Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn Bài 3: Hạt nhân nguyên tử A Xcó cấu tạo gồm Z A.. Phóng xạ hạt nhân là một dạng phản ứng hạt nhân tỏa năng
Trang 1CHỦ ĐỀ 28: CẤU TẠO HẠT NHÂN
I TÓM TẮT LÝ THUYẾT
- Khối lượng nghỉ mo; Khối lượng tương đối tính: o m o
c v
- Năng lượng liên kết của hạt nhân: W lk m c2; với 1u931,5MeV/c2
- Năng lượng liên kết tính riêng: (đặc trưng cho tính bền vững của hạt nhân)
Trang 2Ta có 1( )
1 22
kg c
1, 25 1
2
1
1
c v c
m c m c m E E
độ hụt khối của hạt nhân D
Hãy xác định năng lượng liên kết của hạt nhân D
Hãy xác định năng lượng liên kết riêng của hạt nhân D?
A 1,364MeV / nuclon B 6,82MeV / nuclon C 13,64MeV / nuclon D 14,64MeV / nuclon
Trang 3B Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng có số nơtron (nơtrôn) khác nhau gọi là đồng vị
C Các đồng vị của cùng một nguyên tố có số nơtron khác nhau nên tính chất hóa học khác nhau.
D Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn
Bài 3: Hạt nhân nguyên tử A Xcó cấu tạo gồm
Z
A Z notron và A proton
B Z proton và A notron
C Z proton và (A-Z) notron
D Z notron và (A+Z) proton
Bài 4: Phát biểu nào sau đây đúng?
A Lực gây ra phóng xạ hạt nhân là lực tương tác điện (lực Coulomb)
B Quá trình phóng xạ hạt nhân phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài như áp suất, nhiệt độ,…
C Trong phóng xạ hạt nhân khối lượng được bảo toàn
D Phóng xạ hạt nhân là một dạng phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Bài 5: Một đơn vị khối lượng nguyên tử (1u) bằng:
A 1/12 khối lượng của hạt nhân C6
A Hạt nhân của nguyên tử này có 6 nuclon
B Đây là nguyên tố đứng thứ 3 trong bảng HTTH
C Hạt nhân này có 3 proton và 3 notron
D Hạt nhân này có 3 proton và 3 electron
Bài 7: Một hạt nhân có khối lượng m5,0675.10 27kg đang chuyển động với động năng 4,78MeV Động lượng của hạt nhân là
A 3,875.10 20kg.m/s B 7,75.10 20kg.m/s C 2,4.10 20kg.m/s D.8,8.10 20kg.m/s
Trang 4Bài 8: Đồng vị là:
A các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau
B các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số proton bằng nhau, số notron khác nhau
C các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số notron bằng nhau, số proton khác nhau
D các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau
Bài 9: Tương tác giữa các nuclon tạo thành hạt nhân là tương tác
Bài 10: Khẳng định nào đúng về hạt nhân nguyên tử?
A Lực tĩnh điện liên kết các nuclon trong hạt nhân
B Khối lượng của nguyên tử xấp xỉ khối lượng hạt nhân
C Bán kính của nguyên tử bằng bán kính hạt nhân
D Điện tích của nguyên tử bằng điện tích hạt nhân
Bài 11: Chọn câu sai?
A Các hạt nhân nặng trung bình (có số khối trung bình) là bền vững nhất
B Các nguyên tố đứng đầu bảng tuần hoàn như H, He có số khối A nhỏ nên bền vững
C Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững
D Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững
Bài 12: Xét hạt nhân nguyên tử 9Becó khối lượng biết khối lượng proton là và khối lượng notron
B Tính riêng cho hạt nhân ấy
C Của một cặp proton - proton
D Của một căp proton - notron
Bài 14: Tìm phát biểu sai về năng lượng liên kết?
A Muốn phá hạt nhân có khối lượng m thành các nuclon có tổng khối lượng mo > m thì ta phải tốn năng lượng Em o m.c2để thắng lực hạt nhân
B Hạt nhân có năng lượng liên kết Ecàng lớn thì càng bền vững
C Năng lượng liên kết tính cho một nuclon gọi là năng lượng liên kết riêng
D Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng nhỏ thì kém bền vững
Bài 15: Chọn câu trả lời đúng?
