Bài tập trắc nghiệm Lí 12

Trắc nghiệm Bài 38. Phản ứng phân hạch - nhiệt hạch - Vật Lí 12

Làm đề thi

Đề bài

Câu 1 :

Phản ứng phân hạch là

A

Là phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ hấp thụ một nơtron và chuyển thành hai hạt nhân trung bình.
B

Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng kết hợp một hạt nhân nhẹ và chuyển thành hai hạt nhân trung bình
C

Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân trung bình
D

Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân nhẹ

Câu 2 :

Điều kiện để xảy ra phản ứng dây truyền là?

A

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 0
B

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 0
C

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 1
D

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 1

Câu 3 :

Hoàn chỉnh phản ứng phân hạch: $_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _?^{140}I + x\left( {_0^1n} \right)$

A

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 1\left( {_0^1n} \right)$
B

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + 2\left( {_0^1n} \right)$
C

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + \left( {_0^1n} \right)$
D

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 2\left( {_0^1} \right)n$

Câu 4 :

Nếu dùng nơtron chậm có năng lượng cỡ 0,01eV bắn vào hạt nhân $^{235}U$ thì thông tin nào sau đây là sai?

A

Các hạt nhân sản phẩm hầu hết là các hạt alpha, bêta
B

Phản ứng sinh ra 2 hoặc 3 nơtron
C

Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng khoảng 200MeV duới tác dạng động năng của các hạt
D

Các hạt nhân sản phẩm có số khối thuộc loại trung bình nằm trong khoảng từ 80 đến 160

Câu 5 :

Phản ứng nhiệt hạch là :

A

phản ứng hạt nhân thu năng lượng
B

quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
C

phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ vỡ thành hai hạt nhân nặng hơn
D

quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững

Câu 6 :

Phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở điều kiện?

A

Nhiệt độ bình thường
B

Nhiệt độ cao
C

Nhiệt độ thấp
D

ở nhiệt độ 0⁰C

Câu 7 :

Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân

A

đều có sự hấp thụ nơtron chậm
B

đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C

đều không phải là phản ứng hạt nhân
D

đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng

Câu 8 :

Sự phóng xạ và sự phân hạch không có cùng đặc điểm nào sau đây?

A

biến đổi hạt nhân
B

phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
C

tạo ra hạt nhân bền vững hơn
D

xảy ra một cách tự phát

Câu 9 :

Kết luận nào không đúng khi nói về phản ứng phân hạch và nhiệt hạch?

A

Đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
B

Đều là phản ứng hạt nhân thuộc loại kích thích
C

Mỗi phản ứng phân hạch tỏa năng lượng lớn hơn phản ứng nhiệt hạch
D

Đều là phản ứng hạt nhân điều khiển được

Câu 10 :

Cho phản ứng $_1^2D + _1^2D \to _2^3He + n + 3,25MeV$. Phản ứng này là:

A

Phản ứng phân hạch
B

Phản ứng nhiệt hạch
C

Phản ứng thu năng lượng
D

Phản ứng không tỏa, không thu năng lượng

Câu 11 :

Trong các lò phản ứng hạt nhân, vật liệu nào dưới đây có thể đóng vai trò “chất làm chậm” tốt nhất đối với nơtron?

A

Kim loại nặng
B

Bê tông
C

Cadimi
D

Than chì

Câu 12 :

Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A

Nhà máy điện nguyên tử chuyển năng lượng của phản ứng hạt nhân thành năng lượng điện.
B

Phản ứng nhiệt hạch không thải ra chất phóng xạ làm ô nhiễm môi trường.
C

Trong nhà máy điện nguyên tử, phản ứng dây chuyền xảy ra ở mức tới hạn.
D

Trong lò phản ứng hạt nhân các thanh Urani phải có khối lượng nhỏ hơn khối lượng tới hạn.

