Vật Lí 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân – Giải bài tập SGK Vật Lí 12 Bài 36

Vật Lí 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân được Trường Cao đẳng nghề Thừa Thiên Huế biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.

Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 12 Bài 36

I) Lực hạt nhân

– Khái niệm: các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng một lực rất mạnh, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn tạo nên hạt nhân bền vững.

– Tính chất:

• Không cùng bản chất với với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn .
• Là lực tương tác mạnh
• Chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi cỡ kích thước hạt nhân ≈ 10^-15 m

II) Năng lượng liên kết của hạt nhân

– Độ hụt khối: Khối lượng của hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. Độ chênh lệch giữa 2 khối lượng đó gọi là độ hụt khối (∆m) của hạt nhân:

∆m = (Z.m_p + (A – Z) m_n ) – m_X

– Năng lượng liên kết W_lk: là năng lượng cần để liên kết các nuclôn để tạo thành một hạt nhân, hay năng lượng tỏa ra khi mọt hạt nhân tách thành các nuclôn riêng biệt.

W_lk = [Z.m_p + (A – Z) m_n – m_X ] c² = ∆m.c²

– Năng lượng liên kết riêng W_lkr: là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, W_lkr càng lớn hạt nhân càng bền vững. Những hạt nhân bền vững ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn 50 < A < 80.

W_lkr = W_lk/A

III) Phản ứng hạt nhân

– Khái niệm: phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến biến đổi hạt nhân

– Phân loại: gồm 2 loại

+) Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình một hạt nhân không bền vững tự phân rã thành các hạt nhân khác. VD: phóng xạ.

A → B + C

+) Phản ứng hạt nhân kích thích: quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. VD: phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch.

A + B → C + D

IV) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

Với phản ứng hạt nhân:

Có các định luận bảo toàn sau:

– Định luật bảo toàn điện tích:

Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄

– Định luật bảo toàn nuclôn (số khối A):

A₁ + A₂ = A₃ + A₄

Chú ý: số hạt nơtron (A-Z) không được bản toàn

– Định luật bảo toàn động lượng:

– Định luật bảo toàn năng lượng

m_trước.c² = m_sau.c² + ∆E

↔ ∆E = (m_trước – m_sau) c² = (m_A + m_B – m_C – m_D)c²

Với ∆E là năng lượng phản ứng

• ∆E > 0: phản ứng tỏa năng lượng |∆E|
• ∆E < 0: phản ứng thu năng lượng |∆E|

Giải bài tập SGK Vật Lí 12 Bài 36

Câu C1 trang 184 SGK

Câu C1 trang 184 SGK: Giải thích rõ hơn bảng 36.1

Trả lời:

So sánh phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học.

Phản ứng hóa học:

Có sự biến đổi các phân tử như: HCl đổi thành NaCl.

Có sự bảo toàn các nguyên tử: Số các nguyên tử trước và sau phản ứng bằng nhau.

Có sự bảo toàn các nguyên tử: Số các nguyên tử trước và sau phản ứng bằng nhau.

Có sự bảo toàn khối lượng nghỉ: Tổng khối lượng nghỉ trước và sau phản ứng bằng nhau.

Phản ứng hạt nhân:

Có sự biến đổi các hạt nhân như: hạt nhân sinh ra khác với hạt nhân ban đầu.

Có sự biến đổi các nguyên tố.

Không bảo toàn khối lượng nghỉ: Tổng khối lượng nghỉ của các hạt sinh ra lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt ban đầu.

Bài 1 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 1 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Hãy chọn câu đúng.

Năng lượng liên kết riêng.

A. Giống nhau với mọi hạt nhân.

B. Lớn nhất với các hạt nhân nhẹ.

C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình

D. Lớn nhất với các hạt nhân nặng.

Lời giải:

Chọn đáp án C.

Năng lượng liên kết riêng ε (là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn): ε = ΔE/A.

Lưu ý: Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại. Thực tế các hạt nhân có số khối A trong khoảng 50u đến 80u có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (cỡ 8,8MeV/1nuclon) nên bền hơn các hạt nhân có số khối ngoài khoảng.

