Các dạng bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải

Phần Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết Vật Lí lớp 12 với các dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 50 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết hay nhất tương ứng.

Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết

1. Phương pháp giải

Cho khối lượng m hoặc số mol của hạt nhân Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay

. Tìm số hạt p, n có trong mẫu hạt nhân đó.

∗ Nếu có khối lượng m suy ra số hạt hạt nhân X là:

Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay (hạt)

∗ Số mol: Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay

Hằng Số Avôgađrô: N^A = 6,023.1023 nguyên tử/mol

∗ Nếu có số mol suy ra số hạt hạt nhân X là: N = n.N_A (hạt).

+ Khi đó: 1 hạt hạt nhân X có Z hạt proton và (A – Z) hạt hạt notron.

⇒ Trong N hạt hạt nhân X có: N.Z hạt proton và (A - Z) N hạt notron.

Năng lượng nghỉ: E = mc²

Năng lượng liên kết: ΔE = [(Z.m_p + N.m_n) - m_x].c²

Năng lượng liên kết riêng: Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay

2. Ví dụ

Ví dụ 1 : Xác định cấu tạo hạt nhân Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay ( Tìm số Z prôtôn và số N nơtron)

Hướng dẫn:

Hạt nhận Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay có A = 238; Z = 92; N = A – Z = 238 – 92 = 146

Hạt nhân Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay có A = 23; Z = 11; N = A – Z = 23 – 11 = 12

Hạt nhân Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay có A = 4; Z = 2; N = A – Z = 4 – 2 = 2

Ví dụ 2 :Khối lượng nguyên tử của rađi Ra²²⁶ là m = 226,0254u.

a) Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi?

b) Tính ra kg của 1 mol nguyên tử Rađi, khối lượng 1 hạt nhân, 1 mol hạt nhân Rađi?

c) Tìm khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức r = r₀.A^1/3, với r₀ = 1,4.10-15 m, A là số khối.

d) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng, biết mP = 1,007276u, mn = 1,008665u; me = 0,00549u; 1u = 931 MeV/c².

Hướng dẫn:

a) Rađi hạt nhân có 88 prôton, N = 226 – 88 = 138 nơtron

b) m = 226,0254u. 1,66055.10^-27 = 375,7.10^-27 kg

Khối lượng một mol: m_mol = m.N^A = 375,7.10^-27. 6,022.1023 = 226,17.10-3 kg = 226,17 g

Khối lượng một hạt nhân: m_HN = m – Z_me = 259,977u = 3,7524.10-25kg

Khối lượng 1mol hạt nhân: m_molHN = m_HN.N_A = 0,22589kg

c) Thể tích hạt nhân: V = 4πr³/3 = 4πr_o³A/ 3.

Khối lượng riêng của hạt nhân:

Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay

d) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân

ΔE = Δmc² = {ZmP + (A – Z)mN – m}c² = 1,8107uc² = 1,8107.931 = 1685 MeV

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết

Bài 1:Biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt nhân xấp xỉ bằng

A. 14,25 MeV

B. 18,76 MeV

C. 128,17 MeV

D. 190,81 MeV

Lời giải:

Năng lượng liên kết của hạt nhân 20 Bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải là:

W_lk = Δmc² =(Z.m_p + N.m_n - m_o).c² = (8.1,0073 + 8.1,0087 - 15,9904).931,5 = 128,17 MeV.

Đáp án C

Bài 2:Giả sử ban đầu có Z prôtôn và N nơtron đứng yên, chưa liên kết với nhau, khối lượng tổng cộng là m₀, khi chúng kết hợp lại với nhau để tạo thành một hạt nhân thì có khối lượng m. Gọi E là năng lượng liên kết của hạt nhân đó và c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Biểu thức nào sau đây luôn đúng?

A. m = m₀.

B. E = 0,5(m₀ - m).c².

C. m > m₀.

D. m < m₀.

Lời giải:

Khi chưa liên kết với nhau thì khối lượng hạt nhân m₀ chính là khối lượng các nuclon.

Khi các hạt liên kết lại với nhau thì khối lượng hạt nhân sẽ giảm một lượng bằng độ hụt khối của nó.

→ m < m₀.

Đáp án D

Bài 3:Cho 1u = 1,66055.10^-27 kg; c = 3.108 m/s; 1 eV = 1,6.10^-19 J. Hạt prôtôn có khối lượng mp = 1,007276 u, thì có năng lượng nghỉ là

A. 940,86 MeV.

B. 980,48 MeV.

C. 9,804 MeV.

D. 94,08 MeV.

Lời giải:

Ta có: E₀ = m₀c² = 15,05369.10^-11 J = 940,86 MeV.

