 5: Thông hiểu
Xét tính đúng sai của các nhận định
Cho phản ứng hạt nhân: $\ _{1}^{3}T +_{1}^{2}D \rightarrow_{2}^{4}He + X$ . Biết độ hụt khối của hạt nhân $\ _{1}^{3}T$ , $\ _{1}^{2}D$ , $\ _{2}^{4}He$ lần lượt là $0,009106amu$ ; $0,002491amu$ ; $0,030382amu$ và $1amu = 91,5MeV/c^{2}$
a. Hạt X là $\ _{1}^{1}H$ . Sai||Đúng
b. Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tăng dần về năng lượng liên kết là: $\ _{1}^{2}D$ , $\ _{1}^{3}T$ , $\ _{2}^{4}He$ . Đúng||Sai
c. Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tăng dần về độ bền vững là: $\ _{2}^{4}He$ , $\ _{1}^{3}T$ , $\ _{1}^{2}D$ . Sai||Đúng
d. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng $17,4982MeV$ Đúng||Sai
Đáp án là:
Cho phản ứng hạt nhân: $\ _{1}^{3}T +_{1}^{2}D \rightarrow_{2}^{4}He + X$ . Biết độ hụt khối của hạt nhân $\ _{1}^{3}T$ , $\ _{1}^{2}D$ , $\ _{2}^{4}He$ lần lượt là $0,009106amu$ ; $0,002491amu$ ; $0,030382amu$ và $1amu = 91,5MeV/c^{2}$
a. Hạt X là $\ _{1}^{1}H$ . Sai||Đúng
b. Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tăng dần về năng lượng liên kết là: $\ _{1}^{2}D$ , $\ _{1}^{3}T$ , $\ _{2}^{4}He$ . Đúng||Sai
c. Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tăng dần về độ bền vững là: $\ _{2}^{4}He$ , $\ _{1}^{3}T$ , $\ _{1}^{2}D$ . Sai||Đúng
d. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng $17,4982MeV$ Đúng||Sai
a) Hạt X là $\ _{0}^{1}n$ .
b) Năng lượng liên kết tỉ lệ với độ hụt khối.
c) Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
Năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân lần lượt là
$W_{E} = \frac{0,030382.931,5}{4} = 7,075MeV/nu$
$W_{T} = \frac{0,009106.931,5}{3} = 2,827MeV/nu$
$W_{O} = \frac{0,002491.931,5}{2} = 1,16MeV/nu$
Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tăng dần về độ bền vững là: $\ _{1}^{2}D$ , $\ _{1}^{3}T$ , $\ _{2}^{4}He$ .
d) Năng lượng của phản ứng được xác định bởi:
$W = \left\lbrack \left( m_{T} + m_{D} \right) - \left( m_{He} + m_{n} \right) \right\rbrack.c^{2}$
$W = \left\lbrack \Delta m_{He} - \left( \Delta m_{T} + \Delta m_{D} \right) \right\rbrack.c^{2} = 17,4982MeV$
Câu 6: Vận dụng
Xét tính đúng sai của các nhận định
Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITER tại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch $\ _{1}^{2}D +_{1}^{3}T \rightarrow_{2}^{4}He +_{0}^{1}n$ để phát điện với công suất điện tạo ra là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện bằng 25%. Cho độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D và hạt nhân He lần lượt là 0,009106 amu; 0,002491 amu và 0,030382 amu.
a. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng thu năng lượng. Sai||Đúng
b. Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1 năm là $1,5768.10^{16}(J)$ . Đúng||Sai
c. Số hạt $\ _{2}^{4}He$ được tạo ra trong 1 năm ta không tính được. Sai||Đúng
d. Khối lượng Heli do nhà máy thải ra trong 1 năm (365 ngày) là $149,6kg$ . Đúng||Sai
Đáp án là:
Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITER tại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch $\ _{1}^{2}D +_{1}^{3}T \rightarrow_{2}^{4}He +_{0}^{1}n$ để phát điện với công suất điện tạo ra là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện bằng 25%. Cho độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D và hạt nhân He lần lượt là 0,009106 amu; 0,002491 amu và 0,030382 amu.
a. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng thu năng lượng. Sai||Đúng
b. Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1 năm là $1,5768.10^{16}(J)$ . Đúng||Sai
c. Số hạt $\ _{2}^{4}He$ được tạo ra trong 1 năm ta không tính được. Sai||Đúng
d. Khối lượng Heli do nhà máy thải ra trong 1 năm (365 ngày) là $149,6kg$ . Đúng||Sai
a) Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tỏa năng lượng.
b) Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1 năm là: $Q = P.365.24.60.60 = 1,5768.10^{16}(J)$ .
c) $N = \frac{Q_{tp}}{\Delta E}$
d) Năng lượng mỗi phản ứng sinh ra là: $\Delta E = \left( \Delta m_{s} - \Delta m_{tr} \right).c^{2}.931,5 = 17,5(MeV)$
Vậy mỗi phản ứng tỏa ra 17,5 MeV nhiệt lượng và tạo ra 1 hạt He.
Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1 năm là: $Q = P.365.24.60.60 = 1,5768.10^{16}(J)$
Năng lượng mà nhà máy đã tiêu tốn (bằng năng lượng tỏa ra từ các phản ứng)
$Q_{tp} = \frac{Q}{25\%} = 4Q = 4.1,5768.10^{16} = 6,3072.10^{16}(J)$
Khối lượng He đã được tạo ra là:
$m = \frac{Q_{tp}}{\Delta E.N_{A}}.A = \frac{6,3072.10^{16}.4}{17,5.10^{6}.1,6.10^{- 19}.6,023.10^{23}}$
$= 0,1496.10^{6}(g) = 149,6(kg)$
Câu 7: Vận dụng
Xét tính đúng sai của các nhận định
Người ta tổng hợp được 0,5mol Helium $\ _{2}^{4}He$ từ phản ứng hạt nhân: $\ _{1}^{1}H +_{3}^{7}Li \rightarrow_{2}^{4}He + X$ . Khối lượng của hạt nhân $\ _{1}^{1}H;_{3}^{7}Li;_{2}^{4}He$ lần lượt là $1,0073amu;7,0144amu$ và $4,0015amu$ . Cho: số avogadro $N_{A} = 6,02.10^{23}mol^{- 1}$ ; $1amu = 91,5MeV/c^{2}$ .
a. Hạt nhân X là $\ _{2}^{4}He$ . Đúng||Sai
b. Số phản ứng cần thiết là $3,01.10^{23}$ . Sai||Đúng
c. Mỗi phản ứng tỏa năng lượng là $17,42MeV$ Đúng||Sai
d. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được $0,5mol$ Helium là $5,2.10^{24}MeV$ Sai||Đúng
Đáp án là:
Người ta tổng hợp được 0,5mol Helium $\ _{2}^{4}He$ từ phản ứng hạt nhân: $\ _{1}^{1}H +_{3}^{7}Li \rightarrow_{2}^{4}He + X$ . Khối lượng của hạt nhân $\ _{1}^{1}H;_{3}^{7}Li;_{2}^{4}He$ lần lượt là $1,0073amu;7,0144amu$ và $4,0015amu$ . Cho: số avogadro $N_{A} = 6,02.10^{23}mol^{- 1}$ ; $1amu = 91,5MeV/c^{2}$ .
a. Hạt nhân X là $\ _{2}^{4}He$ . Đúng||Sai
b. Số phản ứng cần thiết là $3,01.10^{23}$ . Sai||Đúng
c. Mỗi phản ứng tỏa năng lượng là $17,42MeV$ Đúng||Sai
d. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được $0,5mol$ Helium là $5,2.10^{24}MeV$ Sai||Đúng
a) Từ phương trình phản ứng: $\ _{1}^{1}H +_{3}^{7}Li \rightarrow_{2}^{4}He +_{Z}^{A}X$ .
