Ví dụ 3: (ĐH−2011) Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng.. Khi năng lượng của vật biến thiên [r]
(1)Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng!
CHỦ ĐỀ TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN
A TĨM TẮT LÍ THUYẾT 1 Cấu tạo hạt nhân
a Kích thƣớc hạt nhân
− Hạt nhân tích điện dương +ze (z số thứ tự bảng tuần hồn)
− Kích thước hạt nhân nhỏ, nhỏ kích thước nguyên tử 10 10 lần b Cấu tạo hạt nhân
− Hạt nhân tạo thành nuclơn + Prơtơn (p), điện tích (+e)
+ Nơtrôn (n), không mang điện
− Số prôtôn hạt nhân Z (nguyên tử số) − Tống số nuclơn hạt nhân kí hiệu A (số khối) − Số nơtrôn hạt nhân A − Z
c Kí hiệu hạt nhân
− Hạt nhân nguyên tố X kí hiệu: A ZX
− Kí hiệu dùng cho hạt sơ cấp: 1 1p; p; e0
d Đồng vị
− Các hạt nhân đồng vị hạt nhân có số Z, khác số A − Ví dụ hiđrơ có đồng vị
Hiđrơ thường
1H (99,99%); Hiđrơ nặng
1H, cịn gọi đơtêri
1D (0,015%); Hiđrô siêu nặng
1H, gọi
là triti
1T, không bền, thời gian sống khoảng 10 năm
2 Khối lƣợng hạt nhân
a Đơn vị khối lƣợng hạt nhân
− Đơn vị u có giá trị 1/12 khối lượng nguyên tử đồng vị12
6 C; lu = 1,66055.10
−27
kg b Khối lƣợng lƣợng hạt nhân
− Theo Anh−xtanh, lượng E khối lượng m tương ứng vật luôn tồn đồng thời tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ c2: E = mc2, c: vận tốc ánh sáng chân không (c = 3.108m/s)
1 uc2 = 931,5 MeV → lu = 931,5 MeV/c2
MeV/c2 coi đơn vị khối lượng hạt nhân − Chú ý:
Một vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với vận tốc v, khối lượng tăng lên
thành m với 0
2 m
m m
v
c
Trong m0 khối lượng nghỉ m khối lượng động
Trong đó:
0
E m c gọi lượng nghỉ
+
d 0
W E E m m c động vật B PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN
(2)Dạng BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN Hạt nhân: A
ZX : có Z proton (A – Z) nơtron
Ví dụ 1: (CĐ 2007) Hạt nhân Triti (3 1T) có
A nuclơn, có prôtôn B ncrtrôn (nơtron) prôtôn C nuclơn, có nơtrơn D prôtôn ncrtrôn
Hướng dẫn
Hạt nhân Tritri có số proton Z = có số khối = số nuclon = Chọn A Ví dụ 2: (ĐH − 2007) Phát biểu sai?
