Trắc nghiệm ôn tập Cuối học kì 2 Vật Lí 12 Cánh diều (có đúng sai, trả lời ngắn) có đáp án - Bài 6. Năng lượng hạt nhân

$\Delta {\rm{m}} = {\rm{Z}}{{\rm{m}}_{\rm{p}}} + ({\rm{A}} - {\rm{Z}}){{\rm{m}}_{\rm{n}}} - {{\rm{m}}_{\rm{X}}} = 8 \cdot 1{,}0073{\rm{u}} + (16 - 8) \cdot 1{,}0087 - 15{,}9904 = 0{,}1376{\rm{amu }}$

$\Rightarrow {{\rm{E}}_{\ell {\rm{k}}}} = \Delta {\rm{m}} \cdot {{\rm{c}}^2} = 0{,}1376\underbrace {{\rm{amu}} \cdot {{\rm{c}}^2}}_{931{,}5{\rm{MeV}}} = 128{,}1744({\rm{MeV}})$. Chọn C.

$\Delta {\rm{m}} = {\rm{Z}}{{\rm{m}}_{\rm{p}}} + ({\rm{A}} - {\rm{Z}}){{\rm{m}}_{\rm{n}}} - {{\rm{m}}_{\rm{X}}} = 1 \cdot 1{,}0073 + (2 - 1) \cdot 1{,}0087 - 2{,}0136 = 2{,}4 \cdot {10^{ - 3}}{\rm{amu}}$

$\Rightarrow {{\rm{E}}_{\ell {\rm{k}}}} = \Delta {\rm{m}} \cdot {{\rm{c}}^2} = 2{,}4 \cdot {10^{ - 3}} \cdot \underbrace {{\rm{amu}} \cdot {{\rm{c}}^2}}_{931{,}5} = 2{,}2356{\rm{MeV}}$. Chọn A.

$\Delta {\rm{m}} = {\rm{Z}}{{\rm{m}}_{\rm{p}}} + ({\rm{A}} - {\rm{Z}}){{\rm{m}}_{\rm{n}}} - {{\rm{m}}_{\rm{X}}} = 4 \cdot 1{,}0073 + (10 - 4) \cdot 1{,}0087 - 10{,}0135 = 0{,}0679{\rm{amu}}$

$\Rightarrow {E_{\ell {\rm{k}}}} = \Delta {\rm{m}} \cdot {{\rm{c}}^2} = 0{,}0679 \cdot \underbrace {{\rm{amu}} \cdot {{\rm{c}}^2}}_{931{,}5{\rm{MeV}}} = 63{,}2489{\rm{MeV}}$

$\Rightarrow {E_{\ell {\rm{kr}}}} = \frac{{{E_{\ell k}}}}{A} = \frac{{63{,}2489}}{{10}} = 6{,}3249\left( {\frac{{{\rm{MeV}}}}{{{\rm{ nucleon }}}}} \right)$. Chọn D.

${\rm{Q}} = {\rm{n}} \cdot {{\rm{E}}_{\ell {\rm{k}}}} = \frac{{\rm{V}}}{{22{,}4}} \cdot {{\rm{N}}_{\rm{A}}} \cdot {\rm{Q = }}\frac{{11{,}2}}{{22{,}4}} \cdot 6{,}023 \cdot {10^{23}} \cdot (2 \cdot 1{,}0073 + 2 \cdot 1{,}0087 - 4{,}0015) \cdot 931{,}5$

$\approx 8{,}55 \cdot {10^{24}}{\rm{MeV}}.$ Chọn A.

Áp dụng công thức: ${E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{\left[ {Z{m_p} + \left( {A - Z} \right){m_n} - {m_X}} \right]{c^2}}}{A}$

$\left\{ \begin{array}{l}{E_{lkr}}_{{\rm{Ar}}} = \frac{{\left[ {18.1{,}0073 + \left( {40 - 18} \right)1{,}0087 - 39{,}9525} \right]u{c^2}}}{{40}} = 5{,}20\left( {MeV/nuclon} \right)\\{E_{lkr}}_{Li} = 6 = 8{,}62\left( {MeV/nuclon} \right)\end{array} \right.$

${E_{lkr}}_{Ar} - {E_{kr}}_{Li} = 8{,}62 - 5{,}20 = 3{,}42\left( {MeV} \right) \Rightarrow$ Chọn B.

