Bài C1 trang 263 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Tính bán kính của hạt nhân \({}^{238}U\).  Hạt nhân \({}^{238}U\) có thể tích lớn hơn hạt nhân heli \({}_2^4He\) mấy lần?

Giải

Hạt nhân \({}^{238}U\) có bán kính \({R_U} = {\rm{ }}1,{2.10^{ - 15}}{\left( {238} \right)^{{1 \over 3}}} = 7,{44.10^{ - 15}}(m)\)

Hạt nhân \({}_2^4He\) có bán kính

\({R_{He}} = {\rm{ }}1,{2.10^{ - 15}}{\left( 4 \right)^{{1 \over 3}}} = {\rm{ }}1,{9.10^{ - 15}}\left( m \right) \)

 \( \Rightarrow{{{R_U}} \over {{R_{He}}}} = 3,915 \Rightarrow {{{V_U}} \over {{V_{He}}}} = {\left( {{{{R_U}} \over {{R_{He}}}}} \right)^3} = 60\).

Bài C2 trang 263 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Tính khối lượng riêng của hạt nhân \({}_Z^AX\). Nêu nhận xét.

Giải

Ta có khái niệm vật chất hạt nhân chỉ bao gồm hạt nhân của các nguyên tử, vật chất hạt nhân có khối lượng vô cùng lớn : 1 cm³ có khối lượng 100 triệu tấn = 10¹¹ kg.

Suy ra khối lượng riêng của hạt nhân : \({{{{10}^{11}}} \over {{{10}^{ - 6}}}} = {10^{17}}(kg/{m^3})\).

Nhận xét: Mọi hạt nhân đều có khối lượng riêng.

Bài C3 trang 264 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Tính 1 MeV/c² ra đơn vị kg.

Prôtôn có khối lượng nghỉ là :

m_p = 1,007276u = 938 MeV/c²

Nơtron có khối lượng nghỉ là :

m_n  = 1,008665u = 939 MeV/c²

Electron có khối lượng nghỉ là :

m_e = 5,486. 10^-4u = 0,511 MeV/c².

Giải

Ta có u = 1,66055.10^-27 (kg) = 931,5 MeV/c²

\( \Rightarrow 1(MeV/{c^2}) = {{1,{{66055.10}^{ - 27}}} \over {931,5}} = 1,{78.10^{ - 30}}(kg).\)

Bài C4 trang 264 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Biết khối lượng của hạt nhân heli \({}_2^4He\) là m_He = 4,0015u, hãy so sánh khối lượng này với tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân heli.

Giải

Tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân \({}_2^4He\)

m₀ = 2m_p +2m_n = 2.1,007276u + 2.1,008665u

\( \Rightarrow \)    m₀ = 4,031882 > m_He = 4,0015u

Độ hụt khối của hạt nhân Heli là \(\Delta m = {m_0} - m = 0,030382u\).

Bài C5 trang 265 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân \({}_2^4He.\)

Giải

Năng lượng liên kết của hạt nhân Heli

\({W_{lk}} = \Delta m.{c^2} = 0,030382u.{c^2} \)

\(= 0,030382.931,5 = 28,3MeV\)

\( \Rightarrow \) Năng lượng liên kết của hạt nhân Heli :

\(\delta E = {{{W_{lk}}} \over A} = {{28,3} \over 4} = 7,075\;MeV/\) nuclôn.

Bài 1 trang 266 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi

A. prôtôn.                       B. nơtron.  

C. prôtôn và nơtron.      D. prôtôn, nơtron và êlectron.

Giải

Chọn đáp án C : prôtôn và nơtron.

Bài 2 trang 266 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa

A. cùng số prôtôn Z, nhưng số nơtron N khác nhau.

B. cùng số nơtron N, nhưng số pr ô tôn Z khác nhau.

C. cùng số nuclôn A, nhưng số prôtôn Z và số nơtron N khác nhau.

D. cùng số prôtôn Z và số nơtron N.

Giải

Chọn đáp án A : cùng số prôtôn Z, nhưng số nơtron N khác nhau.

Bài 3 trang 266 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Đơn vị khối lượng nguyên tử là

A. khối lượng của hạt nhân nguyên tử hiđrô.

B. khối lượng của một nguyên tử hiđrô.

C. khối lượng bằng \({1 \over {12}}\) lần khối lượng của đồng vị \({}_6^{12}C\) của nguyên tử cacbon.

D. khối lượng bằng \({1 \over {12}}\) lần khối lượng của đồng vị của nguyên tử ôxi.

Gỉải

Chọn đáp án C : \(u = {1 \over {12}}{m_c}\left( {Cacbon{}_6^{12}C} \right)\)

Bài 4 trang 266 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Năng lượng liên kết của một hạt nhân

A. có thể âm hoặc dương.                          

B. càng lớn, thì hạt nhân càng bền.

C. càng nhỏ, thì hạt nhân càng bền.          

D. có thể triệt tiêu, đối với một số hạt nhân đặc biệt.

Giải

Chọn đáp án B. Càng lớn thì hạt nhân càng bền.

Bài 5 trang 266 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Hạt nhân đơteri có khối lượng 2,0136 u. Tính năng lượng liên kết của nó.

Giải

Hạt nhân \({}_1^2D\) có 1 prôtôn và 1 nơtron

Ta có m₀ = m_p + m_n = 1,0073u + 1,0087u = 2,016u

Với m_D = 2,0136 u

\( \Rightarrow \) Năng lượng liên kết :

W_lk  = (m₀ - m_D)c² = (2,016u - 2,0136u)c²

        = 0,0024u.c² = 0,0024.931,5 = 2,2356 MeV

Bài 6 trang 266 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Hạt nhân \(\alpha \) có khối lượng 4,0015 u. Tính năng lượng toả ra khi tạo thành 1 mol heli. Cho biết số A- vô - ga - đrô N_A = 6,022.10²³ mol^-1.

Giải

Hạt nhân \(\alpha \left( {{}_2^4He} \right)\) có \({m_\alpha } = 4,0015u\)

Ta có m₀ = 2m_p + 2m_n = 2.1,0073u + 2.1,0087u = 4,032u

\( \Rightarrow \)  \(\Delta m = ({m_0} - {m_\alpha }) = \) 4,032u - 4,0015u = 0,0305u

Năng lượng toả ra khi nuclôn liên kết thành hạt nhân Heli:

\({W_{lk}} = \Delta m.{c^2} = 0,0305u.{c^2} = 0,0305.931,5\)

\(= 28,41\,MeV\)

1 mol Heli có N_A = 6,022.10²³ nguyên  tử Heli

\( \Rightarrow \) Năng lượng toả ra khi tạo thành 1 mol Heli :

W = N_A. W_lk = 6,022.10²³ .28,41 = 1,71.10²⁵ MeV

 Với 1 MeV = 1,6.10^-13 (J) \( \Rightarrow \) E = 2,736. 10¹² (J).

Giaibaitap.me