Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Phạm Văn Tùng) BÀI 7.1: ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT HẠTNHÂNNGUYÊNTỬ (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: Đỗ Ngọc Hà – Phạm Văn Tùng Các tập tài liệu biên soạn kèm theo giảng “Đặc điểm, tính chất hạtnhân ngun tử” Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Phạm Văn Tùng)” website Hocmai.vn để giúp Bạn kiểm tra, củng cố lại kiến thức giáo viên truyền đạt giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước giảng “Đặc điểm, tính chất hạtnhânnguyên tử” sau làm đầy đủ tập tài liệu I LÍ THUYẾT Cấu tạo hạtnhân Nguyêntử có cấu tạo rỗng gồm hạtnhân mang điện tích dương electron chuyển động xung quanh Hạtnhân tạo thành loại hạt proton notron; hai loại hạt có tên chung nuclon: Hạt Điện tích Khối lượng Proton (p) +e 1,67262.10-27 kg Notron (n) 1,67493.10-27 kg Hạtnhân X ln có N nơtron Z prôtôn; Z gọi nguyêntử số; tổng số A = Z + N gọi số khối Hạtnhân kí hiệu AZ X Ví dụ Hạtnhân 23 11 1 Na có 11 proton (23 – 11) = 12 notron Hạtnhân H có proton (1 – 1) = notron Đồng vị Đồng vị nguyêntử mà hạtnhân chứa số prơtơn Z có số nơtron N khác nên số khối A khác Ví dụ Hiđrơ có đồng vị : hiđrô thường 11H ; đơteri 21H (hay 21D ) triti 31H (hay 31T ) Khối lượng hạtnhân Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường đo đơn vị khối lượng nguyêntử Kí hiệu u Theo định nghĩa, u có rị số 1/12 khối lượng đồng vị cacbon 126 C 1 12 mC (gam) 1,66.1027 kg 23 12 12 6,023.10 Khối lượng nuclon tính theo đơn vị u thường dùng mp = 1,0073u mn = 1,0087u Bảng viết tắt hạtnhân đặc biệt Tên gọi Kí hiệu Cơng thức 1 prơtơn p 1H hay 1p 1u đơteri triti anpha H hay 21D T nơtron nơtrinô hiđrô siêu nặng HạtNhân Hêli 1 electron β+ 1 Pôzitôn (phản electron) n e e n không mang điện không mang điện, m0 = 0, v ≈ c 35 17 He hiđrô nặng - β bêta cộng H hay T α bêta trừ (CĐ-2013): Hạtnhân có A 17 nơtron D Ghi hiđrô nhẹ Cl B 35 nơtron C 35 nuclôn D 18 prơtơn Hướng dẫn — Cl có 17 proton, 35 nuclon (số khối) có (35-17) nơtron — Chọn C 35 17 29 Si , hạtnhân 40 So với hạtnhân 14 20 Ca có nhiều A 11 nơtrôn prôtôn B nơtrôn prôtôn C nơtrôn prôtôn D nơtrôn 12 prôtôn Hướng dẫn Tổng đàitư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Phạm Văn Tùng) — Hạtnhân 29 14 Si có 14 proton 15 nơtron — Hạtnhân 40 20 Ca có 20 proton 20 nơtron Hạtnhân 40 20 Ca có nhiều nơtron proton Viết kí hiệu hạtnhân chứa 2p 1n ; 3p 5n : A 23 X 53Y B 23 X 83Y C 21X 53Y D 23 X 38Y Hướng dẫn — Hạtnhân X kí hiệu X — Hạtnhân Y kí hiệu Y Biết số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol hạtnhân urani 238 92 U 238 gam/mol Số nơtron 119 gam 238 92 urani U : A 2,2.1025 hạt B 1,2.1025 hạt C 8,8.1025 hạt D 4,4.1025 hạt Hướng dẫn — Trong hạtnhân 238 92 U có 146 hạt nơtron m 119 6,02.1023 6,02.1023 3,01.1023 A 238 — Tổng số nơtron có 119 g Urani: N 146.3,01.1023 4,4.1025 — Trong 119 g Urani có tổng số hạt: N Tổng