A Các đồng vị phóng xạ không bền
B Các nguyên tử mà hạt nhân có số prơtơn có số nơtrôn (nơtron) khác gọi đồng vị C Các đồng vị nguyên tố có số nơtrơn khác nên tính chất hóa học khác D Các đồng vị nguyên tố có vị trí bảng hệ thống tuần hồn
Hướng dẫn
Các đồng vị ngun tố có vị trí bảng hệ thống tuần hồn có tính chất hóa học Chọn C
Ví dụ 3: Biết lu = 1,66058.10−27
(kg), khối lượng He = 4,0015u Số nguyên tử lmg khí He A 2,984 1022 B 2,984 1019 C 3,35 1023 D 1,5.1020
Hướng dẫn
Chọn D
Ví dụ 4: (CĐ−2008) Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol khối lượng hạt nhân số khối
nó Số prơtơn (prơton) có 0,27 gam 27
13Al
A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022 Hướng dẫn
Số proton = 13.(Số gam/Khối lượng mol)
23
22 A
0, 27.6, 02.10
N 13 7,826.10 27
Chọn D
Ví dụ 5: (ĐH−2007) Biết số Avơgađrơ 6,02.1023
/mol, khối lượng mol urani U238 238 g/mol Số nơtrôn 119 gam urani U238
A 8,8.1025 B 1,2.1025 C 4,4.1025 D 2,2.1025 Hướng dẫn
nuclon
N 238 92 (Số gam/Khối lượng mol) 23 25 A
119
.N 146 .6, 02.10 4, 4.10 128
Chọn C
Ví dụ 6: Biết số Avơgađrơ 6,02.1023
/mol Tính số phân tử oxy gam khí CO2 (O = 15,999)
A 376.1020 B 188.1020 C 99.1020 D 198.1020 Hướng dẫn
2
23 20
O
1 g
N 6, 02.10 188.10 2.15,999 g
Chọn B
Ví dụ 7: Biết số Avơgađrơ 6,02.1023/mol Tính số nguyên tử Oxy gam khí CO
2 (C = 12,011;
O = 15,999)
A 137.1020 B 548.1020 C 274.1020 D 188.1020 Hướng dẫn
2
23 20
O CO
1 g
N 2N .6, 02.10 274.10
12, 011 2.15,999 g
Chọn C
Chú ý: Nếu coi hạt nhân khối cầu thể tích hạt nhân V R 3
Khối lượng hạt nhân xấp xỉ bằng: m =Au = A.1,66058.10−27 kg Điện tích hạt nhân: Q = Z 1,6.10−19
(3)Ví dụ 8: Cơng thức gần cho bán kính hạt nhân là: R = 1,2.10−15
.(A)1/3 (m) (với A số khối) Tính khối lượng riêng hạt nhân 11Na23
A 2,2.1017 (kg/m3) B 2,3.1017 (kg/m3) C 2,4.1017 (kg/m3) D 2,5.1017 (kg/m3) Hướng dẫn
17
3 m 23u
D 2,3.10 kg / m
V R
3
Chọn B
Ví dụ 9: Cơng thức gần cho bán kính hạt nhân R = 1,2.10−15
.(A)1/3 (với A số khối) Tính mật độ điện tích hạt nhân sắt 26Fe56
A 8.1024 (C/m3) B 1025 (C/m3) C 7.1024 (C/m3) D 8,5.1024(C/m3) Hướng dẫn
19
25
3 Q 26.1, 6.10
10 C / m
V R
3
Chọn B
Chú ý: Nếu nguyên tố hóa học hỗn hợp n nhiều đồng vị khối lượng trung bình nó:
1 2 n n
ma m a m a m , với mi hàm lượng khối lượng đồng vị thứ i
Trong trường hợp hai đồng vị: mxm1 1 x m với c hàm lượng đồng vị
Ví dụ 10: Uran tự nhiên gồm đồng vị U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm 99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng ngun tử 234,0409u (chiếm 0,01%) Tính khối lượng trung bình
A 238,0887u B 238,0587u C 237,0287u D 238,0287u Hướng dẫn
97, 27 0, 72 0, 01
m 238, 088u 235, 0439u 234, 0409u 238, 0287u
100 100 100
Chọn D
Ví dụ 11: Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử 14,0067u gồm đồng vị N14 N15 có khối lượng nguyên tử 14,00307u 15,00011u Phần trăm N15 nitơ tự nhiên:
A 0,36% B 0,59% C 0,43% D 0,68 % Hướng dẫn
1
mxm 1 x m 14, 0067ux.15, 00011u 1 x 14, 00307u x 0,0036
Chọn A
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP Bài 1: Biết lu = 1,66058.10-27
(kg), khối lượng 4He = 4,0015u Tổng số nuclơn có mg khí He A 3.1022 B 1,5 1020 C 1023 D 6.1020
Bài 2: Biết số Avôgađrô 6,02.1023
/mol, khối lượng mol 53I131 131 g/mol Tìm ngun tử iơt có
200 g chất phóng xạ 53I131
A 9,19.1021 B 9,19.1023 C 9,19.1022 D 9,19.1024 Bài 3: Biết lu = 1,66058.10-27
(kg), khối lượng Ne = 20,179u số ngun tử khơng khí Neon A 2,984 1022 B 2,984 1019 C 3,35 1023 D 3,35 1020
Bài 4: Biết số Avôgađrô 6,02.1023
/mol, khối lượng mol natri Na23 23 g/mol Số notrôn 11,5 gam natri Na23
A 8,8.1025 B 1,2.1025 C 36,12.1023 D 2,2.1023 Bài 5: (CĐ-2010)So với hạt nhân29
14Si , hạt nhân 40
20Ca có nhiều hon
A 11 nơtrơn prơtơn B nơtrôn prôtôn C notion prơtịn D nơtrơn 12 prôtỏn
Bài 6: Công thức gần cho bán kính hạt nhân R = 1,2.10-15
.(A)1/3 (m) (với A số khối) Tính mật độ điện tích hạt nhân vàng 79Au197
A 8.1024 (C/m3) B 9.1024 (C/m3) C 7.1024 (C/m3) D 8,5.1024 (C/m3)
Bài 7: Khí clo hỗn họp hai đồng vị bền 35Cl có khối lượng nguyên tử 34,969u hàm lượng 75,4% 37Cl có khối lượng nguyên tử 36,966u hàm lượng 24,6% Khối lượng nguyên tử nguyên tố hóa học clo
A 35,45u B 36,46u C 35,47u D 35,46u
Bài 8: Nguyên tố hóa học Bo có khối lượng nguyên tử 10,81 lu gồm đồng vị B10 B11 có khối lượng nguyên tử 10,013u 11,009u Phần trăm B10 nitơ tự nhiên:
A 20% B 75% C 35% D 80%
(4)A Hạt nhân cấu tạo từ nuclôn
B Số prôtôn hạt nhân số êlectron nguyên từ C Có hai loại nuclôn prôtôn nơtron
D Bán kính nguyên tử lớn gấp 1000 lần bán kính hạt nhân
Bài 10: Phát biêu sau SAI nói vê câu tạo hạt nhân nguyên tử? A Prôtôn hạt nhân mang điện tích +e
B Nơtron hạt nhân mang điện tích -e C Tổng số prơtơn nơtron gọi số khối
D Khối lượng nguyên tử tập trung chủ yếu hạt nhân
Bài 11: Phát biểu sau đúng? Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ
A prôton B nơtron
C prôton notron D prôton, ncrtron electron
Bài 12: Phát biêu sau đúng? Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân chúng có A số khối A
B số prôton nhau, số notron khác C số nơtron nhau, số prôton khác D khối lượng
Bài 13: Đơn vị sau đơn vị lchối lượng?