Áp dụng định luật bảo toàn số nucleon và định luật bảo toàn điện tích, ta có:
$\left\{ \begin{matrix} A = 4 \\ Z = 2 \end{matrix} \right.\ \Rightarrow X$ là $\ _{2}^{4}He$
b) Số hạt nhân $\ _{2}^{4}He$ có trong 0,5 mol $\ _{2}^{4}He$ là:
$N = \frac{N_{A}}{2} = \frac{6,02.10^{23}}{2} = 3,01.10^{23}$
Mỗi phản ứng sẽ tạo ra 2 hạt nhân $\ _{2}^{4}He$ .
Số phản ứng cần thiết là: $n = \frac{N}{2} = \frac{3,01.10^{23}}{2} = 1,505.10^{23}$
c) Ta có $W = \left( m_{H} + m_{Li} - 2m_{he} \right).c^{2} = 17,42MeV$
Mỗi phản ứng tỏa năng lượng là $17,42MeV$
d) Mỗi phản ứng sẽ tạo ra 2 hạt nhân $\ _{2}^{4}He$ và tỏa năng lượng là $17,42MeV$
Số phản ứng cần thiết là: $1,505.10^{23}$
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là $1,505.10^{23}.17,42 = 2,6.10^{24}MeV$
Câu 8: Nhận biết
Xét tính đúng sai của các nhận định
Dùng neutron $\left( \ _{0}^{1}n \right)$ nhiệt có động năng nhỏ bắn vào hạt nhân $\ _{92}^{235}U$ . Kết quả hạt $\left( \ _{0}^{1}n \right)$ vỡ thành hai hạt nhân $\ _{39}^{95}Y;_{53}^{138}I$ kèm theo k neutron $\left( \ _{0}^{1}n \right)$ được giải phóng.
a. Đây là phản ứng tổng hợp hạt nhân (phản ứng nhiệt hạch). Sai||Đúng
b. Phương trình phản ứng $\ _{0}^{1}n +_{92}^{235}U \rightarrow_{92}^{236}U^{+} \rightarrow_{39}^{95}Y +_{53}^{138}I + k._{0}^{1}n$ . Đúng||Sai
c. Đây là phản ứng thu năng lượng. Sai||Đúng
d. Phản ứng dây chuyền tự duy trì. Đúng||Sai
Đáp án là:
Dùng neutron $\left( \ _{0}^{1}n \right)$ nhiệt có động năng nhỏ bắn vào hạt nhân $\ _{92}^{235}U$ . Kết quả hạt $\left( \ _{0}^{1}n \right)$ vỡ thành hai hạt nhân $\ _{39}^{95}Y;_{53}^{138}I$ kèm theo k neutron $\left( \ _{0}^{1}n \right)$ được giải phóng.
a. Đây là phản ứng tổng hợp hạt nhân (phản ứng nhiệt hạch). Sai||Đúng
b. Phương trình phản ứng $\ _{0}^{1}n +_{92}^{235}U \rightarrow_{92}^{236}U^{+} \rightarrow_{39}^{95}Y +_{53}^{138}I + k._{0}^{1}n$ . Đúng||Sai
c. Đây là phản ứng thu năng lượng. Sai||Đúng
d. Phản ứng dây chuyền tự duy trì. Đúng||Sai
a) Đây là phản ứng phân hạch.
b) Phương trình phản ứng $\ _{0}^{1}n +_{92}^{235}U \rightarrow_{92}^{236}U^{+} \rightarrow_{39}^{95}Y +_{53}^{138}I + k._{0}^{1}n$
c) Phản ứng tỏa năng lượng.
d) Số neu tron sinh ra: $\ _{0}^{1}n +_{92}^{235}U \rightarrow_{92}^{236}U^{+} \rightarrow_{39}^{95}Y +_{53}^{138}I + k._{0}^{1}n$
Áp dụng định luật bảo toàn số khối: 236=95+138+k.1 suy ra k =3
Phản ứng dây chuyền tự duy trì.

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!