Bài Tập Trắc nghiệm Vật Lí 12 - Kết nối tri thức - Bài 22: Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết - Đề 05
Bài Tập Trắc nghiệm Vật Lí 12 - Kết nối tri thức - Bài 22: Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết - Đề 05 được xây dựng với nhiều câu hỏi chất lượng, sát với nội dung chương trình học, giúp bạn dễ dàng ôn tập và kiểm tra kiến thức hiệu quả. Hãy cùng bắt đầu làm bài tập trắc nghiệm ngay để nâng cao hiểu biết và chuẩn bị tốt cho kỳ thi sắp tới!
Câu 1: Theo thuyết tương đối hẹp của Einstein, mối liên hệ giữa năng lượng E và khối lượng m của một vật được biểu diễn bằng hệ thức nào sau đây?
- A. E = mc²
- B. E = mv²
- C. E = pc
- D. E = hf
Câu 2: Một vật có khối lượng nghỉ m₀. Khi vật chuyển động với tốc độ v, khối lượng tương đối tính của nó là m. Năng lượng toàn phần của vật được tính bằng công thức nào?
- A. E = m₀c²
- B. E = ½mv²
- C. E = mc²
- D. E = m₀c² + ½mv²
Câu 3: Nếu một lượng chất có khối lượng Δm được biến đổi hoàn toàn thành năng lượng, năng lượng E thu được có giá trị là bao nhiêu? (Chọn đơn vị phù hợp)
- A. E = Δm/c²
- B. E = Δm c
- C. E = c²/Δm
- D. E = Δm c²
Câu 4: Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon (proton và neutron) cấu tạo nên hạt nhân đó khi chúng đứng riêng lẻ. Hiệu khối lượng này được gọi là gì?
- A. Độ hụt khối (Mass defect)
- B. Năng lượng liên kết (Binding energy)
- C. Năng lượng nghỉ (Rest energy)
- D. Khối lượng tương đối tính (Relativistic mass)
Câu 5: Độ hụt khối Δm của một hạt nhân X có Z proton, N neutron và số khối A (A = Z+N) với khối lượng hạt nhân m_X được tính bằng công thức nào? (mp và mn lần lượt là khối lượng proton và neutron đứng riêng lẻ)
- A. Δm = m_X - (Zmp + Nmn)
- B. Δm = (Zmp + Nmn) - m_X
- C. Δm = (Zmp + Nmn) + m_X
- D. Δm = m_X / (Zmp + Nmn)
Câu 6: Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng cần thiết để tách hạt nhân đó thành các nuclon riêng lẻ. Năng lượng liên kết Elk liên hệ với độ hụt khối Δm như thế nào?
- A. Elk = Δm/c²
- B. Elk = Δm + c²
- C. Elk = Δm c²
- D. Elk = c²/Δm
Câu 7: Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân được định nghĩa là năng lượng liên kết tính trên một nuclon. Nếu Elk là năng lượng liên kết và A là số khối của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng Elkr được tính bằng công thức nào?
- A. Elkr = Elk * A
- B. Elkr = A / Elk
- C. Elkr = Elk - A
- D. Elkr = Elk / A
Câu 8: Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì:
- A. Càng dễ bị phân rã.
- B. Càng bền vững.
- C. Có khối lượng càng lớn.
- D. Có độ hụt khối càng nhỏ.
Câu 9: Dựa vào đồ thị năng lượng liên kết riêng theo số khối A, hạt nhân bền vững nhất là những hạt nhân có số khối nằm trong khoảng nào?
- A. A rất nhỏ (như ¹H, ²H, ³H)
- B. A rất lớn (như ²³⁵U, ²³⁸U)
- C. A trung bình (khoảng từ 50 đến 90)
- D. Độ bền vững không phụ thuộc vào số khối A.
Câu 10: Phản ứng hạt nhân là quá trình tương tác giữa hai hạt nhân hoặc giữa một hạt nhân với một hạt cơ bản, dẫn đến sự biến đổi của chúng thành các hạt nhân khác. Trong phản ứng hạt nhân, đại lượng nào sau đây LUÔN được bảo toàn?
- A. Tổng khối lượng nghỉ.
- B. Năng lượng nghỉ.
- C. Tổng số neutron.
- D. Tổng số nuclon (số khối A).
Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân: ⁶Li + ¹H → α + X. Sử dụng các định luật bảo toàn, hãy xác định hạt nhân X.