A Hạt nhân càng bền khi độ hụt khối càng lớn
B Khối lượng của hạt nhân bằng tổng khối lượng của các nuclon
C Trong hạt nhân số proton luôn bằng số notron
D Khối lượng proton lớn hơn khối lượng notron
Bài 16: Chọn phát biểu đúng? Độ hụt khối của hạt nhân càng lớn thì
A năng lượng liên kết của hạt nhân càng lớn
B hạt nhân càng kém bền vững
C năng lượng liên kết riêng của hạt nhân càng bé
D hạt nhân càng dễ bị phá vỡ
Trang 5Bài 17: Công thức tính độ hụt khối của hạt nhân A X là
Bài 18: Chọn phát biểu đúng? Hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y là vì
A độ hụt khối của X lớn hơn của Y
B độ hụt khối của X nhỏ hơn của Y
C năng lượng liên kết của X lớn hơn của Y
D năng lượng liên kết riêng của X lớn hơn của Y
B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU
Bài 1: So với hạt nhân 29, hạt nhân có nhiều hơn
Bài 4: Biết khối lượng của hạt nhân là mN = 13,9992u, của proton m p 1,0073uvà của notron
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân bằng
u
m n 1,0087
Bài 5: Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclon của hạt nhân X lớn hơn số
nuclon 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
Bài 6: Hạt có khối lượng 4,0015u, biết số Avogadro N A 6,02.1023mol 1,1u931MeV/c2 Các nuclon kết hợp với nhau tạo thành hạt , năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol khí heli là
Bài 8: Năng lượng liên kết của các hạt nhân 234U và lần lượt là 1790MeV và 1586MeV Chỉ ra kết
82
luận đúng?
Trang 6A Độ hụt khối 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 Năng lượng liên kết của hạt nhân U nhỏ hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Pb
D Hạt nhân U kém bền hơn hạt nhân Pb
A 1,37.1017kg/năm B 0,434.1020kg/năm C 1,37.1017g/năm D 0,434.1020g/năm
Bài 3: Biết số Avogadro là 6,02.1023/mol, khối lượng mol của urani 238 là 238g/mol Số notron trong
Bài 6: Có ba hạt mang động năng bằng nhau: hạt proton, hạt nhân doteri và hạt , cùng đi vào một từ
trường đều, chúng đều có chuyển động tròn đều bên trong từ trường Gọi bán kính quỹ đạo của chúng lần lượt là: R H,R D,R , và xem khối lượng các hạt có khối lượng lấy bằng số khối, đơn vị là u Giá trị của các bán kính sắp xếp theo thứ tự giảm dần là
Bài 9: Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 7Lilà 5,11MeV/nuclon Khối lượng của proton và notron
3
lần lượt là m p 1,0073u,m n 1,0087u,1u931,5MeV/c2 Khối lượng của hạt nhân 7Li là
3
Bài 10: Tính năng lượng liên kết của 12C, Biết khối lượng của notron tự do là 939,6MeV/c2, của proton
6
là 938,3MeV/c2, và của electron là 0,511MeV/c2
Trang 7A 92,466MeV B 65,554MeV C 86,48MeV D 89,4MeV
Bài 11: Tính năng lượng cần thiết để tách hạt nhân cacbon 12C thành 3 hạt α? cho
6
u m
u
m C 11,9967 , 4,0015
A 7,2557MeV B 7,2657MeV C 0,72657MeV D 0,72557MeV
Bài 12: Hạt nhân càng bền vững khi có
A số nuclon càng nhỏ
B số nuclon càng lớn
C năng lượng liên kết càng lớn
D năng lượng liên kết riêng càng lớn
D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO
Bài 1: Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của các hạt nhân nguyên tử Fe He235U Cho
92
4 2
235
92
4 2
56
26
4 2
J eV
kg u
u m
u m
u
m C 12,00000 ; p 1,00728 ; n 1,00867 ;1 1,66058.10 27 ;1 1,6.10 19 ; 3.108 /
Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân 12C thành các nuclon riêng biệt bằng
6
Bài 3: Hạt nhân 37Clcó khối lượng nghỉ bằng 36,956563u Biết khối lượng của notron là 1,008670u, khối
17
lượng của proton là 1,007270u và 1u = 931MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 37Cl bằng
17
Bài 4: Hạt nhân 10Becó khối lượng 10,0135u Khối lượng của notron , khối lượng của
proton m p 1,0073u,1u931MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 10 bằng:
4Be
A 0,6321MeV B 63,2152MeV C 6,3248MeV D 632,1531MeV
Bài 5: Biết khối lượng của proton; notron; hạt nhân 16O lần lượt là 1,0073u; 1,0087u; 15,9904u và 1u =
8
931,5MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 16Oxấp xỉ bằng:
8
Bài 6: Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclon tương ứng là A X,A Y,A Zvới A X 2A Y 0,5A Z Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là E X,E Y,E Z với E Z E X E Y Hãy sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần?