đàitư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Phạm Văn Tùng) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Hạtnhânnguyêntử cấu tạo A prôtôn, nơtron êlectron B nơtron êlectron C prôtôn, nơtron D prôtôn êlectron Câu 2: Hạtnhânnguyêntử cấu tạo từ A prôtôn B nơtrôn C nuclơn D electrơn Kí hiệu hạtnhânnguyêntử X có proton notron Câu 3: A 43 X B 73 X C 74 X D 73 X C nuclơn, có nơtrôn (nơtron) D prôtôn nơtrôn (nơtron) 3 Câu 4: (CĐ-2012): Hai hạtnhân T 2He có A số nơtron B số nuclơn C điện tích D số prơtơn Câu 5: Ngun tử mà hạtnhân có số proton số notron tương ứng số notron số proton có hạtnhânnguyêntử 23He , nguyêntử A hêli B liti C triti D đơteri 29 40 ĐH-2010): So với hạtnhân , hạtnhân có nhiều Si Ca Câu 6: 14 20 A 11 nơtrôn prôtôn B nơtrôn prôtôn C nơtrôn prôtôn D nơtrôn 12 prôtôn 238 23 Câu 7: (ĐH-2007): Biết số Avôgađrô 6,02.10 /mol, khối lượng mol urani 92 U 238 g/mol Số nơtrôn (nơtron) 119 gam urani 238 92 U A 8,8.1025 B 1,2.1025 C 4,4.1025 D 2,2.1025 Câu 8: (CĐ-2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol khối lượng hạtnhân số khối Số prơtơn (prơton) có 0,27 gam 27 13 Al 22 A 6,826.10 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022 238 23 -1 Câu 9: (CĐ-2009): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.10 mol Trong 59,50 g 92 U có số nơtron xấp xỉ A 2,38.1023 B 2,20.1025 C 1,19.1025 D 9,21.1024 Câu 10: (CĐ-2013): Đồng vị nguyêntử mà hạtnhân có A khối lượng, khác số nơtron B số nơtron, khác số prôtôn C số prôtôn, khác số nơtron D số nuclôn, khác số prôtôn Câu 11: Đơn vị khối lượng nguyêntử có trị số A Khối lượng nguyêntử hydro B khối lượng đồng vị cacbon 126 C 12 C Khối lượng nguyêntử Cacbon D Khối lượng nuclon THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP Theo Anh-xtanh, lượng E khối lượng m tương ứng vật luôn tồn đồng thời tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ c2 (c = 3.108 m/s tốc độ ánh sáng chân không) Ta có hệ thức Anhxtanh: E = mc2 Năng lượng (tính theo đơn vị eV) tương ứng với khối lượng u xác định: E = uc2 = 931,5 MeV 1u = 931,5 MeV/c2 MeV/c coi đơn vị khối lượng hạtnhân Chú ý: Một vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với vận tốc v, khối lượng tăng lên thành m với: m0 m v2 1 c m0: khối lượng nghỉ m khối lượng động (khối lượng tương đối tính) mo c2 Khi lượng tồn phần vật cho công thức : E mc2 v2 1 c Năng lượng: E0 = m0c2 gọi lượng nghỉ Hiệu: E – E0 = (m – m0)c2 động vật, thường kí hiệu: Wđ = E – E0 = (m – m0)c2 (ĐH-2013): Một hạt chuyển động với tốc độ 0,6c So với khối lượng nghỉ, khối lượng tương đối tính vật A nhỏ 1,5 lần B lớn 1,25 lần C lớn 1,5 lần D nhỏ 1,25 lần Hướng dẫn Tổng đàitư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Môn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Phạm Văn Tùng) m0 — Khối lượng tương đối tính vật: m 1 v c2 m0 1,25m0 0,8 — Chọn B (ĐH-2010): Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, động