- A. α (⁴He)
- B. ¹H (proton)
- C. neutron
- D. ³H (Triton)
Câu 12: Cho phản ứng hạt nhân: ²³⁵U + ¹n → ¹⁴¹Ba + ⁹²Kr + 3¹n + E. Đây là loại phản ứng hạt nhân nào?
- A. Phản ứng tổng hợp hạt nhân.
- B. Phản ứng phân hạch hạt nhân.
- C. Phản ứng phân rã phóng xạ.
- D. Phản ứng hạt nhân tự phát.
Câu 13: Năng lượng tỏa ra hoặc thu vào trong một phản ứng hạt nhân (giá trị Q) được xác định bởi sự chênh lệch khối lượng giữa các hạt trước và sau phản ứng. Biểu thức tính năng lượng này là:
- A. Q = (m_sau - m_truoc) / c²
- B. Q = (m_sau - m_truoc) c²
- C. Q = (m_truoc + m_sau) c²
- D. Q = (m_truoc - m_sau) c²
Câu 14: Nếu năng lượng Q của một phản ứng hạt nhân có giá trị dương (Q > 0), điều đó có nghĩa là:
- A. Phản ứng tỏa năng lượng.
- B. Phản ứng thu năng lượng.
- C. Khối lượng các hạt sau phản ứng lớn hơn khối lượng các hạt trước phản ứng.
- D. Phản ứng không xảy ra.
Câu 15: Giả sử khối lượng proton mₚ = 1,0073 u, khối lượng neutron mₙ = 1,0087 u, khối lượng hạt nhân đơteri ²H là m_D = 2,0136 u. Biết 1 u ≈ 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt nhân đơteri là bao nhiêu MeV?
- A. 1,12 MeV
- B. 2,01 MeV
- C. 2,24 MeV
- D. 3,06 MeV
Câu 16: Cho khối lượng của hạt nhân heli ⁴He là m_He = 4,0015 u, mₚ = 1,0073 u, mₙ = 1,0087 u. Biết 1 u ≈ 931,5 MeV/c². Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ⁴He.
- A. 7,07 MeV/nuclon
- B. 28,3 MeV/nuclon
- C. 4,00 MeV/nuclon
- D. 14,15 MeV/nuclon
Câu 17: Một phản ứng hạt nhân có tổng khối lượng các hạt trước phản ứng là m₁ và tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là m₂. Phản ứng này là tỏa năng lượng khi:
- A. m₁ < m₂
- B. m₁ > m₂
- C. m₁ = m₂
- D. Không thể kết luận dựa vào khối lượng.
Câu 18: Năng lượng tỏa ra trong phản ứng tổng hợp hạt nhân thường lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch hạt nhân tính trên cùng một đơn vị khối lượng nhiên liệu. Điều này có thể giải thích dựa trên yếu tố nào?
- A. Tổng hợp tạo ra hạt nhân nặng hơn.
- B. Phân hạch tạo ra các neutron tự do.
- C. Năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân nhẹ ban đầu rất lớn.
- D. Độ tăng năng lượng liên kết riêng khi các hạt nhân nhẹ kết hợp lớn hơn độ tăng khi hạt nhân nặng bị tách ra.
Câu 19: Trong phản ứng hạt nhân: ¹⁴N + α → ¹⁷O + p. Hạt α là hạt nhân của nguyên tố nào?
- A. Heli (He)
- B. Hydro (H)
- C. Liti (Li)
- D. Beri (Be)
Câu 20: Cho phản ứng hạt nhân: ³H + ²H → ⁴He + n. Biết khối lượng nghỉ của các hạt: m(³H) = 3,0160 u, m(²H) = 2,0141 u, m(⁴He) = 4,0026 u, m(n) = 1,0087 u. Lấy 1 u = 931,5 MeV/c². Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này là bao nhiêu?
- A. 12,34 MeV
- B. 17,60 MeV
- C. 20,12 MeV
- D. 5,03 MeV
Câu 21: Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nhiên liệu Urani ²³⁵U. Năng lượng giải phóng từ phản ứng phân hạch của một hạt nhân ²³⁵U là khoảng 200 MeV. Nếu nhà máy có công suất 1000 MW và hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 25%, cần bao nhiêu hạt nhân ²³⁵U bị phân hạch mỗi giây?
- A. 1,25 × 10¹⁷ hạt/s
- B. 8,00 × 10¹⁸ hạt/s
- C. 1,25 × 10¹⁹ hạt/s
- D. 5,00 × 10²⁰ hạt/s
Câu 22: Phản ứng hạt nhân ¹³C + ¹H → ¹⁴N + γ là phản ứng thu hay tỏa năng lượng? Biết năng lượng liên kết riêng của ¹³C là 7,47 MeV/nuclon, của ¹⁴N là 7,48 MeV/nuclon. Bỏ qua động năng của các hạt và năng lượng liên kết của ¹H.
- A. Tỏa năng lượng.
- B. Thu năng lượng.
- C. Không tỏa cũng không thu năng lượng.
- D. Không thể xác định chỉ dựa vào năng lượng liên kết riêng.
Câu 23: Tại sao phản ứng tổng hợp hạt nhân chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ rất cao (hàng triệu độ C)?
- A. Để cung cấp đủ năng lượng cho phản ứng thu năng lượng.
- B. Để làm tăng khối lượng của các hạt nhân ban đầu.
- C. Để các hạt nhân có đủ động năng vượt qua lực đẩy Coulomb giữa chúng.
- D. Để các neutron có thể dễ dàng va chạm với hạt nhân.
Câu 24: Khi một hạt nhân nặng X bị phân hạch thành hai hạt nhân trung bình Y và Z, năng lượng được giải phóng. Điều này xảy ra vì:
- A. Năng lượng liên kết riêng của Y và Z lớn hơn năng lượng liên kết riêng của X.
- B. Tổng khối lượng của Y và Z lớn hơn khối lượng của X.
- C. Số neutron trong X nhỏ hơn tổng số neutron trong Y và Z.
- D. Lực hạt nhân trong X mạnh hơn trong Y và Z.
Câu 25: Phản ứng ¹²C + ¹²C → ²⁴Mg + γ là một phản ứng tổng hợp có thể xảy ra trong các ngôi sao. Để phản ứng này xảy ra, cần cung cấp một năng lượng ban đầu rất lớn. Năng lượng này chủ yếu dùng để:
- A. Phá vỡ các hạt nhân ¹²C.
- B. Tạo ra photon γ.
- C. Làm tăng số khối của các hạt nhân.
- D. Vượt qua lực đẩy tĩnh điện (lực Coulomb) giữa hai hạt nhân ¹²C.
Câu 26: Một phản ứng hạt nhân được biểu diễn là A + B → C + D + E. Nếu tổng động năng của các hạt sau phản ứng (C, D, E) lớn hơn tổng động năng của các hạt trước phản ứng (A, B), thì phản ứng này là loại gì?
- A. Phản ứng tỏa năng lượng.
- B. Phản ứng thu năng lượng.
- C. Phản ứng đàn hồi.
- D. Phản ứng không bảo toàn năng lượng.
Câu 27: Một gam vật chất khi biến đổi hoàn toàn thành năng lượng sẽ tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ. Tính năng lượng này theo đơn vị Joule. Lấy c = 3,0 × 10⁸ m/s.
- A. 9,0 × 10¹³ J
- B. 9,0 × 10¹⁴ J
- C. 3,0 × 10⁸ J
- D. 3,0 × 10¹⁰ J
Câu 28: Cho phản ứng hạt nhân: X + α → ¹⁷O + p. Hạt X là hạt nhân nào? (Biết α là ⁴He, p là ¹H)
- A. ¹⁴C
- B. ¹⁶O
- C. ¹⁴N
- D. ¹⁶N
Câu 29: So sánh độ bền vững của hai hạt nhân X và Y dựa vào năng lượng liên kết riêng Elkr(X) và Elkr(Y). Phát biểu nào sau đây là đúng?
- A. Hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y nếu Elkr(X) < Elkr(Y).
- B. Hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y nếu Elkr(X) > Elkr(Y).
- C. Độ bền vững chỉ phụ thuộc vào tổng năng lượng liên kết, không phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng.
- D. Độ bền vững chỉ phụ thuộc vào số nuclon của hạt nhân.
Câu 30: Một phản ứng hạt nhân có dạng A + B → C + D. Biết năng lượng liên kết của các hạt nhân tham gia phản ứng là Elk(A), Elk(B), Elk(C), Elk(D). Bỏ qua động năng của các hạt. Năng lượng tỏa ra/thu vào của phản ứng (Q) có thể tính theo công thức nào?
- A. Q = (Elk(C) + Elk(D)) - (Elk(A) + Elk(B))
- B. Q = (Elk(A) + Elk(B)) - (Elk(C) + Elk(D))
- C. Q = Elk(C) + Elk(D) - Elk(A) - Elk(B)
- D. Q = Elk(A) - Elk(B) + Elk(C) - Elk(D)