A lớn hơn một lượng là 5,20MeV
B lớn hơn một lượng là 3,42MeV
C nhỏ hơn một lượng là 3,42MeV
Trang 8D nhỏ hơn một lượng là 5,20MeV
Bài 8: Hạt nhân 60Cocó khối lượng là 59,940u, biết khối lượng proton: 1,0073(u), khối lượng notron là
27
1,0087(u), năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 60Colà (1u=931MeV/c2)
27
A 10,26 (MeV) B 12,44(MeV) C 6,07(MeV) D 8,44(MeV)
Bài 9: Khối lượng hạt nhân H 26Alvà khối lượng notron lần lượt là 1,007825u; 25,986982u và
Bài 10: Một hạt nhân có 8 proton và 9 notron Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này bằng
7,75MeV/nuclon Biết m p 1,0073u,m n 1,0087u,1u931,5MeV/c2 Khối lượng của hạt nhân đó bằng bao nhiêu
Bài 11: Cho khối lượng của proton, notron, Ni 40Ca lần lượt là 1,0073u; 1,0087u; 57,9353u; 39,9637u
A nhỏ hơn một lượng là 0,216 MeV
B lớn hơn một lượng là 0,217 MeV
C nhỏ hơn một lượng là 0,534 MeV
D lớn hơn một lượng là 0,534 MeV
Bài 12: Cho biết m 4,0015u;m C 12,000u;m O 15,999u;m p 1,00727;m n 1,008667u Thứ tự tăng dần về độ bền vững của các hạt nhân He C16O
8
12 6
12
2
16 8
12
6
16 8
Trang 10Số hạt D2O có trong 1 kg nước là: 4,515.1021hạt
164
15,0
8
34 2
10.3
10.23,1
,238
.02,6
10.2,2
146
10.505,110.02,6
mv
W
s m m
R B e v R
12 2
7 2
l
K l B
q
p R K m v
m p K m
p p p p
p p p p
.2
22
Tương tự
B
K B
l
K B
q
p R
K B
.4.2
Trang 11Năng lượng liên kết là:
A
E
E lk lkr 7,098875 /
m m m MeV E
Li
Li p n lk
0138
,
7
5,931.3
477
,357
→Năng lượng liên kết nên E lkr 8,58MeV
- Năng lượng liên kết của :E lk 2.m p2.m n m C2 27,386MeV
Năng lượng liên kết riêng của
lkr 6,854
Trang 12Năng lượng liên kết riêng của MeV
A
E E
lkr 6,3248:
rZ
Y
Y rY X
X rX
Z
rZ
E E
E
E
E E
E
E E
;221
lkr 5,20:
lkr 8,44:
lkr 7,9:
Trang 13Năng lượng liên kết riêng của 40Ca E lkr Ca 8,297MeV
Trang 14
3 Tính thời gian và tính tuổi:
a) Tính thời gian khi cho biết N0 hoặc m0 hoặc các dữ kiện khác mà ta tìm được N hoặc m
có trong mẫu sống, N là số nguyên tử trong mẫu cổ.
b) Tính thời gian khi cho biết tỉ số c hoặc
m
NN
c m
mm
Trang 15Công thức trên còn dùng để tính tuổi khoáng vật: đá, quặng Poloni,…
4 Tính chu kì bằng máy đếm xung:
Một mẫu phóng xạ A ban đầu trong phút có hạt nhân bị phân rã, sau đó t phút (kể từ lúc
tT
Nlog
5 Bài toán hai chất phóng xạ với chu kì bán rã khác nhau hoặc các bài toán khác:
Viết biểu thức số hạt hoặc khối lượng còn lại của các chất phóng xạ
Thiết lập tỉ số của số hạt hoặc khối lượng các chất phóng xạ
88 Ra86 Rn2HeRút gọn
222 226
Không làm thay đổi hạt nhân
Trang 16đồng thời hai loại A A 0 0
ZXZ 1 Y1e0 vphản nơtrinô
414 k
t T.log 464, 4
Chọn đáp án A
Ví dụ 5: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 200 ngày, tại thời điểm t lượng chất còn lại là 20% Hỏi
sau bao lâu lượng chất còn lại 5%?
