Tuyệt phẩm công phá Giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 môn Vật Lý Tập 3 (FULL TEXT)

2
Cách 1: ∆ E = ( m + m − m − m ) c ≈ −3,5( MeV )
α
α
Al n P
W + W = W + ∆ E = 0,4( MeV )
n P
Cách 2: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
2 2
( m + m ) c + W = ( m + m ) c + ( W + W )
α
Al α n P n P
( ) 2
⇒ W + W = W + m + m − m − m c = 0, 4( MeV )
n P α α Al n P
Ví dụ 2: Dùng proton có động năng 5,45 (MeV) bắn phá hạt nhân 9Be đứng yên tạo ra hai
hạt nhân mới là hạt nhân 6 Li hạt nhân X. Biết động động năng của hạt nhân Li là 3
3,05
(MeV). Cho khối lượng của các hạt nhân: m Be = 9,01219u; m p = 1,0073u; m Li =
6,01513u; m X = 4,0015u; 1uc 2 = 931 (MeV). Tính động năng của hạt X.
A. 8,11 MeV. B. 5,06 MeV. C. 5,07 MeV. D. 5,08 MeV.
Hướng dẫn:Chọn đáp án B
( p Be Li X )
2
⎧∆ E = m + m − m − m c = 2,66( MeV )
⎪
⎨∆ E = W W W W W W 5,06( )
2,6
Li
+
X
−
p
⇒
X
=
p
+ ∆E
−
Li
= MeV
⎪
⎩ 3,05 3,05
∑
Chú ý: Nếu phản ứng thu năng lượng ∆ E = m c 2 2
− m c < 0 thì động năng tối thiểu
của hạt đạn A cần thiết để phản ứng thực hiện là W = −∆ E.
Ví dụ 3: Hạt α có động năng 7,7 MeV đến va chạm với hạt nhân 7 N 14 đứng yên, gây ra phản
14 1
ứng: α + N → H + X . Cho biết khối lượng các hạt nhân: m α = 4,0015u; m p =
7 1
1,0073u; m N = 13,9992u; m X = 16,9947u; 1uc 2 = 931 (MeV). Động năng tối thiểu của hạt α
để phản ứng xảy ra là
A. 1,21 MeV B. 1,32 MeV C. 1,24 MeV D. 2 MeV
Hướng dẫn:Chọn đáp án A
tröôùc
2
Cách 1: ∆ E = ( m + m − m − m ) c = −1,21( MeV )
α
N H X
( W ) E 1, 21( MeV )
⇒ = −∆ =
α min
Amin
Cách 2: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần
( ) ( )
2 2
Wα
+ mα
+ mN c = mH + mX c + WH + WX
( W ) ( m m ) c 2 ( m m ) c 2 W W ( W ) 1, 21( MeV )
⇒
α
+
min α
+
N
=
H
+
X
+
H
+
X
⇒
α
≈
min
2) Tỉ số động năng
0
∑
sau
+ Nếu cho biết W W
C
C
= b ∪ = b thì chỉ cần sử dụng thêm định luật bảo toàn năng lượng:
W W
D
( ) ( )
A
2 2
WA A B
W
C
+WD C D
W
C
+WD WA
+ m + m c = + m + m c ⇔ = + ∆ E
W
b
⎧
⎧
C
b
WC = ( WA
+ ∆E)
⎪ =
⎪ + Giải hệ: W
b + 1
⎨ D
⇒ ⎨
⎪ 1
W W W + E ⎪
⎩ WD
( W
C
+
D
=
A
∆ =
A
+ ∆E)
⎩⎪ b + 1
Ví dụ 1: Hạt α có động năng 6,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 4 Be 9 đứng yên, gây ra phản
9 12
ứng: α + Be → C + n. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng
4 6
của hạt C gấp 5 lần động năng hạt n. Động năng của hạt nhân n là
A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 2 MeV.
Hướng dẫn:Chọn đáp án D
⎧ 1
⎧WC
+ Wn
= ∆ + W = 12
⎪
+ 5,7
⎪
6
⎨
6,3 ⇒ ⎨
⎪
5
⎩WC = 5W ⎪
n W
C
= .12 = 10
⎪⎩ 6
E
α
W
n
= .12 = 2( MeV )
( MeV )
Ví dụ 2: Bắn một hạt α có động năng 4,21 MeV vào hạt nhân nito đang đứng yên gây ra
phản ứng:
N + α → O + p.
Biết phản ứng này thu năng lượng là 1,21 MeV và động
14 17
7 8
năng của hạt O gấp 2 lần động năng hạt p. Động năng của hạt nhân p là
A. 1,0 MeV B. 3,6 MeV C. 1,8 MeV D. 2,0 MeV
Hướng dẫn:Chọn đáp án A
⎧ 1
⎧WO + Wp = ∆ + W = 3 W
p
= .3 = 1
⎪
−1,21
⎪
3
4,21
⎨
⇒ ⎨
⎪W 2W
2
⎩ O
= ⎪
p W
O
= .3 = 2
⎪⎩ 3
E
α
( MeV )
( MeV )
1 p
Bình luận thêm: Để tìm tốc độ của hạt p ta xuất phát từ W = m v 2
2W
p
⇒ vp
= , thay W p = 1MeV và m p = 1,0073u ta được:
m
p
−13
2W
p 2.1.1,6.10
⇒ vp
= = ≈
−27
m 1,0073.1,66058.10
p
( m s)
6
13,8.10 /
WA
+ ∆E
Chú ý: Nếu hai hạt sinh ra có cùng động năng thì WC
= WD
=
2
p
2
p
Trang421
Trang422