Cho biết: 1amu = 931,5 MeV/c² và số Avogadro $N_A = 6,02.10^{23}$ nguyên tử/mol.

I. TRẮC NGHIỆM (7,0 điểm)

PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 12. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1. Nếu năng lượng liên kết của hạt nhân Helium $^4_2He$ là 28,8 MeV thì năng lượng liên kết riêng của nó là

A. 1,4 MeV/nucleon.

B. 7,20 MeV/nucleon.

C. 14,1 MeV/nucleon.

D. 0,72 MeV/nucleon.

Câu 2. Hình dưới đây mô tả đường đi của ba loại tia phóng xạ X, Y và Z. Bản chất các tia X, Y và Z theo thứ tự là

A. tia β; tia α; tia gamma γ

B. tia gamma γ; tia α; tia β

C. tia α; tia β; tia gamma γ

D. tia β;tia gamma γ; tia α.

**Câu 3.** Phản ứng hạt nhân nào sau đây **không phải** là phản ứng nhiệt hạch?

A. $^1_1H + ^3_1H \rightarrow ^4_2He$

B. $^2_1H + ^3_1H \rightarrow ^4_2He + ^1_0n$

C. $^{210}_{82}Po \rightarrow ^4_2He + ^{206}_{82}Pb$

D. $^2_1H + ^2_1H \rightarrow ^4_2He$

**Câu 4.** Các hạt nhân nào sau đây được dùng làm nhiên liệu cho phản ứng phân hạch?

A. $^{235}_{92}U$ và $^2_1H$

B. $^{235}_{92}U$ và $^{239}_{94}Pu$

C. $^1_1H$ và $^2_1H$

D. $^1_1H$ và $^{12}_6C$

Câu 5. Lực hạt nhân

A. là lực liên kết các hạt nhân với nhau.

B. có bán kính tác dụng rất lớn.

C. là lực liên kết các nucleon bên trong hạt nhân.

D. phụ thuộc điện tích hay khối lượng nucleon.

Câu 6. Với T là chu kì bán rã của một chất phóng xạ. Hằng số phóng xạ λ của chất đó được xác định thông qua công thức nào dưới đây?

A. $λ = \frac{1}{T}$.

B. $λ = \frac{2π}{T}$.

C. $λ = \frac{ln 2}{T}$.

D. $λ = \frac{log 2}{T}$.

Câu 7. Trong phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn

A. năng lượng nghỉ.

B. động năng.

C. khối lượng.

D. năng lượng toàn phần.

Câu 8. Để kiểm chứng mô hình nguyên tử Rutherford, nhà khoa học Geiger và Marsden đã dùng hạt Alpha bắn phá vào lá vàng mỏng. Hướng đi nào sau đây có số lượng hạt alpha nhiều nhất?

A. Hướng (2)

B. Hướng (1)

C. Hướng (4)

D. Hướng (3)

Câu 9. Hạt nhân X có 17 proton và 18 neutron. Kí hiệu nào sau đây là đúng cho hạt nhân X?

A. $^{18}_{17}X$.

B. $^{17}_{18}X$.

C. $^{17}_{35}X$.

D. $^{35}_{17}X$.

Câu 10. Cho công thức tính bán kính hạt nhân có số khối A là $R = 1,2 \cdot 10^{-15} \cdot A^{\frac{1}{3}}(m)$. Bán kính của hạt nhân $^{243}_{95}Am$ là x.$10^{-15}$ m. Giá trị x gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 5,9.

B. 6,7.

C. 8,2.

D. 7,5.

Câu 11. Biển báo nào dưới đây cảnh báo khu vực có chất phóng xạ?

A. hình 2.

B. hình 3.

C. hình 1.

D. hình 4.

Câu 12. Hạt nhân càng bền vững nếu nó có

A. số nucleon càng lớn.

B. năng lượng liên kết riêng càng lớn.

C. số proton càng lớn.

D. năng lượng liên kết càng lớn.

PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai.

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 1. Dựa vào đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân với số khối của chúng hãy cho biết các nhận xét dưới đây là đúng hay sai?

a) Hạt nhân $^{209}Bi$ có 209 nucleon.

b) Hạt nhân có số khối càng lớn thì càng bền vững.

c) Hạt nhân $^{197}Au$ có bán kính xấp xỉ là $6,98.10^{-15}$ mét (lấy ba chữ số có nghĩa).

d) Hạt nhân $^9Be$ bền hơn hạt nhân $^{56}Fe$.

**Câu 2.** Xét lần lượt hai phản ứng sau:

**Phản ứng 1:** $^{235}_{92}U + ^1_0n \rightarrow ^{143}_{60}Nd + ^{90}_{40}Zr + k^1_0n + 8^0_{-1}e + 8^0_0\overline{\nu_e} + 200MeV$. Khối lượng của $^{235}_{92}U$ sử dụng trong phản ứng 1 là 50g.