Câu 13 :

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 nhiệt hạch 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 nhiệt hạch toả ra năng lượng nhiều, có bức xạ gây ô nhiễm môi trường
D

Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được

Câu 14 :

Để thực hiện phản ứng nhiệt hạch, vì sao cần có điều kiện mật độ hạt nhân đủ lớn?

A

Để giảm khoảng cách giữa các hạt nhân, nhằm tăng lực hấp dẫn giữa chúng làm cho các hạt nhân kết hợp được với nhau
B

Để tăng cơ hội để các hạt nhân tiếp xúc và kết hợp với nhau
C

Để giảm năng lượng liên kết hạt nhân với bán kính tác dụng
D

Để giảm khoảng cách hạt nhân tới bán kính tác dụng

Câu 15 :

Năng lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất có nguồn gốc từ

A

Phản ứng phân hạch trong lòng Mặt Trời
B

Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời
C

Các miệng núi lửa đang hoạt động trên Mặt Trời
D

Hiện tượng quang phát quang ở Mặt Trời

Câu 16 :

Trong phản ứng hạt nhân ${}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n,$hai hạt nhân ${}_1^2H$ có động năng như nhau K₁, động năng của hạt nhân ${}_2^3He$ và nơtrôn lần lượt là K₂ và K₃. Hệ thức nào sau đây đúng?

A

2K₁ ≥ K₂ + K₃
B

2K₁ ≤ K₂ + K₃
C

2K₁ > K₂ + K₃
D

2K₁ < K₂ + K₃

Câu 17 :

Do năng lượng của phản ứng nhiệt hạch tổng hợp hiđrô thành hêli ($\alpha $) trong lòng mặt trời nên mặt trời tỏa nhiệt, biết công suất bức xạ toàn phần của mặt trời là ${\rm{P}} = {\rm{3}},{\rm{9}}.{\rm{1}}{0^{26}}$W. Biết rằng lượng hêli tạo ra trong một ngày là 5,33.10¹⁶ kg. Năng lượng tỏa ra khi một hạt hêli được tạo thành là:

A

22,50 MeV
B

26,245 MeV
C

18,75 MeV
D

13,6 MeV

Câu 18 :

Mỗi phản ứng phân hạch của U²³⁵ toả ra trung bình 200 MeV. Năng lượng do 1g U²³⁵ toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là:

A

8,2.10³MJ
B

82.10³MJ
C

850 MJ
D

8,5.10³MJ

Câu 19 :

Bom nhiệt hạch dùng làm phản ứng $D{\rm{ }} + {\rm{ }}T \to He{\rm{ }} + {\rm{ }}n{\rm{ }} + {\rm{ }}18MeV$ Nếu có 1kmol He tạo thành thì năng lượng tỏa ra là: (khối lượng nguyên tử đã biết)

A

23,5.10¹⁴J
B

28,5.10¹⁴J
C

25,5.10¹⁴J
D

17,34.10¹⁴ J

Câu 20 :

Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là U²³⁵. Mỗi phân hạch của hạt nhân U²³⁵ tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là 25%. Nếu công suất của lò là 400 MW thì khối lượng U²³⁵ cần dùng trong một ngày xấp xỉ bằng

A

1,75 kg
B

2,59 kg
C

1,69 kg
D

2,67 kg

Câu 21 :

Cho phản ứng phân hạch của Urani 235: ${}_{92}^{235}U + {}_0^1n \to {}_{42}^{95}Mo + {}_{57}^{139}La + 2{}_0^1n$. Biết khối lượng các hạt nhân: m_U = 234,99u; m_Mo = 94,88u; m_La = 138,87u; m_n = 1,0087u. Hỏi năng lượng tỏa ra khi 1 gam U phân hạch hết sẽ tương đương với năng lượng sinh ra khi đốt cháy bao nhiêu kg xăng? Biết rằng mỗi kg xăng cháy hết tỏa năng lượng 46.10⁶ J.

A

20 kg
B

1720 kg
C

1820 kg
D

1920 kg

Câu 22 :

Một tàu phá băng công suất 16MW. Tàu dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U²³⁵. Trung bình mỗi phân hạch tỏa ra 200 MeV. Nhiên liệu dùng trong lò là U làm giàu đến 12,5% (tính theo khối lượng). Hiệu suất của lò là 30%. Hỏi nếu tàu làm việc liên tục trong 3 tháng thì cần bao nhiêu kg nhiên liệu (coi mỗi ngày làm việc 24 giờ, 1 tháng tính 30 ngày)

A

40,47 kg
B

80,9 kg
C

10,11 kg
D

24,3 kg

Câu 23 :

Biết ${}^{235}U$ có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: ${}_{0}^{1}n+{}_{92}^{235}U\to {}_{53}^{139}I+{}_{39}^{94}Y+3{}_{0}^{1}n$ . Khối lượng của các hạt tham gia phản ứng: m_U = 234,99332u; m_n = 1,0087u; m_I = 138,8970u; m_Y = 93,89014u; 1uc² = 931,5MeV. Nếu có một lượng hạt nhân U235 đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 10¹⁰ hạt U235 phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân notron là k = 2. Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng tỏa ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu) là

A
5,45.10¹³MeV
B
8,79.10¹²MeV
C
175,85MeV
D
21,27.10¹³MeV

Câu 24 :

Một nhà máy điện nguyên tử dùng ²³⁵U phân hạch tỏa ra 200MeV. Hiệu suất của nhà máy là 30%. Nếu công suất của nhà máy là 1920MW thì khối lượng ²³⁵U cần dùng trong một ngày:

A
0,6744kg
B
1,0502kg
C
2,5964kg
D
6,7455kg

Câu 25 :

Xét phản ứng: $_1^2{\text{H}} + _1^2{\text{H}} \to {\text{ }}_2^3{\text{He}} + _0^1{\text{n}}$. Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J). Cho biết khối lượng của các hạt nhân $_1^2{\text{H;}}_2^3{\text{He}};_0^1{\text{n}}$ lần lượt là: 2,0135 u; 3,0149 u ; 1,0087 u

A
5,07.10^-13 J
B
5,07.10^-15 J
C
3,07.10^-13 J
D
3,07.10^-15 J

Câu 26 :

Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân $2{}_{1}^{2}D\to {}_{Z}^{A}X+{}_{0}^{1}n$. Biết độ hụt khối của hạt nhân ${}_{1}^{2}D$ là 0,0024u, của hạt nhân X là 0,0083u. Lấy 1u = 931 MeV/c². Năng lượng toả ra khi tổng hợp hết 1g ${}_{1}^{2}D$ là

A
3,26 MeV.
B
6,52 MeV.
C
9,813.10²³ MeV.
D
4,906.10²³ MeV.

Lời giải và đáp án

Câu 1 :

Phản ứng phân hạch là

A

Là phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ hấp thụ một nơtron và chuyển thành hai hạt nhân trung bình.
B

Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng kết hợp một hạt nhân nhẹ và chuyển thành hai hạt nhân trung bình
C

Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân trung bình
D

Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân nhẹ

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân trung bình.

Câu 2 :

Điều kiện để xảy ra phản ứng dây truyền là?

A

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 0
B

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 0
C

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 1
D

Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 1

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Xem lí thuyết phần 1

Lời giải chi tiết :

Điều kiện để xảy ra phản ứng dây chuyền: xét số nơtrôn trung bình k sinh ra sau mỗi phản ứng phân hạch ($k$ là hệ số nhân nơtron).

+ Nếu $k < 1$: thì phản ứng dây chuyền không thể xảy ra.

+ Nếu $k = 1$: thì phản ứng dây chuyền sẽ xảy ra và điều khiển được.

+ Nếu $k > 1$: thì phản ứng dây chuyền xảy ra không điều khiển được.

Câu 3 :

Hoàn chỉnh phản ứng phân hạch: $_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _?^{140}I + x\left( {_0^1n} \right)$

A

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 1\left( {_0^1n} \right)$
B

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + 2\left( {_0^1n} \right)$
C

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + \left( {_0^1n} \right)$
D

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 2\left( {_0^1} \right)n$

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Cân bằng phương trình phản ứng

Lời giải chi tiết :

$_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + 2(_0^1n)$

Câu 4 :

Nếu dùng nơtron chậm có năng lượng cỡ 0,01eV bắn vào hạt nhân $^{235}U$ thì thông tin nào sau đây là sai?

A

Các hạt nhân sản phẩm hầu hết là các hạt alpha, bêta
B

Phản ứng sinh ra 2 hoặc 3 nơtron
C

Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng khoảng 200MeV duới tác dạng động năng của các hạt
D

Các hạt nhân sản phẩm có số khối thuộc loại trung bình nằm trong khoảng từ 80 đến 160

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Xem lí thuyết phần 2 + vận dụng phương trình phân hạch $^{235}U$

Lời giải chi tiết :

Ta có:

${}_{92}^{235}U + {}_0^1n\;\; \to \;\;{}_{92}^{236}U\;\; \to \;\;{}_{{Z_1}}^{{A_{\;1}}}X + \;{}_{{Z_2}}^{{A_{\;2}}}X\; + \;\;k{}_0^1n\;\; + \;\;200MeV$

=> A - sai

Câu 5 :

Phản ứng nhiệt hạch là :

A

phản ứng hạt nhân thu năng lượng
B

quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
C

phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ vỡ thành hai hạt nhân nặng hơn
D

quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Phản ứng nhiệt hạch là quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn

Câu 6 :

Phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở điều kiện?

A

Nhiệt độ bình thường
B

Nhiệt độ cao
C

Nhiệt độ thấp
D

ở nhiệt độ 0⁰C

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Ta có: Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch

+ Nhiệt độ cao khoảng từ 50 triệu độ tới 100 triệu độ.

+ Hỗn hợp nhiên liệu phải “giam hãm” trong một khoảng không gian rất nhỏ.

Câu 7 :

Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân

A

đều có sự hấp thụ nơtron chậm
B

đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C

đều không phải là phản ứng hạt nhân
D

đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Phản ứng phân hạch: Hạt nhân nặng hấp thụ 1 notron chậm vỡ ra thành các hạt nhân nhẹ hơn

Phản ứng nhiệt hạch: Hạt nhân nhẹ kết hợp với nhau tạo thành hạt nhân nặng hơn

Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng

Lời giải chi tiết :

Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng

Câu 8 :

Sự phóng xạ và sự phân hạch không có cùng đặc điểm nào sau đây?

A

biến đổi hạt nhân
B

phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
C

tạo ra hạt nhân bền vững hơn
D

xảy ra một cách tự phát

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Sự phóng xạ xảy ra do tự phát (hạt nhân không bền vững tự phát phân rã), sự phân hạch xảy ra khi dùng notron nhiệt bắn vào hạt nhân khiến hạt nhân chuyển sang trạng thái không bền vững và phân rã

Lời giải chi tiết :

Chỉ có sự phóng xạ xảy ra do tự phát

Câu 9 :

Kết luận nào không đúng khi nói về phản ứng phân hạch và nhiệt hạch?

A

Đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
B

Đều là phản ứng hạt nhân thuộc loại kích thích
C

Mỗi phản ứng phân hạch tỏa năng lượng lớn hơn phản ứng nhiệt hạch
D

Đều là phản ứng hạt nhân điều khiển được

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Phản ứng phân hạch và nhiệt hạch đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng. Nếu tính trên một phản ứng thì năng lượng phản ứng nhiệt hạch nhỏ hơn phản ứng phân hạch. Hiện nay, con người chưa điều khiển được phản ứng nhiệt hạch

Lời giải chi tiết :

D -sai vì: Hiện nay, con người vẫn chưa điều khiển được phản ứng nhiệt hạch

Câu 10 :

Cho phản ứng $_1^2D + _1^2D \to _2^3He + n + 3,25MeV$. Phản ứng này là:

A

Phản ứng phân hạch
B

Phản ứng nhiệt hạch
C

Phản ứng thu năng lượng
D

Phản ứng không tỏa, không thu năng lượng

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

$_1^2D + _1^2D \to _2^3He + n + 3,25MeV$là phản ứng nhiệt hạch

Câu 11 :

Trong các lò phản ứng hạt nhân, vật liệu nào dưới đây có thể đóng vai trò “chất làm chậm” tốt nhất đối với nơtron?

A

Kim loại nặng
B

Bê tông
C

Cadimi
D

Than chì

Đáp án : D

Lời giải chi tiết :

Than chì đóng vai trò chất làm chậm tốt nhất đối với notron

Câu 12 :

Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A

Nhà máy điện nguyên tử chuyển năng lượng của phản ứng hạt nhân thành năng lượng điện.
B

Phản ứng nhiệt hạch không thải ra chất phóng xạ làm ô nhiễm môi trường.
C

Trong nhà máy điện nguyên tử, phản ứng dây chuyền xảy ra ở mức tới hạn.
D

Trong lò phản ứng hạt nhân các thanh Urani phải có khối lượng nhỏ hơn khối lượng tới hạn.

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Vận dụng lí thuyết về phản ứng phân hạch - nhiệt hạch

Lời giải chi tiết :

A, B, C - đúng

D - sai vì: Khối lượng ${}_{92}^{235}U$ phải đạt tới giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn ${m_{th}}$.

Câu 13 :

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 nhiệt hạch 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 nhiệt hạch toả ra năng lượng nhiều, có bức xạ gây ô nhiễm môi trường
D

Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

A, B, D - đúng

C- sai vì phản ứng nhiệt hạch sạch hơn so với phản ứng phân hạch vì không có bức xạ hay cặn bã phóng xạ làm ô nhiễm môi trường

Câu 14 :

Để thực hiện phản ứng nhiệt hạch, vì sao cần có điều kiện mật độ hạt nhân đủ lớn?

A

Để giảm khoảng cách giữa các hạt nhân, nhằm tăng lực hấp dẫn giữa chúng làm cho các hạt nhân kết hợp được với nhau
B

Để tăng cơ hội để các hạt nhân tiếp xúc và kết hợp với nhau
C

Để giảm năng lượng liên kết hạt nhân với bán kính tác dụng
D

Để giảm khoảng cách hạt nhân tới bán kính tác dụng

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Vận dụng lí thuyết về phản ứng nhiệt hạch- phân hạch

Lời giải chi tiết :

Để thực hiện phản ứng nhiệt hạch, cần có điều kiện mật độ hạt nhân đủ lớn để giảm khoảng cách hạt nhân tới bán kính tác dụng

Câu 15 :

Năng lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất có nguồn gốc từ

A

Phản ứng phân hạch trong lòng Mặt Trời
B

Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời
C

Các miệng núi lửa đang hoạt động trên Mặt Trời
D

Hiện tượng quang phát quang ở Mặt Trời

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Phản ứng nhiệt hạch: hạt nhân nhẹ kết hợp với nhau tạo thành hạt nhân nặng hơn. Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch là ở nhiệt độ rất cao

Lời giải chi tiết :

Năng lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất có nguồn gốc từ phản ứng nhiệt hạch

Câu 16 :

A

2K₁ ≥ K₂ + K₃
B

2K₁ ≤ K₂ + K₃
C

2K₁ > K₂ + K₃
D

2K₁ < K₂ + K₃

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Phản ứng nhiệt hạch: phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ tạo thành hạt nhân nặng hơn.

Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng toả năng lượng: K_s> K_t

(K_t, K_s lần lượt là tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng)

Lời giải chi tiết :

Phản ứng ${}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n$là phản ứng nhiệt hạch

Đây là phản ứng toả năng lượng nên: K₂ + K₃ > 2K₁

Câu 17 :

A

22,50 MeV
B

26,245 MeV
C

18,75 MeV
D

13,6 MeV

Đáp án : B

Phương pháp giải :

+ Sử dụng công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt N = (m/A).N_A

+ Công thức tính năng lượng: W = Pt

Lời giải chi tiết :

Số hạt He tạo thành trong 1 ngày $N = \frac{{{m_{He}}{N_A}}}{4} = \frac{{5,{{33.10}^{16}}{{.10}^3}}}{4}.6,{02.10^{23}} = 8,{02.10^{42}}$ (hạt)

Năng lượng bức xạ toàn phần của Mặt Trời trong 1 ngày: W_1ngày = P.t = 3,9.10²⁶.86400 = 3,3696.10³¹J

Năng lượng tỏa ra khi một hạt hêli được tạo thành là: ${W_{1hat}} = \frac{{3,{{3696.10}^{31}}J}}{{8,{{02.10}^{42}}.1,{{6.10}^{ - 13}}}} = 26,25MeV$

Câu 18 :

Mỗi phản ứng phân hạch của U²³⁵ toả ra trung bình 200 MeV. Năng lượng do 1g U²³⁵ toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là:

A

8,2.10³MJ
B

82.10³MJ
C

850 MJ
D

8,5.10³MJ

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Sử dụng công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt N = (m/A)N_A

Lời giải chi tiết :

Mỗi phản ứng phân hạch của U²³⁵ toả ra trung bình 200 MeV

1g U²³⁵ có: N = m.N_A/A = 1.6,02.10²³/235 = 2,562.10²¹ nguyên tử

Khi đó năng lượng do 1g U²³⁵ toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là: 200.N = 82.10³MJ

Câu 19 :

A

23,5.10¹⁴J
B

28,5.10¹⁴J
C

25,5.10¹⁴J
D

17,34.10¹⁴ J

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Sử dụng công thức tính số hạt chứa trong n (mol) nguyên tử N = n.N_A

Lời giải chi tiết :

1kmol He chứa: N = n.N_A = 10³.6,02.10²³ = 6,02.10²⁶ nguyên tử He

Theo bài cho, 1 hạt nhân He tạo thành toả năng lượng 18MeV

1kmol He tạo thành thì năng lượng tỏa ra là : Q = 18.6,02.10²⁶= 1,0836.10²⁸ MeV = 17,34.10¹⁴ J

Câu 20 :

A

1,75 kg
B

2,59 kg
C

1,69 kg
D

2,67 kg

Đáp án : C

Phương pháp giải :

+ Sử dụng công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng N = (m/A)N_A

+ Hiệu suất: H = P_ci/P_tp

Lời giải chi tiết :

+ Năng lượng hạt nhân của lò phản ứng cung cấp cho tàu ngầm vận hành trong một ngày: W = P.t = 400.10⁶.86400 = 3,456.10¹³J

+ Do hiệu suất của lò đạt 25% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:

$\Delta {\rm{W}} = 200.0,25 = 50MeV = {8.10^{ - 12}}J$

+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: $N = \frac{{\rm{W}}}{{\Delta {\rm{W}}}} = 4,{32.10^{24}}$

+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U²³⁵ số hạt U²³⁵ dùng trong 1 ngày là: N = 4,32.10²⁴ hạt

+ Lại có: $N = \frac{m}{A}.{N_A} \Rightarrow m = \frac{{N.A}}{{{N_A}}} = \frac{{4,{{23.10}^{24}}.235}}{{6,{{02.10}^{23}}}} \approx 1686,4g = 1,69kg$

Câu 21 :

A

20 kg
B

1720 kg
C

1820 kg
D

1920 kg

Đáp án : D

Phương pháp giải :

+ Công thức tính năng lượng toả ra của phản ứng: ∆E = (m_t – m_s)c²

(m_t, m_s lần lượt là tổng khối lượng của các hạt trước và sau phản ứng)

+ Công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng: N = (m/A)N_A

Lời giải chi tiết :

Năng lượng toả ra khi 1 hạt U phân hạch là:

$\Delta E = \left[ {\left( {{m_U} + {m_n}} \right) - \left( {{m_{Mo}} + {m_{La}} + 2{m_n}} \right)} \right]{c^2} = \left( {234,99 - 94,88 - 138,87 - 1,0087} \right)u{c^2} = 0,2313.931,5 = 215,5\,MeV$

1 (g) U²³⁵ chứa: $N = \frac{m}{A}{N_A} = \frac{1}{{235}}.6,{02.10^{23}} = 2,{56.10^{21}}$hạt

1 gam U phân hạch hết toả năng lượng: $E = N.\Delta E = 5,{52.10^{23}}MeV = 8,{832.10^{10}}J$

Lượng xăng cần sử dụng là: $m = \frac{{8,{{832.10}^{10}}}}{{{{46.10}^6}}} = 1920kg$

Câu 22 :

A

40,47 kg
B

80,9 kg
C

10,11 kg
D

24,3 kg

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt: N = (m/A)N_A

+ Hiệu suất: H = P_ci/P_tp

Lời giải chi tiết :

+ Năng lượng tàu sử dụng trong 1 ngày: ${\rm{W}} = P.t = {16.10^6}.86400 = 1,{3824.10^{12}}J$

+ Do hiệu suất của lò là 30% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:

$\Delta {\rm{W}} = 200.0,3 = 60MeV = 9,{6.10^{ - 12}}J$

+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: $N = \frac{{\rm{W}}}{{\Delta {\rm{W}}}} = 1,{44.10^{23}}$

+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235 số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: N_U = N = 1,44.10²³ hạt

+ Khối lượng U cần dùng trong 1 ngày: ${N_U} = \frac{{{m_U}}}{A}.{N_A} \Rightarrow {m_U} = \frac{{{N_U}.A}}{{{N_A}}} = \frac{{1,{{44.10}^{23}}.235}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 56,2126g$.

+ Nhiên liệu dùng trong lò là U làm giàu đến 12,5% (tính theo khối lượng) Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong 1 ngày: ${m_{nl}} = \frac{{{m_U}}}{{12,5\% }} = 449,7g$

+ Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong 3 tháng là: 449,7.90 = 40,47kg

Câu 23 :

A
5,45.10¹³MeV
B
8,79.10¹²MeV
C
175,85MeV
D
21,27.10¹³MeV

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Năng lượng tỏa ra trong phản ứng hạt nhân: E = (m₀ – m)c² = (m₀ – m).931,5 MeV mới m₀ và m là tổng khối lượng hạt nhân trước và sau phản ứng.

Hệ số nhân nơ tron là só notron tiếp tục gây ra phân hạch sau mỗi phản ứng

Lời giải chi tiết :

Năng lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:

ΔE = (m_U + m_n – m_I – m_Y – 3m_n)c² = 0,18878uc² = 175,85MeV

Khi 1 phân hạch kích thích ban đầu sau 5 phân hạch dây chuyền, số phân hạch xảy ra là:

1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31

Số phân hạch sau 5 phân hạch dây chuyền từ 10¹⁰ phân hạch ban đầu là N = 31.10¹⁰

Năng lượng tỏa ra là: E = 31.10¹⁰ΔE = 5,45.10¹³MeV

Câu 24 :

A
0,6744kg
B
1,0502kg
C
2,5964kg
D
6,7455kg

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt: $N = \frac{m}{A}.{N_A}$

Lời giải chi tiết :

Đáp án D

- Hiệu suất: $H = \frac{A}{Q}.100\% $

- Năng lượng của nhà máy tạo ra trong một ngày: $A = Pt = {1920.10^6}.86400 = 1,{0368.10^{27}}\left( {MeV} \right)$

