Các dạng bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải - Vật Lí lớp 12

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

Với Các dạng bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp các dạng bài tập, 50 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

• Lý thuyết Cấu tạo hạt nhân – Độ hụt khối – Năng lượng liên kết

  Xem chi tiết

• 25 Bài tập Cấu tạo hạt nhân – Độ hụt khối – Năng lượng liên kết có lời giải

  Xem chi tiết

• 25 Bài tập về Độ hụt khối, Năng lượng liên kết có lời giải

  Xem chi tiết

• Cách giải bài tập Cấu tạo hạt nhân, năng lượng liên kết cực hay Xem chi tiết
• 20 Bài tập Cấu tạo hạt nhân, Năng lượng liên kết có lời giải Xem chi tiết

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

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

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

(hạt)

∗ Số mol:

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:

2. Ví dụ

Ví dụ 1 : Xác định cấu tạo hạt nhân ( Tìm số Z prôtôn và số N nơtron)

Hướng dẫn:

Hạt nhận có A = 238; Z = 92; N = A – Z = 238 – 92 = 146

Hạt nhân có A = 23; Z = 11; N = A – Z = 23 – 11 = 12

Hạt nhân 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:

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:

Hướng dẫn :

Năng lượng liên kết của hạt nhân 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:

Hướng dẫn :

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:

Hướng dẫn :

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:

Hướng dẫn :

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:

Hướng dẫn :

Ta có

Đáp án A

Bài 6:Biết N_A = 6,02.10²³mol^-1. Trong 59,5 g có số nơtron xấp xỉ là

A. 2,38.10²³.

B. 2,20.10²⁵.

C. 1,19.10²⁵.

D. 9,21.10²⁴.

Lời giải:

Hướng dẫn :

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 là

A. 9,826.10²².

B. 8,826.10²².

C. 7,826.10²².

D. 6,826.10²².

Lời giải:

Hướng dẫn :

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:

Hướng dẫn :

Đáp án B