hạt chuyển động với tốc độ 0,6c (c tốc độ ánh sáng chân không) A 1,25m0c2 B 0,36m0c2 C 0,25m0c2 D 0,225m0c2 Hướng dẫn — Năng lượng toàn phần: E mc2 m0c 1 v c2 1,25m0c2 m0c2 K K 0,25m0c2 — Chọn C (ĐH-2011): Theo thuyết tương đối, êlectron có động nửa lượng nghỉ êlectron chuyển động với tốc độ bằng: A 2,41.108 m/s B 2,75.108 m/s C 1,67.108 m/s D 2,24.108 m/s Hướng dẫn — Áp dụng hệ thức: E E0 E0 m0c mc2 m0c2 v 2,24.108 m/s 2 v 1 c — Chọn D LUYỆN TẬP Câu 1: Giả sử người có khối lượng nghỉ m0, ngồi tàu vũ trụ chuyển động với tốc độ 0,8c (c tốc độ ánh sang chân khơng) Khối lượng tương đối tính người 100 kg Giá trị m0 A 60 kg B 70kg C 80 kg D 64 kg 2c 2.108 m/s Khối Câu 2: Electron có khối lượng nghỉ me = 9,1.10-31 kg, dòng hạt β- electron có vận tốc v lượng electron A 6,83.10-31 kg B 13,65.10-31 kg C 6,10.10-31 kg D 12,21.10-31 kg Câu 3: Một êlectron có khối lượng nghỉ 0,511MeV/c2, chuyển động với vận tốc v = 0,60.c Động êlectron có giá trị A 0,0920MeV B 0,128MeV C 0,638MeV D 0,184MeV Câu 4: Kí hiệu c vận tốc ánh sáng chân khơng Một hạt vi mơ, có lượng nghỉ E0 có vận tốc 12 c / 13 theo thuyết tương đối hẹp, lượng tồn phần A 13E0 / 12 B 2,4E0 C 2,6E0 D 25E0 / 13 Câu 5: Một electron chuyển động với tốc độ 0,6c (c tốc độ ánh sáng chân không) Nếu tốc độ tăng lên 4/3 lần so với ban đầu động electron tăng thêm lượng: 5 37 m0c2 m0c2 A B m0c2 C m0c2 D 12 3 120 Câu 6: Kí hiệu c vận tốc ánh sáng chân không Một hạt vi mơ, theo thuyết tương đối, có động lượng tồn phần hạt vận tốc hạt A 5c B 2c C 3c Câu 7: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v D 7c c (c tốc độ ánh sáng chân không) Tỉ số động lượng nghỉ hạt Câu 8: Đối với hạt có tốc độ lớn, tính động theo học cổ điển Wđ = m0v2/2 có sai số đáng kể Nếu hạt có sai số nói 5% hạt có lượng tồn phần gấp lần lượng nghỉ ? A 1,035 B 1,065 C 1,084 D 1,104 A Tổng đàitư vấn: 1900 58-58-12 B C 0,5 D - Trang | - Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học Luyện thi THPT quốc gia PEN - C: Mơn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Phạm Văn Tùng) ĐÁP ÁN Phần 1: Câu C Câu B Câu 11 Câu C Câu C Câu B Câu D Câu B Câu B Câu C Câu 10 C Câu A Câu A Câu D Câu D Câu B Câu B Câu C Câu A B Phần Tổng đàitư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - ... Số nơtron 11 9 gam 238 92 urani U : A 2,2 .10 25 hạt B 1, 2 .10 25 hạt C 8,8 .10 25 hạt D 4,4 .10 25 hạt Hướng dẫn — Trong hạt nhân 238 92 U có 14 6 hạt nơtron m 11 9 6,02 .10 23 6,02 .10 23 3, 01. 1023 A 238... 6,826 .10 B 8,826 .10 22 C 9,826 .10 22 D 7, 826 .10 22 238 23 -1 Câu 9: (CĐ-2009): Biết số Avôgađrô NA = 6,02 .10 mol Trong 59,50 g 92 U có số nơtron xấp xỉ A 2,38 .10 23 B 2,20 .10 25 C 1, 19 .10 25 D 9, 21. 1024... 6,83 .10 - 31 kg B 13 ,65 .10 - 31 kg C 6 ,10 .10 - 31 kg D 12 , 21. 10- 31 kg Câu 3: Một êlectron có khối lượng nghỉ 0, 511 MeV/c2, chuyển động với vận tốc v = 0,60.c Động êlectron có giá trị A 0,0920MeV B 0 ,12 8MeV C