Các dạng bài tập Hạt nhân nguyên tử có lời giải

Phần Hạt nhân nguyên tử Vật Lí lớp 12 sẽ tổng hợp Lý thuyết, trên 8 dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 400 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Hạt nhân nguyên tử hay nhất tương ứng.

Tổng hợp Lý thuyết Chương Hạt nhân nguyên tử

Chủ đề: Cấu tạo hạt nhân - Năng lượng liên kết

Chủ đề: Phóng xạ

Chủ đề: Phản ứng hạt nhân

Chủ đề: Phản ứng phân hạch - Phản ứng nhiệt hạch

Dạng 1: Phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch

Xem chi tiết

Bài tập trắc nghiệm Hạt nhân nguyên tử

Cách tính Độ hụt khối, Năng lượng liên kết

1. Phương pháp

Cho khối lượng m hoặc số mol của hạt nhân Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án . Tìm số hạt p, n có trong mẫu hạt nhân đó .

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

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

∗ Số mol: . Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án

Hằng Số Avôgađrô: NA = 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.

2. Ví dụ

Ví dụ 1: 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 = r_o.A^1/3, với r_o = 1,4.10^-15 m, A là số khối.

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

Lời giải:

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_NH.N_A = 0,22589kg

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

Khối lượng riêng của hạt nhân:

d) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân

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

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án

Ví dụ 2: Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng?

Lời giải:

Ví dụ 3: Khí clo là hỗn hợp của hai đồng vị bền là Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án hàm lượng 75,5% và hàm lượng 24,6%. Tính khối lượng của nguyên tử của nguyên tố hóa học clo.

Lời giải:

Ta có: m_cl = 34,969u. 75,4% + 36,966u. 24,6% = 35,46u.

Cách viết phương trình phóng xạ

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

Qui tắc dịch chuyển của sự phóng xạ:

Phóng xạ Cách viết phương trình phóng xạ hay, chi tiết

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ô về đầu bảng tuần hoàn và có số khối giảm 4 đơn vị.

Phóng xạ Cách viết phương trình phóng xạ hay, chi tiết

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ô về cuối bảng tuần hoàn và có cùng số khối.

Thực chất phóng xạ β^- là một hạt nơ trôn biến thành 1 hạt proton, 1 hạt e và một hạt nơtrinô:

Bản chất của tia phóng xạ β^- là hạt electron. Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng ( hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh sáng và hầu như không tương tác với vật chất.

Phóng xạ Cách viết phương trình phóng xạ hay, chi tiết

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ô về đầu bảng tuần hoàn và cùng số khối.

Thức chất của phóng xạ β⁺ là một hạt proton biến thành 1 hạt nơtrôn, 1 hạt pôzitrôn và 1 hạt nơtrinô

Phóng xạ γ (hạt phôton) :

Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng E₁ chuyển xuống mức năng lượng E₂ đồng thời phóng ra một photon có năng lượng:

Trong phóng xạ gamma không có sự biến đổi hạt nhân và thường kèm theo phóng xạ α và β

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Côban ⁶⁰Co phóng xạ β^- với chu kì bán rã T = 5,27 năm và biến đổi thành niken (Ni). Viết phương trình phân rã và nêu cấu tạo của hạt nhân con.

Lời giải:

Phương trình phân rã:

Hạt nhân Ni có 28 prôtôn và 32 nơtrôn.

Cách viết phương trình phản ứng hạt nhân

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối để viết phương trình.

Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) A₁ + A₂ = A₃ + A₄

Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z) Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Trong phản ứng sau đây : Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án hạt X là

A. Electron B. Proton C. Hêli D. Nơtron

Lời giải:

Ta phải xác định được điện tích và số khối của các tia và hạt còn lại trong phản ứng : Cách viết phương trình phản ứng hạt nhân hay, chi tiết

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta được : 2 hạt X có

2Z = 0 + 92 – 42 – 57 – 7.(-1) = 0

2A = 1 + 235 – 95 – 139 – 7.0 = 2.

Vậy suy ra X có Z = 0 và A = 1. Đó là hạt nơtron .

Ví dụ 2: Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β^– thì hạt nhân Cách viết phương trình phản ứng hạt nhân hay, chi tiết biến đổi thành hạt nhân ?

A. 4 lần phóng xạ α ; 6 lần phóng xạ β^– B. 6 lần phóng xạ α ; 8 lần phóng xạ β^–

C. 8 lần phóng xạ ; 6 lần phóng xạ β^– D. 6 lần phóng xạ α ; 4 lần phóng xạ β^–

Lời giải:

- Theo đề ta có quá trình phản ứng:

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

Vậy có 6 hạt α và 4 hạt β^– → Chọn đáp án : D.

Bài tập bổ sung

Câu 1: Đồng vị là

A. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng số khối khác nhau.

B. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nơtron nhưng số khối khác nhau.

C. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nôtron nhưng số prôtôn khác nhau.

D. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nuclôn nhưng khác khối lượng.

Câu 2: Chọn câu đúng.

A. Trong ion đơn nguyên tử số proton bằng số electron.

B. Trong hạt nhân nguyên tử số proton phải bằng số nơtron.

C. Lực hạt nhân có bàn kính tác dụng bằng bán kính nguyên tử.

D. Trong hạt nhân nguyên tử số proton bằng hoặc khác số nơtron.

Câu 3: Trong vật lí hạt nhân, so với khối lượng của đồng vị cacbon ${}_{6}^{12}C$ thì một đơn vị khối lượng nguyên tử u nhỏ hơn

A. 1/12 lần

B. 1/6 lần

C. 6 lần

D. 12 lần

Câu 4: Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là

A. 10^-15 cm

B. 10^-8 cm

C. 10^-10 cm

D. Vô hạn

Câu 5: Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ của nó. Tính tốc độ của nó. Cho tốc độ của ánh sáng trong chân không là c = 3.10⁸ m/s.

A. 1,6.10⁸ m/s.

B. 2,6.10⁸m/s.

C. 3,6.10⁸ m/s.

D. 4,6.10⁸ m/s.

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

A. 0,2 m₀c².

B. 0,5 m₀c².

C. 0,25 m₀c².

D. 0,125 m₀c².

Câu 7: Hạt nhân nào sau đây có 125 nơtron?

A. ${}_{11}^{23}N a$

B. ${}_{92}^{238}U$

C. ${}_{86}^{222}R a$

D. ${}_{84}^{209}P o$

Câu 8: Chọn câu đúng.

A. Trong ion đơn nguyên tử số proton bằng số electron.

B. Trong hạt nhân nguyên tử số proton phải bằng số nơtron.