Bài 2 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 2 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Hãy chọn câu đúng.

Bản chất lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân là:

A. Lực tĩnh điện

B. Lực hấp dẫn.

C. Lực điện từ

D. Lực tương tác mạnh.

Lời giải:

Chọn đáp án D.

Bản chất lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân là lực tương tác mạnh.

Bài 3 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 3 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là bao nhiêu?

A. 10^-13 cm

B. 10^-8 cm

C. 10^-10cm

D. Vô hạn

Lời giải:

Chọn đáp án A.

Các nuclon liên kết với nhau bởi lực hạt nhân. Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn, nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân (lực tương tác mạnh). Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10^-15 m = 10^-13 cm).

Bài 4 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 4 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng lớn nhất?

A. Heli

B. Cacbon

C. Sắt

D. Urani

Lời giải:

Chọn đáp án C.

Các hạt nhân có số khối A trong khoảng 50u đến 80u có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (cỡ 8,8MeV/1nuclon) nên bền hơn các hạt nhân có số khối ngoài khoảng.Vì hạt nhân Fe có số khối lượng trung bình 50 < A < 80 nên bền vững hơn các hạt ngoài khoảng.

Bài 5 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 5 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Năng lượng liên kết của  là 160,64 MeV. Xác định khối lượng của nguyên tử 

Lời giải:

W_lk = Δm.c² = (10m_p + 10m_n – m_Ne).c² = 160,64 MeV = 160,64.uc²/931,5 = 0,17245uc²

⇒ 10.1,00728u + 10.1,00866u – m_Ne = 0,17245u.

Khối lượng hạt nhân m_Ne = 10.1,00728u + 10.1,00866u – 0,17245u = 19,98695u.

Khối lượng nguyên tử 

 là: m_nt = m_Ne + 10m_e

⇒ m_nt = 19,98695u + 10.0,00055u = 19,98695u.

Bài 6 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 6 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Khối lượng nguyên tử của  là 55,934939u. Tính W_ek và W_lk/A

Lời giải:

Năng lượng liên kết của

W_lk = (26m_p + 30m_n – m_Fe).c² = (26.1,00728u + 30.1,0086u – 55,934939u).c²

⇔ 0,514141uc² = 0,514141. 931,5 MeV = 478,9223415 (MeV)

Năng lượng liên kết riêng:

Bài 7 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 7 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Hoàn chỉnh các phản ứng sau:

Lời giải:

Hoàn chỉnh các phản ứng

a) Xét phản ứng: 

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 3 + Z = 4 + 0 → Z = 1

Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon: 6 + A = 7 + 1 → A = 2

Vậy 

Phản ứng đầy đủ: 

b) Xét phản ứng: 

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 5 + Z = 3 + 2 → Z = 0

Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon: 10 + A = 7 + 4 → A = 1

Vậy 

Phản ứng đầy đủ: 

c) Tương tự: 

Bài 8 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 8 (trang 187 SGK Vật Lý 12):Phản ứng: 

Tỏa năng lượng điện 22,4 MeV. Tính khối lượng nguyên tử của 

 . (Khối lượng của  và  lần lượt là 2,01400u và 4,00150u).

Lời giải:

Năng lượng tỏa ra của phản ứng là:

W = (m_H + m_Li – 2.m_He)c² = 22,4 MeV = 22,4u.c²/931,5 = 0,024047u.c²

→ Khối lượng nguyên tử của 

 :

m_Li = 0,024047u + 2m_He – m_H = 0,024047u + 2.4,00150u – 2,0140u = 6,01307u

Khối lượng nguyên tử Li là :

m_nt = m_Li + 3.m_e = 6,01307u + 3.0,00055u = 6,01472u

Bài 9 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 9 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Chọn câu sai: Trong một phản ứng hạt nhân, có bảo toàn.

A. năng lượng

B. động lượng

C. động năng

D. điện tích

Lời giải:

Chọn đáp án C

Trong phản ứng hạt nhân, không có bảo toàn động năng.

Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:

– Bảo toàn số nuclôn (số khối): A₁ + A₂ = A₃ + A₄

– Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄

– Bảo toàn động lượng: p₁→ + p₂→ = p₃→ + p₄→ hay m₁v₁→ + m₂v₂→ → m₃v₃→ + m₄v₄→

– Bảo toàn năng lượng toàn phần: K_X1 + K_X2 + ΔE hoặc ∑ K_{trước pứ} + ΔE = ∑ K_{sau pứ}

(Trong đó: ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân (ΔE > 0 toả năng lượng, ΔE < 0 thu năng lượng); K_X là động năng chuyển động của hạt X.)

Lưu ý: Phóng xạ hay phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật bảo toàn khối lượng, năng lượng nghỉ, số proton, notron, electron, cơ năng (năng lượng cơ học).

Bài 10 (trang 187 SGK Vật Lý 12)

Bài 10 (trang 187 SGK Vật Lý 12): Phản ứng nào sau đây thu năng lượng

 

Lời giải:

Chọn đáp án D

Phản ứng thu năng lượng là phản ứng D.

Các phản ứng còn lại là phản ứng tỏa năng lượng:

Câu hỏi Trắc nghiệm Vật lí 12 Bài 36

Bài 1: Trong phản ứng hạt nhân 

 X là hạt nhân của nguyên tố:

A. nitơ

B. nêon

C. cacbon

D. ôxi

Lời giải:

– Ta có phương trình phản ứng hạt nhân:

– Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ta được:

→ Hạt nhân X là hạt Ôxi.

Chọn đáp án D

Bài 2: Gọi m là khối lượng, Δm là độ hụt khối, A là số nuclôn của hạt nhân nguyên tử. Độ bền vững của hạt nhân được quyết định bởi đại lượng:

A. m

B. Δm

C. m/A

D. Δm/A

Lời giải:

– Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại.

– Năng lượng liên kết riêng ε (là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn): ε = ΔE/A.

– Với: E = Δm.c² = (m₀ – m)c².

Chọn đáp án D

Bài 3: Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật

A. bảo toàn số proton

B. bảo toàn số nơtron

C. bảo toàn số nuclôn

D. bảo toàn khối lượng

Lời giải:

– Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật:

• Bảo toàn số nuclôn (số khối).
• Bảo toàn điện tích (nguyên tử số).
• Bảo toàn động lượng.
• Bảo toàn năng lượng toàn phần.

Chọn đáp án C

Bài 4: Trong phản ứng hạt nhân 

 X là hạt:

A. nơtron

B. bêta trừ

C. bêta cộng

D. đơteri

Lời giải:

– Trong phản ứng hạt nhân 

 ta có:

A = 40 – 40 = 0 và Z = 19 – 20 = -1, nên X là bêta trừ (e)

Chọn đáp án B

Bài 5: Chọn phát biểu đúng về phản ứng hạt nhân:

A. Phản ứng hạt nhân là sự va chạm giữa hai nguyên tử.

B. Phản ứng hạt nhân không làm thay đổi nguyên tử số của hạt nhân.

C. Phản ứng hạt nhân là sự biến đổi của chúng thành những hạt nhân khác.

D. Phóng xạ không phải là phản ứng hạt nhân.

Lời giải:

– Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân, phản ứng hạt nhân chia thành hai loại:

+ Phản ứng hạt nhân tự phát (phóng xạ): Quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác: A → C + D. (Trong đó: A: hạt nhân mẹ; C: hạt nhân con; D: tia phóng xạ (α, β, γ))

+ Phản ứng hạt nhân kích thích: Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau thành các hạt nhân khác.

A + B → C + D

Chọn đáp án C

Bài 6: Biết khối lượng các hạt là: m_p = 1,00728 u, m_n = 1,00867 u, m_e = 0,000549 u. Độ hụt khối của hạt nhân 

 là:

A. 12,09 u

B. 0,0159 u

C. 0,604 u

D. 0,0957 u

Lời giải:

– Khối lượng hạt nhân 

 là:

m_c = 12 – 6m_e = 12 – 6.0,000549 = 11,9967u

– Nên có độ hụt khối:

Δm_c = 6.1,00728u + 6.1,00867u – 11,9967u = 0,0957u

Chọn đáp án D

Bài 7: Cho khối lượng hạt nhân sắt 

 là 55,9207 u, khối lượng êlectron là m_e = 0,000549 u. Khối lượng của nguyên tử sắt  là:

A. 55,934974 u

B. 55,951444 u

C. 56,163445 u

D. 55,977962 u

Lời giải:

– Ta có:

m = 55,9207 + 25.0,000549 = 55,934974 u

Chọn đáp án A

Bài 8: Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân α là 28,4 MeV của hạt nhân 

 là 128 MeV. Hạt nhân  bền vững hơn α vì

A. năng lượng liên kết của hạt nhân 

 lớn hơn hạt α

B. số khối hạt nhân 

 lớn hơn số khối hạt α

C. năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 

 lớn hơn hạt α

D. điện tích của hạt nhân 

 lớn hơn hạt α

Lời giải:

– Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân α là 28,4 MeV của hạt nhân 

 là 128 MeV. Hạt nhân  bền vững hơn α vì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân  lớn hơn hạt α.

Chọn đáp án C

Bài 9: Năng lượng liên kết của hạt nhân đơteri là 2,2 MeV và của 

 là 28 MeV. Nếu hai hạt nhân đơteri tổng hợp thành  thì năng lượng tỏa ra là:

A. 30,2 MeV

B. 25,8 MeV

C. 23,6 MeV

D. 19,2 MeV

Lời giải:

– Ta có:

Q = (28,0 – 2,2.2) = 23,6 MeV

Chọn đáp án C

Bài 10: Năng lượng liên kết của các hạt nhân 

 lần lượt là 28,3 MeV ; 2,2 MeV ; 1183 MeV và 1786 MeV. Hạt nhân bền vững nhất là

Lời giải:

– Hạt nhân bền vững nhất là 

 vì nó năng lượng liên kết riêng lớn nhất.

Chọn đáp án A

Bài 11: Năng lượng liên kết riêng là:

A. năng lượng cần để giải phóng một nuclôn ra khỏi hạt nhân.

B. năng lượng cần để giải phóng một êlectron ra khỏi nguyên tử.

C. năng lượng liên kết tính trung bình cho một nuclôn trong hạt nhân.

D. là tỉ số giữa năng lượng liên kết và số hạt có trong nguyên tử.

Lời giải:

* Năng lượng liên kết hạt nhân X là năng lượng tỏa ra khi các nuclon riêng rẽ liên kết thành hạt nhân hoặc là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ:

ΔE = Δm.c² = (m₀ – m)c².

* Năng lượng liên kết riêng ε (là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn): ε = ΔE/A.

Lưu ý: Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại. Thực tế các hạt nhân có số khối A trong khoảng 50u đến 90u có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (ΔE₀ ≈ 8,8MeV/1nucleon) nên bền hơn các hạt nhân có số khối ngoài khoảng.

Chọn đáp án C

Bài 12: Năng lượng liên kết của một hạt nhân:

A. có thể có giá trị dương hoặc âm

B. càng lớn thì hạt nhân càng bền vững

C. có thể có giá trị bằng 0

D. tỉ lệ với khối lượng hạt nhân

Lời giải:

* Năng lượng liên kết hạt nhân X là năng lượng tỏa ra khi các nuclon riêng rẽ liên kết thành hạt nhân hoặc là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ:

ΔE = Δm.c² = (m₀ – m)c².

– Do vậy năng lượng liên kết của một hạt nhân ≥ 0.

* Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại.

Chọn đáp án C

Bài 13: Hạt nhân bền vững hơn nếu:

A. có năng lượng liên kết riêng lớn hơn

B. có năng luợng liên kết riêng nhỏ hơn

C. có nguyên tử số (A) lớn hơn

D. có độ hụt khối nhỏ hơn

Lời giải:

– Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại.

Chọn đáp án A

Bài 14: Lực hạt nhân là:

A. lực từ

B. lực tương tác giữa các nuclôn

C. lực điện

D. lực điện từ

Lời giải:

– Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn, nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân (lực tương tác mạnh). Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10^-15 m).

Chọn đáp án B

Bài 15: Khi bắn phá hạt nhân nitơ 

 bằng nơtron thì tạo ra đồng vị Bo  và một hạt:

A. nơtron

B. proton

C. hạt α

D. nơtrinô

Lời giải:

– Ta có phương trình phản ứng hạt nhân:

– Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ta được:

→ Hạt nhân X là hạt α.

Chọn đáp án C

Bài 16: Phản ứng hạt nhân tuân theo những định luật bảo toàn nào sau đây?

(I) Khối lượng      (II) Số khối      (III) Động năng

A. Chỉ (I).

B. Cả (I), (II) và (III).

C. Chỉ (II).

D. Chỉ (II) và (III).

Lời giải:

– Có 4 định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân, gồm:

• Bảo toàn số nuclôn (số khối): A₁ + A₂ = A₃ + A₄
• Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄
• Bảo toàn động lượng và – Bảo toàn năng lượng toàn phần.

Chọn đáp án C

Bài 17: Trong các phản ứng sau, phản ứng nào là phản ứng hạt nhân nhân tạo đầu tiên?

Lời giải:

– Phản ứng hạt nhân nhân tạo đầu tiên:

do Rơ-dơ-pho thực hiện năm 1919.

Chọn đáp án A

Bài 18: Phản ứng hạt nhân nào sau đây không đúng?

Lời giải:

– Phản ứng A sai vì 

.

Chọn đáp an A

Bài 19: Trong phản ứng hạt nhân:

– Thì X và Y lần lượt là :

A. proton và electron

B. electron và đơtơri

C. proton và đơrơti

D. triti và proton

Lời giải:

– Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân.

Chọn đáp án B

Bài 20: Đối với phản ứng hạt nhân thu năng lượng, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Tổng động năng của các hạt trước phản ứng lớn hơn tổng động năng của các hạt sau phản ứng.

B. Tổng năng nghỉ trước phản ứng nhỏ hơn tổng năng lượng nghỉ sau phản ứng.

C. Các hạt nhân sinh ra bền vững hơn cá hạt nhân tham gia trước phản ứng.

D. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sau phản ứng lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng.

Lời giải:

– A. Phát biểu đúng,vì theo định luật bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân

– B. Phát biểu đúng, vì năng lượng nghỉ của phản ứng:

– C. Phát biểu sai,vì các hạt nhân sinh ra chưa thể khẳng định là bền vững hơn các hạt nhân tham gia trước phản ứng.

– D. Phát biểu đúng, tương tự như câu B.

Chọn đáp án C

Bài 21: Trong phương trình phản ứng hạt nhân A + B → C + D; gọi m₀ = m_A + m_B , m = m_C + m_D là tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tương tác và tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sản phẩm. Phản ứng hạt nhân là tỏa năng lượng khi:

A. m > m₀

B. m < m₀

C. m = m₀

D. m = 2m₀

Lời giải:

– Năng lượng của phản ứng hạt nhân ΔE là

ΔE = (m₀ – m)c², ΔE > 0 toả năng lượng → m₀ > m

Chọn đáp án B

Bài 22: Trong phương trình phản ứng hạt nhân A + B → C + D; gọi m_A , m_B, m_C, m_D là khối lượng mỗi hạt nhân. K_A, K_B , K_C , K_D là động năng của mỗi hạt nhân.

W = Δm.c² = (m_trước – m_sau)c² = [(m_A + m_B) – (m_C + m_D)].c² là năng lượng của phản ứng. Tìm hệ thức đúng:

A. W = (K_C + K_B) – (K_A + K_D)

B. W = (K_C + K_A) – (K_B + K_D)

C. W = (K_C + K_D) – (K_A + K_B)

D. W = (K_A + K_B) – (K_C + K_D)

Lời giải:

– Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có:

m_A.c² + K_A + m_B.c² + K_B = m_C.c² + K_C + m_D.c² + K_D

→ W =[(m_A + m_B) – (m_C + m_D)].c² = (K_C + K_D) – (K_A + K_B)

Chọn đáp án C

Bài 23: Trong phương trình phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng: A + B → C + D;

– Gọi m₀ = m_A + m_B , m = m_C + m_D là tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tương tác và tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sản phẩm. W_đs là tổng động năng của các hạt nhân sản phẩm. Năng lượng cần phải cung cấp cho các hạt nhân A, B dưới dạng động năng là :

Lời giải:

– Ta có:

Chọn đáp án B

Bài 24: 

 sau một số lần phân rã α và β- biến thành hạt nhân bền là . Hỏi quá trình này đã phải trải qua bao nhiêu lần phân rã α và β- ?