Đáp án A

Bài 4:Một electron được gia tốc đến vận tốc v = 0,5c thì năng lượng sẽ tăng bao nhiêu % so với năng lượng nghỉ?

A. 50%.

B. 20%.

C. 15,5%.

D. 10%.

Lời giải:

Đáp án C

Bài 5:Một hạt sơ cấp có động năng lớn gấp 3 lần năng lượng nghỉ của nó. Tốc độ của hạt đó là

Lời giải:

Ta có

Đáp án A

Bài 6:Biết N_A = 6,02.10²³mol^-1. Trong 59,5 g 20 Bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải có số nơtron xấp xỉ là

A. 2,38.10²³.

B. 2,20.10²⁵.

C. 1,19.10²⁵.

D. 9,21.10²⁴.

Lời giải:

Đáp án B

Bài 7:Câu 16: Biết số Avôgađrô là N_A = 6,02.10²³ hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số prôtôn trong 0,27 gam 20 Bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải là

A. 9,826.10²².

B. 8,826.10²².

C. 7,826.10²².

D. 6,826.10²².

Lời giải:

Đáp án C

Bài 8:Một hạt có khối lượng nghỉ m₀. Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính) của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là

A. 1,75 m₀.

B. 1,25 m₀.

C. 0,36 m₀.

D. 0,25 m₀.

Lời giải:

Đáp án B

Bài tập bổ sung

Câu 1: Hạt nhân càng bền vững khi có

A. số nuclôn càng nhỏ.

B. số nuclôn càng lớn.

C. năng lượng liên kết càng lớn.

D. năng lượng liên kết riêng càng lớn.

Câu 2: Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết

A. tính cho một nuclôn.

B. tính riêng cho hạt nhân ấy.

C. của một cặp prôtôn – prôtôn.

D. của một cặp prôtôn – prôtôn (nơtron).

Câu 3: Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì

A. hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.

B. hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.

C. năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.

D. năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y.

Câu 4: Khi nói về lực hạt nhân, câu nào sau đây là không đúng?

A. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các prôtôn với prôtôn trong hạt nhân.

B. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các prôtôn với nơtron trong hạt nhân.

C. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nơtron với nơtron trong hạt nhân.

D. Lực hạt nhân chính là lực điện, tuân theo định luật Culông.

Câu 5: Năng lượng liên kết là

A. toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ.

B. năng lượng tỏa ra khi các nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.

C. năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclôn.

D. năng lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử.

Câu 6: Tìm phương án sai. Năng lượng liên kết hạt nhân bằng

A. năng lượng liên kết riêng của hạt hân đó nhân với tổng số nuclôn trong hạt nhân.

B. năng lượng tỏa ra khi các nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân đó.

C. năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó thành các nuclôn riêng rẽ.

D. năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó.

Câu 7: Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn

A. số prôtôn.

B. số nuclôn.

C. số nơtron.

D. khối lượng.

Câu 8: Hạt nhân đơteri (D) có khối lượng 2,01136u. Năng lượng liên kết của nó là bao nhiêu? Biết m_n = 2,0087u; m_p = 1,0073u; 1 uc² = 931 (MeV).

A. 23 MeV.

B. 4,86 MeV.

C. 3,23 MeV.

D. 1,69 MeV.

Câu 9: Hạt triti (T) và hạt đơteri (D) tham gia phản ứng kết hợp tạo thành hat nhân X và nơtron đồng thời tỏa năng lượng là 18,06 MeV. Cho biết năng lượng liên kết của T, X lần lượt là 2,7 MeV/nuclon và 7,1 MeV/nuclon thì năng lượng liên kết riêng của hạt D là

A. 4,12 MeV/nuclon

B. 2,14 MeV/nuclon

C. 1,12 MeV/nuclon

D. 4,21 MeV/nuclon

Câu 10: Năng lượng liên kết của các hạt nhân ${}_{92}^{234}U$ và ${}_{82}^{206}U$ lần lượt là 1790 MeV và 1586 MeV. Chỉ ra kết luận đúng:

A. Độ hụt khối lượng của hạt nhân U nhỏ hơn độ hụt khối của hạt nhân Pb.

B. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân U lớn hơn năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Pb.

C. Hạt nhân U kém bền hơn hạt nhân Pb.

D. Năng lượng liên kết của hạt nhân U nhỏ hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Pb.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác: