Giải bài tập SBT Vật Lí 12 Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân

Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi

A. prôtôn, nơtron và êlectron.

B. nơtron và êlectron.

C. prôtôn, nơtron.

D. prôtôn và êlectron.

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết về cấu tạo hạt nhân nguyên tử, hạt nhân được tạo thành từ các hạt proton và nơtron

Hướng dẫn giải

- Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi prôtôn và nơtron.

- Chọn C

Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân

A. có cùng khối lượng.

B. cùng số Z, khác số A.

C. cùng số Z, cùng số A.

D. cùng số A.

Phương pháp giải

Đồng vị hạt nhân là những nguyên tử có cùng số điện tích nhưng khác số khối 

Hướng dẫn giải

- Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân cùng số Z, khác số A.

- Chọn B

Trong thành phần cấu tạo của các nguyên tử, không có hạt nào dưới đây?

A. Prôtôn.                                 B. Nơtron.

C. Phôtôn.                                D. Êlectron.

Phương pháp giải

Nguyên tử cấu tạo gồm 3 loại hạt: Proton, notron, electron

Hướng dẫn giải

- Trong thành phần cấu tạo của các nguyên tử, không có hạt phôtôn

- Chọn C

Hạt nhân nào dưới đây không chứa nơtron?

A. Hiđrô thường.                     B. Đơteri.

C. Triti.                                     D.Heli.

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về cấu tạo hạt nhân

Hướng dẫn giải

- Hirdro thường \({}_1^1H\) có cấu tạo gồm có một proton, không có notron

- Chọn A

Hãy chọn phát biểu đúng.

A. Hạt nhân \({}_1^1H\) nặng gấp đôi hạt nhân \({}_1^2H\)

B. Hạt nhân \({}_1^2H\) nặng gấp đôi hạt nhân \({}_1^1H\)

C. Hạt nhân \({}_1^2H\) nặng gần gấp đôi hạt nhân \({}_1^1H\)

D. Hạt nhân \({}_1^2H\) nặng bằng hạt nhân \({}_1^1H\)

Phương pháp giải

Khối lượng hạt nhân sấp sỉ bằng số khối của hạt nhân

Hướng dẫn giải

- Khối lượng hạt nhân sấp sỉ bằng số khối của hạt nhân, nên hạt nhân \({}_1^2H\) nặng gần gấp đôi hạt nhân \({}_1^1H\)

- Chọn C

Hạt nhân heli \({}_2^4He\) là một hạt nhân bền vững. Vì vậy, kết luận nào dưới đây chắc chắn đúng?

A. Giữa hai nơtron không có lực hút.

B. Giữa hai prôtôn chỉ có lực đẩy.

C. Giữa prôtôn và nơtron không có lực tác dụng.

D. Giữa các nuclôn có lực hút rất lớn.

Phương pháp giải

Một hạt nhân bền là khi lực hút giữa các hạt nhân rất lớn

Hướng dẫn giải

- Hạt nhân heli \({}_2^4He\) là một hạt nhân bền vững nên ta nói giữa các nuclôn có lực hút rất lớn.

- Chọn D

Chọn phát biểu đúng.

A. Các chất đồng vị có cùng tính chất vật lí.

B. Các chất đồng vị có cùng tính chất hóa học.

C. Các chất đồng vị có cùng cả tính chất vật lí lẫn tính chất hóa học.

D. Các chất đồng vị không có cùng cả tính chất vật lí và tính chất hóa học.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được các tính chất của chất đồng vị

Hướng dẫn giải

- Các chất đồng vị có cùng tính chất hóa học.

- Chọn B

Đơn vị khối lượng nguyên tử bằng

A. khối lượng của hạt nhân hiđrô \({}_1^1H\)

B. khối lượng của prôtôn.

C. khối lượng của nơtron.

D. 1/12 khối lượng của hạt nhân cacbon \({}_6^{12}C\)

Phương pháp giải

Theo ước, đơn vị của 1/12 khối lượng hạt nhân cacbon \({}_6^{12}C\) là khối lượng của nguyên tử

Hướng dẫn giải

- Đơn vị khối lượng nguyên tử bằng 1/12 khối lượng của hạt nhân cacbon \({}_6^{12}C\)

- Chọn D

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

A. 1,25m₀c²                     B. 0,36m₀c²  

C. 0,25m₀c²                     D. 0,225m₀c²  

Phương pháp giải

- Dựa vào các công thức:

+ tính năng lượng nghỉ: E₀= m₀c²  

+ tính năng lượng chuyển động:

\(E = m{c^2} = \frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }}{c^2}\)

- Suy ra được công thức tính động năng là:

\({{{\rm{W}}_d} = E - {E_0}}\)

\({ = \frac{{{m_0}{c^2}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }} - {m_0}{c^2}}\)

Hướng dẫn giải

- Ta có:

+ Năng lượng nghỉ E₀= m₀c²  

 + Năng lượng chuyển động:

\(E = m{c^2} = \frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }}{c^2}\)

+ Động năng

\(\begin{array}{*{20}{l}} {{{\rm{W}}_d} = E - {E_0}}\\ { = \frac{{{m_0}{c^2}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }} - {m_0}{c^2}}\\ { = \left( {\frac{1}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }} - 1} \right){m_0}{c^2}}\\ { = \left( {\frac{1}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{0,6c}}{c}} \right)}^2}} }} - 1} \right){m_0}{c^2}}\\ { = 0,25{m_0}{c^2}} \end{array}\)

- Chọn C

Phân biệt các khái niệm: hạt nhân và nuclon.

Phương pháp giải

Phân biệt về: điện tích, khối lượng, thành phần cấu tạo của nguyên tử hạt nhân và hạt nuclon

Hướng dẫn giải

- Hạt nhân : Hạt ở trung tâm nguyên tử, tích điện dương +Ze, có khối lượng xấp xỉ bằng khối lượng nguyên tử, tạo bởi Z prôtôn và A -Z nơtron.

- Nuclon tên gọi chung của prôtôn và nơtron.

Có bao nhiêu prôtôn và nơtron trong các hạt nhân sau?

\({}_6^{10}C;{}_6^{11}C;{}_6^{12}C;{}_6^{13}C;{}_6^{14}C;{}_6^{15}C\)

Phương pháp giải

Hạt nhân nguyên tử \({}_Z^AX\) tạo bởi Z prôtôn và A−Z nơtron.

Hướng dẫn giải

Cho các hạt nhân: \({}_2^3He;{}_4^7Be;{}_8^{15}O\). Trong đó nếu thay prôtôn bằng nơtron và ngược lại thì được những hạt nhân nào?

Phương pháp giải

Hạt nhân nguyên tử \({}_Z^AX\) tạo bởi Z prôtôn và A−Z nơtron.

Hướng dẫn giải

Nếu các hạt nhân \({}_2^3He;{}_4^7Be;{}_8^{15}O\) ta thay prôtôn bằng nơtron và ngược lại thì được \({}_1^3H;{}_3^7Li;{}_7^{15}O\) 

Người ta gọi khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hóa học là khối lượng trung bình của một nguyên tử chất đó (tính theo đơn vị u). Vì trong một khối chất hóa học trong thiên nhiên bao giờ cũng chứa một số đồng vị của chất đó với những tỉ lệ xác định, nên khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hóa học không bao giờ là một số nguyên, trong khi đó, số khối của một hạt nhân bao giờ cũng là một số nguyên.

Neon thiên nhiên có ba thành phần là \({}_{10}^{20}Ne;{}_{10}^{21}Ne;{}_{10}^{22}Ne\); trong đó thành phần \({}_{10}^{21}Ne\) chỉ chiếm 0,26%,còn lại chủ yếu là hai thành phần kia. Khối lượng nguyên tử của neon là 20,179. Tính tỉ lệ phần trăm của các thành phần \({}_{10}^{20}Ne;{}_{10}^{22}Ne\)

Phương pháp giải

Tính tỉ lệ phần trăm của các thành phần trong các nguyên tử bằng cách sử dụng công thức tính khối lượng trung bình của nguyên tử có nhiều đồng vị

Hướng dẫn giải

- Gọi x; y lần lượt là  tỉ lệ phần trăm của \({}_{10}^{20}Ne;{}_{10}^{22}Ne\)

- Ta có:

\(\begin{array}{l} x + y + 0,26 = 100(1)\\ \frac{{20x + 22y + 0,26.21}}{{100}} = 20,179(2) \end{array}\)

Từ (1)(2) được x=90,92%; y=8,82%

Khí clo là hỗn hợp của hai đồng vị bền là ³⁵Cl=34,969u hàm lượng 75,4% và ³⁷Cl=36,966u hàm lượng 24,6%.

Tính khối lượng nguyên tử của nguyên tố hóa học clo.

Phương pháp giải

Để tính khối lượng nguyên tử ta sử dụng công thức tính khối lượng trung bình của nguyên tử có nhiều đồng vị

Hướng dẫn giải

\({m_{Cl}} = \frac{{34,969u.75,4 + 36,966u.24,6}}{{100}} = 35,46u\)

Khối lượng nghỉ của eelectron là 9,1.10⁻³¹kg. Tính năng lượng toàn phần của êlectron khi nó chuyển động với tốc độ bằng một phần mười tốc độ ánh sáng. Cho c=3.10⁸m/s.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức năng lượng:

\({E = m{c^2} = \frac{{{m_0}{c^2}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }}}\)

Hướng dẫn giải

Ta có: v= 0,1c

\(\begin{array}{*{20}{l}} {E = m{c^2} = \frac{{{m_0}{c^2}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }}}\\ { = \frac{{{{9,1.10}^{ - 31}}.{{({{3.10}^8})}^2}}}{{\sqrt {1 - {{0,1}^2}} }} = {{8,27.10}^{ - 14}}J} \end{array}\)