A. 6 lần phần rã α và 8 lần phân rã β-

B. 8 lần phân rã α và 6 lần phân rã β-.

C. 32 lần phân rã α và 10 lần phân rã β-.

D. 10 lần phân rã α và 82 lần phân rã β-.

Lời giải:

– Ta có:

Chọn đáp án B

Bài 25: Trong dãy phân rã phóng xạ 

 có bao nhiêu hạt α và β- được phát ra:

A. 3α và 4 β-

B. 7α và 4 β-

C. 4α và 7 β-

D. 7α và 2β-

Lời giải:

– Phương trình phản ứng:

– Định luật bảo toàn:

+ Sô khối: 235 = 207 + 4x

+ Điện tích: 92 = 82 + 2x +yz

Vậy có 7 hạt α và 4 hạt β-

Bài 26: Khối lượng nguyên tử của 

 là 55,934939 u. Biết khối lượng proton m_p = 1,00728 u và m_n = 1,0087. Lấy 1 = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân  là:

A. 7,49 MeV/nuclôn

B. 7,95 MeV/ nuclôn

C. 8,57 MeV/nuclôn

D. 8,72 MeV/nuclôn

Lời giải:

– Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 

 là

Chọn đáp án C

Bài 27: Năng lượng liên kết của các hạt nhân 

 lần lượt là 28,4 MeV ; 1178 MeV ; 783 MeV và 1786 MeV. Hạt nhân bền vững nhất trong số các hạt nhân này là:

Lời giải:

– Năng lượng liên kết riêng của chúng lần lượt là 7,1; 8,3; 8,7; 7,6 (MeV/nuclôn) ta thấy 

 có năng lượng liên kết riêng lớn nhất nên bền vững nhất.

Chọn đáp án C

Bài 28: Dùng hạt α bắn phát hạt nhân 

 ta có phản ứng : 

Biết m_α = 4,0015 u; m_Al = 26,974 u; m_P = 29,970 u; m_n = 1,0087 u; 1u = 931 MeV/c². Tốc độ tối thiểu của hạt α để phản ứng trên xảy ra là:

A. 1,44.10⁷ m/s

B. 1,2.10⁷ m/s

C. 7,2.10⁶ m/s

D. 6.10⁶ m/s

Lời giải:

– Để phản ứng trên xảy ra thì động năng của hạt α bắn vào phải tối thiểu bằng năng lượng của phản ứng.

– Suy ra:

– Từ đó tìm được:

Chọn đáp án B

Bài 29: Biết khối lượng hạt nhân 

 là m_C = 11,9967 u, m_α = 4,0015 u. Cho 1 uc² = 931,5 MeV. Năng lượng tối thiểu để phân chia hạt nhân  thành ba hạt α là:

A. 6,27 MeV        B. 7,27 MeV

C. 8,12 MeV        D. 9,46 MeV

Lời giải:

– Năng lượng tối thiểu để phân chia hạt nhân 

 thành ba hạt α là :

Chọn đáp án B

Bài 30: Người ta dùng photon bắn phá hạt nhân 

 đứng yên. Phản ứng cho ta hạt α và hạt nhân X. Biết động năng của photon là W_đp = 5,45 MeV, của hạt α là W_đα = 4 MeV, vận tốc của photon và của hạt α vuông góc nhau. Động năng của hạt X là:

A. 2,125 MeV        B. 7,575 MeV

C. 3,575 MeV        D. 5,45 MeV

Lời giải:

– Áp dụng định luật bảo toàn số khối và điện tích cho phản ứng hạt nhân ta tìm được X là 

– Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

– Từ sơ đồ các véctơ động lượng:

Chọn đáp án C

******************

Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân do Trường Cao đẳng nghề Thừa Thiên Huế biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.

Biên soạn bởi: Trường Cao đẳng nghề Thừa Thiên Huế