**Phản ứng 2:** $^2_1H + ^3_1H \rightarrow ^4_2He + ^1_0n + 17,6MeV$. Khối lượng của $^4_2He$ tạo thành từ phản ứng 2 là 50g.

Trong các nhận định sau, nhận định nào đúng, nhận định nào sai?

a) Xét về năng lượng tỏa ra của một phản ứng thì phản ứng nhiệt hạch có giá trị lớn hơn phản ứng phân hạch.

b) Phản ứng 1, số hạt neutron phát ra sau phản ứng là k = 3.

c) Phản ứng 1 thuộc loại phản ứng nhiệt hạch, phản ứng 2 thuộc loại phản ứng phân hạch.

d) Tổng năng lượng tỏa ra ở phản ứng 2 lớn gấp 5,17 lần tổng năng lượng tỏa ra ở phản ứng 1.

**Câu 3.** Hạt nhân $^{239}_{94}Pu$ hấp thu một neutron nhiệt rồi phân hạch thành hai hạt nhân $^{134}_{54}Xe$ và $^{105}_{40}Zr$ cùng với một số hạt neutron theo phương trình $^1_0n + ^{239}_{94}Pu \to ^{134}_{54}Xe + ^{105}_{40}Zr + k^1_0n$. Cho biết khối lượng của các hạt nhân $^{239}_{94}Pu$, $^{134}_{54}Xe$, $^{105}_{40}Zr$ và khối lượng hạt neutron lần lượt là: $239,05216 amu; 133,90539 amu; 102,92719 amu$ và $1,00866 amu$. Các phát biểu sau đây là đúng hay sai?

a) Có 3 neutron phát ra sau phản ứng đó.

b) Đây là phản ứng phân hạch.

c) Năng lượng tỏa ra khi $^9kg$ $^{239}_{94}Pu$ bị phân hạch hoàn toàn là $6,83.10^{17} J$. Cho $1 eV = 1,60.10^{-19} J$ và số Avogadro $N_A = 6,02.10^{23}$ nguyên tử/mol và khối lượng mol bằng số khối của hạt nhân.

d) Năng lượng tỏa ra của mỗi phản ứng phân hạch này xấp xỉ bằng 188,4 MeV.

PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn.

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4.

Câu 1. Trong hạt nhân $^{60}_{27}Co$ có bao nhiêu neutron?

Câu 2. Hạt nhân $^4_2He$ có khối lượng 4,0015 amu. Lấy khối lượng của proton và neutron lần lượt là 1,0073 amu và 1,0087 amu với 1 amu = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt nhân $^4_2He$ là bao nhiêu MeV. (Kết quả làm tròn đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân).

Câu 3. Xét phản ứng nhiệt hạch: $^2_1H + ^2_1H \to ^4_2He$ có năng lượng tỏa ra là $3,25MeV$. Nếu quá trình nhiệt hạch sử dụng hết $4.10^{25}$ hạt $^2_1H$ thì năng lượng phản ứng tỏa ra là x.$10^{25}$ MeV. Tìm x? (Kết quả lấy 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân).

**Câu 4.** Trong y học, đồng vị phóng xạ $^{131}_{53}I$ có chu kì bán rã 8 ngày đêm được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư tuyến giáp. Giả sử trong liệu trình điều trị của một bệnh nhân, nhờ bệnh nhân nào đó tiêm thuốc chứa 50 mg $^{131}_{53}I$. Hỏi sau 16 ngày đêm, đã có bao nhiêu mg $^{131}_{53}I$ bị phân rã thành chất khác?

II. TỰ LUẬN (3,0 điểm)

Thí sinh trình bày từ câu 1 đến câu 3 vào giấy làm bài.

Câu 1. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân $^{10}_4Be$ là 6,43 (MeV/nucleon). Cho biết tổng khối lượng của proton và neutron của hạt nhân Be là 10,0814 amu và 1amu = 931,5 (MeV/c²). Tính khối lượng của hạt nhân $^{10}_4Be$ bằng bao nhiêu amu? (Kết quả lấy 4 chữ số sau dấu phẩy thập phân).

**Câu 2.** Giả sử, một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu uranium $^{235}_{92}U$. Biết công suất phát điện là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa năng lượng hạt nhân thành điện năng là 20%. Cho rằng khi một hạt nhân uranium $^{235}_{92}U$ phân hạch thì tỏa ra năng lượng là $3,2.10^{-11}$ J. Lấy khối lượng nguyên tử bằng số khối của nó. Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng uranium $^{235}_{92}U$ mà nhà máy cần dùng trong 365 ngày là bao nhiêu kg? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).

Câu 3. Ban đầu, một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có khối lượng m₀ (g), chu kì bán rã của chất này là 3,8 ngày. Sau 15,2 ngày khối lượng của chất phóng xạ đó còn lại là 3,2 g. Tính khối lượng mẫu chất phóng xạ m₀ ban đầu bằng bao nhiêu gam?

Đáp Án

Thầy Phạm Trần Quốc Anh

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Vật Lý THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Lê Quí Đôn