- Năng lượng tổng cộng của U²³⁵ phân hạch toả ra trong một ngày:

$Q = \frac{{A.100}}{H} = \frac{{1,{{0368.10}^{27}}.100}}{{30}} = 3,{456.10^{27}}\left( {MeV} \right)$

- Số phân hạch = số hạt nhân U²³⁵: $N = \frac{Q}{{200}} = \frac{{3,{{456.10}^{27}}}}{{200}} = 1,{728.10^{25}}$

=> Khối lượng U²³⁵ cần dùng trong 1 ngày: $m = \frac{{1,{{728.10}^{25}}.235}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 6745,5g = 6,7455kg$

Câu 25 :

A
5,07.10^-13 J
B
5,07.10^-15 J
C
3,07.10^-13 J
D
3,07.10^-15 J

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Phương pháp:

Công thức tính năng lượng toả: ${{\text{W}}_t} = \left( {{m_t} - {m_s}} \right){c^2}$

Trong đó : + m_t là tổng khối lượng của những hạt nhân trước phản ứng

+ m là tổng khối lượng của những hạt nhân sau phản ứng

Lời giải chi tiết :

Đáp án A

Cách giải:

a) Xét phản ứng: $_1^2{\text{H}} + _1^2{\text{H}} \to {\text{ }}_2^3{\text{He}} + {\text{ }}_0^1{\text{n}}$

Năng lượng toả ra bởi phản ứng:

$\eqalign{
& {W_{toa}}\; = \left( {{m_H} + {m_H} - {m_{He}} - {m_n}} \right){{\rm{c}}^2}{\rm{ = }}\left( {2,0135u + 2,0135u - 3,0149u - 1,0087u} \right){{\rm{c}}^2} \cr
& {{\rm{W}}_{toa}}{\rm{ = 3}},{\rm{4}}.{\rm{1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}.931,5MeV = {\rm{3}},1671MeV = 3,1671.1,{6.10^{ - 13}}\;J \approx 5,{07.10^{ - 13}}J \cr} $

Câu 26 :

A
3,26 MeV.
B
6,52 MeV.
C
9,813.10²³ MeV.
D
4,906.10²³ MeV.

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Năng lượng toả ra của một phản ứng là: E = (∆m_s - ∆m_t).c²

Số hạt nhân trong 1g: $n=\frac{m}{A}.{{N}_{A}}$

Năng lượng tỏa ra: $\sum{E}=E.n$

Lời giải chi tiết :

Nhận xét: mỗi phương trình sử dụng 2 hạt nhân D

Năng lượng toả ra của một phản ứng là:

E = (−2Δm_D + m_X).c² = (−2.0,0024 + 0,0083).931 = 3,2585 MeV

1g D có số hạt nhân D là: $N=\frac{1}{2}{{N}_{A}}$

Vậy phản ứng tổng hợp hết 1g D thì năng lượng tỏa ra là:

$\sum{E}=E.\frac{N}{2}=3,2585.\frac{0,5}{2}.6,{{023.10}^{23}}=4,{{906.10}^{23}}\,MeV$

Bài liên quan

Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 1) - Vật Lí 12

Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 1) Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 2) - Vật Lí 12

Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 2) Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập về phóng xạ - Vật Lí 12

Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập về phóng xạ Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Trắc nghiệm Bài 37. Phóng xạ - Vật Lí 12

Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 37. Phóng xạ Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập xác định động năng, vận tốc, góc của các hạt - Vật Lí 12

Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập xác định động năng, vận tốc, góc của các hạt Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết

Trắc nghiệm Bài 38. Phản ứng phân hạch - nhiệt hạch - Vật Lí 12

Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 1) - Vật Lí 12

Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 2) - Vật Lí 12

Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập về phóng xạ - Vật Lí 12

Trắc nghiệm Bài 37. Phóng xạ - Vật Lí 12

Trắc nghiệm Tổng hợp bài tập xác định động năng, vận tốc, góc của các hạt - Vật Lí 12