Độ hụt khối của hạt nhân $_8^{18}{\rm{O}}$:

$\Delta {m_{\rm{o}}} = Z{m_{\rm{p}}} + (A - Z){m_{\rm{n}}} - {m_{\rm{o}}} = 8.1{,}0073{\rm{u}} + (18 - 8)(1{,}0087{\rm{u}}) - 17{,}9948{\rm{u}} = 0{,}1506{\rm{u}}$

Chọn B.

a) Hạt nhân A có 202 – 122 = 80 proton.

Hạt nhân A và B là hai hạt nhân đồng vị → Phát biểu a) Đúng.

b) Hạt nhân B có 204 – 80 = 124 neutron, trong khi đó hạt nhân A chỉ có 122 neutron → Phát biểu b) Sai.

c) Hạt nhân A có độ hụt khối nhỏ hơn hạt nhân B:

$\Delta {m_{\rm{A}}} < \Delta {m_{\rm{B}}} \Leftrightarrow \Delta {m_{\rm{A}}}{{\rm{c}}^2} < \Delta {m_{\rm{B}}}{{\rm{c}}^2} \Leftrightarrow {E_{{\rm{lkA}}}} < {E_{{\rm{lkB}}}}$ → Phát biểu c) Đúng.

d) Tính năng lượng liên kết riêng của mỗi hạt nhân:

${E_{{\rm{klkA}}}} = \frac{{{E_{{\rm{kkA}}}}}}{{{A_{\rm{A}}}}} = \frac{{1{,}71228.\left( {931{,}5{\rm{MeV}}/{{\rm{c}}^2}} \right){c^2}}}{{202{\rm{ nucleon }}}} = 7{,}896{\rm{MeV}}/$ nucleon

${E_{{\rm{krB}}}} = \frac{{{E_{{\rm{kkB}}}}}}{{{A_{\rm{B}}}}} = \frac{{1{,}72675 \cdot \left( {931{,}5{\rm{MeV}}/{{\rm{c}}^2}} \right){c^2}}}{{204{\rm{ nucleon }}}} = 7{,}885{\rm{MeV}}/$ nucleon

${E_{{\rm{lkrA}}}} > {E_{{\rm{lkrB}}}}$ nên hạt nhân A bền vững hơn hạt nhân ${\rm{B}} = >$ Phát biểu d) Sai.

Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Sai.

a) Sai. Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng.

b) Đúng.

c) Đúng.

d) Đúng

Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

Năng lượng do phân hạch sinh ra trong 3 năm:

A$_{tp}$ = A$_{ich}$ = P$_{ich}$.t = 200.10$^{6}$.3.365.86400 = 1,89216.10$^{16}$ (J).

Vì mỗi phân hạch tỏa ΔE = 200 MeV = 3,2.10$^{−}$$^{14}$ (J) nên số hạt U235 cần phân hạch là:

$$N = \frac{{{{1{,}89216.10}^{16}}}}{{{{3{,}2.10}^{ - 14}}}} = {5{,}913.10^{29}}$$

Khối lượng 235U cần dùng: $m = \frac{N}{{{N_A}}}A = \frac{{{{5{,}913.10}^{26}}}}{{{{6{,}023.10}^{23}}}}.0{,}235 = 230{,}8\left( {kg} \right).$

Đáp án: 230,8 kg.

Số phản ứng bằng số hạt He: $N = {N_{He}} = \frac{{{m_{He}}}}{{{A_{He}}}}{N_A} = \frac{1}{4}{.6{,}023.10^{23}} = {1{,}505.10^{23}}$

$Q = N.\Delta E = {1{,}505.10^{23}}{.17{,}6.1{,}6.10^{ - 13}} \approx {4{,}24.10^{11}}\left( J \right).$

Đáp án: 4,24.10$^{11}$ J.

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân $_1^2{\rm{H}}$ là:

$${E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{2{,}22}}{2} = 1{,}11\,MeV/nucleon$$

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân $_2^4{\rm{He}}$ là: ${E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{28{,}3}}{4} = 7{,}075\,MeV/nucleon$

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân $_{26}^{56}{\rm{Fe}}$ là: ${E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{492}}{{56}} = 8{,}79\,MeV/nucleon$

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân $_{92}^{235}{\rm{U}}$là: ${E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{1786}}{{235}} = 7{,}6\,MeV/nucleon$

Đáp án: Hạt nhân bền vững nhất là hạt nhân $_{26}^{56}{\rm{Fe}}$.