Bài tập file word Vật lí 12 cánh diều Bài 2: Năng lượng hạt nhân

CHỦ ĐỀ 4 :BÀI 2: NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

(17 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (6 CÂU)

Câu 1: Độ hụt khối là gì? Nêu công thức tính độ hụt khối.

Trả lời:

Độ chênh lệch giữa tổng khối lượng của các nucleon tạo thành hạt nhân và khối lượng m, của hạt nhân gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu là Δm:

Δm = Zm_p + (A−Z)m_n  − m_x

Trong đó:

m_p là khối lượng hạt proton;

m_n là khối lượng hạt neutron;

m_X là khối lượng hạt nhân

Câu 2: Năng lượng liên kết hạt hạt nhân là gì? Nêu công thức tính năng lượng liên kết của hạt nhân.

Trả lời:

Câu 3: Năng lượng liên kết riêng là gì? Nêu công thức tính năng lượng liên kết riêng

Trả lời:

Câu 4: Quá trình phân hạch là gì? Quá trình phân hạch là quá trình tỏa hay thu năng lượng.

Trả lời:

Câu 5: Ứng dụng của ngành công nghiệp hạt nhân.

Trả lời:

Câu 6: Quá trình tổng hợp hạt nhân là gì? Điều kiện để xảy ra phản ứng là gì?

Trả lời:

2. THÔNG HIỂU ( 5 CÂU)

Câu 1: Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững.

b) Hai hạt nhân đồng vị có số neutron khác nhau nên có khối lượng khác nhau.

c) Trong phản ứng phân hạch, một hạt nhân có số khối trung bình hấp thụ một neutron chậm rồi vỡ ra thành các hạt nhân có số khối nhỏ.

d) Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nucleon tạo thành nó.

Trả lời:

a) Sai. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.

b) Đúng.

c) Sai. Trong phản ứng phân hạch, một hạt nhân nặng hấp thụ một neutron chậm rồi vỡ ra thành hai hạt nhân có số khối trung bình sau đó giải phóng thêm k neutron khác.

d) Đúng.

Câu 2: Các hạt nhân deuterium , tritium  , helium

 có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV. Sắp xếp các hạt nhân trên theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân.

Trả lời:

Câu 3: Biết hạt nhân  có khối lượng 39,9525 u. Cho khối lượng của proton và neutron lần lượt là 1,0073 u và 1,0087 u. Tính năng lượng liên kết của hạt nhân

Trả lời:

Câu 4: Cho 1u = 1,66055.10^-27 kg; c = 3.108 m/s; 1 eV = 1,6.10^-19 J. Hạt prôtôn có khối lượng mp = 1,007276 u, thì có năng lượng nghỉ là ?

Trả lời:

Câu 5: Biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c². Tính năng lượng liên kết của hạt nhân ?

Trả lời:

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Hạt nhân  hấp thụ một neutron nhiệt rồi vỡ ra thành hai hạt nhân  kèm theo giải phóng một số hạt neutron mới. Biết rằng tổng khối lượng các hạt trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,181 u. Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Đây là quá trình nhiệt hạch do toả ra năng lượng nhiệt rất lớn.

b) Hạt nhân X là rubidium

c) Quá trình này giải phóng kèm theo ba hạt neutron mới.

d) Năng lượng toả ra sau phản ứng là 201 MeV.

Trả lời:

a) Sai. Đây là phản ứng phân hạch. Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp của các hạt nhân nhẹ để tạo thành hạt nhân nặng hơn, trong khi phản ứng phân hạch là sự phân chia của một hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn.

b) Đúng.

Ta có:

Vận dụng công thức bảo toàn điện tích, suy ra:

Z=92−55=37

c) Sai. Từ

⇒k = 4

Nên quá trình này giải phóng kèm theo 4 hạt neutron mới.

d) Sai. Năng lượng toả ra sau phản ứng là:

ΔE=Δmc² = 0,181.931,5.(3.10⁸)² ≈1,52.10¹⁹ (MeV)

Câu 2: Hạt nhân  có năng lượng liên kết riêng là 7,59 MeV/nucleon. Tính:

a) Năng lượng tối thiểu cần cung cấp để tách hạt nhân  thành các nucleon riêng lẻ.

b) Độ hụt khối của hạt nhân

c) Khối lượng của hạt nhân  . Cho biết khối lượng của các hạt proton và neutron lần lượt là 1,00728 u và 1,00866 u.

Trả lời:

Câu 3: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt có công suất 500,0 kW và sử dụng nhiên liệu là  . Coi mỗi hạt nhân  phân hạch toả ra năng lượng trung bình là 175 MeV và uranium chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Tính khối lượng  mà lò tiêu thụ nếu hoạt động liên tục trong 72 giờ.

Trả lời:

Câu 4: Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: . Cho biết khối lượng của các nguyên tử và khối lượng hạt neutron lần lượt là: 2,0141 u; 3,0160 u; 4,0026 u và 1,0087 u.Tính năng lượng toả ra nếu có 1,000 kg được tạo thành do vụ nổ.

Trả lời:

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Hiện nay, công suất phát xạ năng lượng của Mặt Trời khoảng 3,83.10²⁶ W.

a) Dựa vào hệ thức liên hệ giữa khối lượng và năng lượng, tính khối lượng Mặt Trời giảm đi mỗi giây.

b) Giả sử rằng Mặt Trời duy trì công suất phát xạ năng lượng này trong suốt khoảng thời gian từ khi hình thành (4,50 tỉ năm trước) cho đến hiện tại. Biết rằng, khối lượng Mặt Trời hiện nay là 1,99.1026 kg. Khối lượng này bằng bao nhiêu phần trăm khối lượng ban đầu của Mặt Trời khi mới hình thành?

Trả lời:

a) Khối lượng Mặt Trời giảm đi mỗi giây: 

Δm == 4,26.10⁹(kg/s)

b) Khối lượng Mặt Trời đã mất đi để chuyển hoá thành năng lượng trong thời gian 4,50 tỉ năm là:

(4,26.10⁹).(4,50.10⁹.365.24.3600) = 6,04.10²⁶kg

Khối lượng Mặt Trời khi mới hình thành là:

6,04.10²⁶ + 1,99.10²⁶ = 8,03.10²⁶ (kg)

Khối lượng hiện nay của Mặt Trời bằng 24,8% khối lượng ban đầu.

--------------------------------------
---------------------Còn tiếp----------------------