Trang 17Ví dụ 6: 238U phân rã thành 206Pb với chu kì bán rã 4, 47.109 năm Một khối đá được phát hiện chứa 46,97mg 238U và 2,315mg 206Pb Giả sử khối đá khi mới hình thành không chứa nguyên tố chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 238U Tuổi của khối đá đó hiện nay là bao nhiêu?
A 2,6.109 năm B 2,5.106 năm C 3,57.108 năm D 3, 4.107 năm
k U
Ví dụ 7: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 200 ngày, tại thời điểm t lượng chất còn lại là 20% Hỏi
sau bao lâu lượng chất còn lại 5%?
A 2,6.109 năm B 2,5.106 năm C 3,57.108 năm D 3, 4.107 năm
Trang 18k U
Bài 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng phóng xạ?
A Trong phóng xạ , hạt nhân con có số nơtron nhỏ hơn số nơtron của hạt nhân mẹ.
B Trong phóng xạ , hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số prôtôn khác nhau
C Trong phóng xạ , có sự bảo toàn điện tích nên số prôtôn được bảo toàn.
D Trong phóng xạ , hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số nơtron khác nhau
Bài 2: Tính chất nào sau đây không phải là tính chất chung của các tia , , ?
A Có khả năng iôn hóa không khí B Bị lệch trong điện trường hoặc từ trường
C Có tác dụng làm đen kính ảnh D Có mang năng lượng
Bài 3: Phát biểu nào sau đây sai?
A Tia gồm các êlectron nên không thể phóng ra từ hạt nhân vì hạt nhân tích điện dương
B Tia gồm các hạt cùng khối lượng với êlectron và mang điện tích dương e
C Tia gồm các hạt nhân của nguyên tử hêli
D Tia lệch trong điện trường ít hơn tia
Bài 4: Có thể tăng hằng số phóng xạ của đồng vị phóng xạ bằng cách:
A Đặt nguồn phóng xạ đó vào trong từ trường mạnh
B Đặt nguồn phóng xạ đó vào trong điện trường mạnh
C Đốt nóng nguồn phóng xạ đó
D Hiện nay chưa có cách nào để thay đổi hằng số phóng xạ
Trang 19Bài 5: Thực chất của phóng xạ gamma là:
A Hạt nhân bị kích thích bức xạ phôtôn
B Dịch chuyển giữa các mức năng lượng ở trạng thái dừng trong nguyên tử.
C Do tương tác giữa êlectron và hạt nhân làm phát ra bức xạ hăm
D Do êlectron trong nguyên tử dao động bức xạ ra dưới dạng sóng điện từ
Bài 6: Một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia , rồi một tia thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi thế nào?
A số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2 B số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1
C số khối tăng 4, số prôtôn giảm 1 D số khối giảm 3, số prôtôn tăng 1
Bài 7: Phát biểu nào sau đây không đúng?
A Tia lệch về bản âm của tụ điện.
B Tia là hạt nhân nguyên tử Heli.
C Tia phát ra từ lớp vỏ nguyên tử vì nó là êlectron
D Tia là sóng điện từ.
Bài 8: Chọn câu sai?
A Sau khoảng thời gian bằng hai lần chu kì bán rã, chất phóng xạ còn lại một phần tư khối lượng ban
Bài 9: Các tia sau đây tia nào xuyên qua được tấm chì dày cỡ cm?
A Tia tử ngoại và tia hồng ngoại B Tia X và tia gamma
Bài 10: Biến đổi của prôtôn thành nơtron xảy ra trong lòng hạt nhân của sự phóng xạ nào dưới đây?
Bài 11: Ai là người đầu tiên thực hiện phản ứng hạt nhân nhân tạo?
A Becqueren B Marie Curie C Rutherford D Piere Curie
Bài 12: Tia phóng xạ không bị lệch trong điện trường là:
Bài 13: Hạt nhân phân 23 rã tạo thành hạt nhân X Biết chu kì bán rã của là 15 giờ Thời
11Nagian để tỉ số giữa số hạt nhân X và số hạt nhân Na bằng 0,5 là:
Bài 15: Giả sử sau 3 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ còn
lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó bằng:
Trang 20A 2 giờ B 1,5 giờ C 0,5 giờ D 1 giờ
Bài 16: Cho phản ứng hạt nhân: 9 4 Lúc đầu có 27g beri Thể tích khí hêli tạo thành ở
hf Be2 He nđiều kiện tiêu chuẩn sau hai chu kì bán rã là:
sát thì tỉ số giữa khối lượng của Pb và Po có trong mẫu là 0,4?
Bài 19: Hạt nhân 210 là chất phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân Tại thời điểm t, tỉ lệ giữa
kì bán rã của Po là:
A 138,5 ngày đêm B 58,7 ngày đêm C 1444 ngày đêm D 138 ngày đêm
Bài 21: Quá trình biến đổi từ 238 thành chỉ xảy ra phóng xạ và Số lần phóng xạ và
lần lượt là:
Bài 22: Một chất phóng xạ sau 40 ngày giảm đi 3/4 số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của chất này là:
Bài 23: Giả sử sau một giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu), số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ
còn lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó bằng:
Bài 24: Đồng vị 60 là chất phóng xạ với chu kì bán rã năm, ban đầu một lượng Co có
A 199,1 ngày B 138 ngày C 99,55 ngày D 40 ngày
Bài 27: Giả sử sau 18 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ còn
lại bằng 12,5% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó bằng
Trang 21Bài 28: Cho chùm nơtron bắn phá đồng vị bền 55 ta thu được đồng vị phóng xạ Đồng vị phóng
25Mn 10 giờ tiếp đó thì tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là:
A 7/8 số hạt nhân X ban đầu B 1/16 số hạt nhân X ban đầu
C 15/16 số hạt nhân X ban đầu D 1/8 số hạt nhân X ban đầu
Bài 31: Trong một mẫu quặng urani, người ta tìm thấy có lẫn chì 206 cùng với với tỉ lệ cứ 10
92 Unguyên tử Urani thì có hai nguyên tử chì Tính tuổi của quặng Cho rằng lúc hình thành quặng không có chì và chì trong quặng chỉ do urani phân rã thành; chu kì bán rã của urani là 4,5.109 năm
A 6,84.108 năm B 6,19.108 năm C 1,18.109 năm D 1, 45.109 năm
Bài 32: Hiện nay trong quặng urani có lẫn U238 và U235 theo tỉ lệ số nguyên tử là 140:1 Giả thiết từ thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ là 1:1 Biết chu kì bán rã của U238 và U235 lần lượt là 9 năm,
1
T 4,5.10 năm Tuổi của Trái Đất hiện nay là:
8
2
T 7,13.10
A 6.109 năm B 5.109 năm C 7.109 năm D 5,5.109 năm
Bài 33: Pôlôni 210 là chất phóng xạ tạo thành hạt nhân Chu kì bán rã của là 140 ngày
82 PbThời điểm t để tỉ lệ giữa khối lượng Pb và Po là 0,8 bằng:
A 120,25 ngày B 120,45 ngày C 120,15 ngày D 120,75 ngày
Bài 34: Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ nguyên chất X với chu kì bán rã T Cứ một hạt nhân X sau
khi phóng xạ tạo thành một hạt nhân Y Nếu hiện nay trong mẫu chất đó tỉ lệ số nguyên tử của chất Y và chất X là k thì tuổi của mẫu chất là:
A t T.ln 2 ln 1 k B t T.ln 1 k ln 2 C t 2T.ln 1 k ln 2 D t T.ln 1 k 2 ln 2
Bài 35: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 360 giờ Khi lấy ra sử dụng thì khối lượng chỉ còn 1/32
khối lượng lúc mới nhận về Thời gian từ lúc mới nhận về đến lúc sử dụng:
Bài 36: Một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ bằng 1, 44.103 (1/giờ) Sau thời gian bao lâu thì 75% số hạt nhân ban đầu bị phân rã hết?