A Kg B MeV/C C MeV/c2 D u Bài 14: Đơn vị khôi lượng nguyên tử u
A nguyên tử Hyđrô 1H1 B hạt nhân nguyên tứ Cacbon C11
C 1/12 khối lượng dồng vị Cacbon C12 D 1/12 khối lượng đồng vị Cacbon C13 Bài 15: Chọn câu
A Bán kính nguyên tử bán kính hạt nhân B Điện tích nguyên tử khác
C Khối lượng nguyên tử xấp xỉ khối lượng hạt nhân D Có hai loại nuclon nơtrôn phôtôn
Bài 16: Khẳng định hạt nhân nguyên tử? A Khối lượng nguyên tử xấp xỉ khối lượng hạt nhân B Bán kính nguyên tử bán kính hạt nhân C Điện tích nguyên tử điện tích hạt nhân D Lực tĩnh điện liên kết nuclôn hạt nhân
Bài 17: Phát biểu sau sai nói hạt nhân nguyên từ? A Hạt nhân trung hòa điện
B Hạt nhân có ngun tử số Z chửa Z prơtơn C Số nuclôn số khối A hạt nhân
D Số nơtrôn N hiệu số khối A số prôtôn Z
Bài 18: Số prôtôn sồ nơtrôn hạt nhân 11Na23
A 12 23 B 11 23 C 11 12 D 12 11 Bài 19: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ
A proton B nơtrôn C electron D nuclôn Bài 20: Phát biểu sau nói cấu tạo hạt nhân Triti
A Gồm proton nơtron B Gồm proton nơtron C Gồm proton nơtron D Gồm proton nơtron Bài 21: Phát biểu sau nói hạt nhân đồng vị? Các hạt nhân đồng vị
A có số Z khác số A B có số A nhung khác số Z C có số nơtron D có so Z; số A
Bài 22: Nguyên tử đồng vị phóng xạ 92U235 có
A 92 prơtơn, tổng số nơtrôn electron 235 B 92 electron, tổng số prôtôn electron 235 C 92 nơtrôn, tổng số nơtrôn electron 235
D 92 prôtôn, tổng số prôtôn, nơtrôn electron 235 Bài 23: cấu tạo hạt nhân 13Al27 có
A Z = 13, A = 27 B Z = 27, A = 13 C Z = 13 A = 14 D Z = 27, A = 14 Bài 24: Tìm câu số câu Hạt nhân nguyên tử
(5)B có điện tích tổng điện tích proton nguyên tử C có đường kính vào cỡ phần vạn lần đường kính nguyên tử
D gồm proton nơtron, số proton luôn số nơtron electron Bài 25: Hạt nhân phốt P31 có
A 16 prơtơn 15 nơtrơn B 15 prôtôn 16 nơtrôn C 31 prôtôn 15 nơtrôn D 15 prôtôn 31 notrôn Bài 26: Khẳng định cấu tạo hạt nhân?
A Trong ion đơn nguyên tử so nơtron số electron B Trong hạt nhân số khối số nơtron
C Có sơ hạt nhân mà so proton lớn số nơtron D Các nuclôn khoảng cách liên kết với lực hạt nhân Bài 27: Vật chất hạt nhân có khối lượng riêng cỡ
A trăm ngàn cm3
B trăm cm3
C triệu cm3 D trăm triệu cm3
Bài 28: Cácbon có đồng vị với số khối từ 11 - 14, đồng vị bền vững là:
A C12 C13 B C12 C11 C C12và C14 D C13 C11 Bài 29: Cácbon có đồng vị với số khối từ 11 - 14, đồng vị C12 chiếm:
A 99% B 95% C 90% D 89%
Bài 30: (CĐ - 2009) Biết NA = 6,02.1023 mol-1 Trong 59,50 g 82238U có số nơtron xấp xi
A 2,38.1023 B 2,20.1025 C 1,19.1025 D 9,21.1024 Bài 31: (CĐ - 2012) Hai hạt nhân 3
1T
2He có
A số nơtron B số nuclơn, C diện tích D số prơtơn ĐÁP ÁN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
1.D 2.B 3.A 4.C 5.B 6.B 7.D 8.A 9.D 10.B
(6)Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN THUYẾT TƢƠNG ĐỐI HẸP
Khối lượng lượng: 2
2
2
m m
m ; E mc c
v v 1 c c
Động năng: 2 2
d 0 d
2
2
W E E mc m c m m c W m c
v c
Ví dụ 1: (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 0,36 m0c2 B 1,25 m0c2 C 0,225 m0c2 D 0,25 m0c2
Hướng dẫn
2
0
0 d 0
2
2 m
m 1, 25m W m m c 0, 25m c v c Chọn D
Ví dụ 2: Khối lượng electron chuyên động hai lần khối lượng nghỉ Tìm tốc độ chuyển động electron Coi tốc độ ánh sáng chân không 3.108
(m/s)
A 0.4.108m/s B 2,59.108m/s C 1,2.108m/s D 2,985.108m/s Hướng dẫn 0 2
m v c
m 2m v 2,59.10 m / s
2 c v c Chọn B
Ví dụ 3: (ĐH−2011) Theo thuyết tương đối, êlectron có động nửa lượng nghỉ êlectron chuyển động với tốc độ
A 2,41.108m/s B 2,75.108 m/s C 1,67.108 m/s D 2,24.108 m/s Hướng dẫn
2 2
d 0 0 2
2 m
1
W E mc m c m c 2m 3m 3m
2 v
1 c
v c
1 v 2, 24.10 m / s
3
c
Chọn D
Ví dụ 4: Coi tốc độ ánh sáng chân không 3.108 (m/s) Khi lượng vật biến thiên 4,19 J khối
lượng vật biến thiên bao nhiêu?
A 4,65.10−17 kg B 4,55 10−17 kg C 3,65 10−17 kg D 4,69 10−17 kg Hướng dẫn
17
E
m 4, 65.10 kg c
Chọn A
Ví dụ 5: Biết khối lượng electron 9,1.10−31
(kg) tốc độ ánh sáng chân khơng 3.108 (m/s) Có thể gia tốc cho electron đến động độ tăng tương đối khối lượng 5%
A 8,2.10−14 J B 8,7 10−14 J C 4,1.10−15J D 8,7.10−16 J Hướng dẫn
0
2 15
0 d
0
2
d
m m
0, 05 m m
m W m c 4,1.10 J
m W mc m c
Chọn C Ví dụ 6: Biết khối lượng electron 9,1.10−31
(kg) tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 (m/s) Công cần thiết để tăng tốc electron từ trạng thái nghỉ đến tốc độ 0,5c
A 8,2.10−14 J B 1,267 10−14 J C 1,267.10−15J D 8,7.10−16 J Hướng dẫn
2
2 31 14
d
2
2
1
A W m c 9,1.10 3.10 1, 267.10 J
v 0,5 c
(7)Ví dụ 7: Theo thuyết tương đối, êlectron có động nửa lượng tồn phần êlectron chuyển động với tốc độ
A 2,41.108 m/s B 2,75.108 m/s C l,67.108 m/s D 2,59.108 m/s Hướng dẫn
0 2
m m
v 2
1
2 c
d 0
v
W m m c 0,5mc m 2m
2 c
8 c
v 2,59.10 m / s
Chọn D
Ví dụ 8: Vận tốc êlectron tăng tốc qua hiệu điện 105
V
A 0,4.108 m/s B 0,8.108 m/s C 1,2.108 m/s D 1,6.108 m/s Hướng dẫn
2
d
2
2
e U W m c v 1, 6.10 m / s v
1 c
Chọn D
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
Bài 1: Khối lượng vật tăng thêm lần để vận tốc tăng từ đến 0,9 lần tốc độ ánh sáng
A 2,3 B C 3,2 D 2,4
Bài 2: Tìm tốc độ hạt mezon để lượng tồn phần gấp 10 lần lượng nghỉ Coi tốc độ ánh sáng chân không 3.108
(m/s)
A 0.4.108 m/s B 0.8.108 m/s C 1,2.108 m/s D 2,985.108 m/s Bài 3: Coi tốc độ ánh sáng chân không 3.108
(m/s) Năng lượng vật biến thiên khối lượng vật biến thiên lượng khối lượng electron 9,1.10-31
(kg)? A 8,2.10-14 J B 8,7 10-14 J C 8,2.10-16 J D 8,7.10-16 J Bài 4: Biết khối lượng electron 9,1.10-31
(kg) tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 (m/s) Động electron có tốc độ 0,99c
A 8,2.10-14 J B 1,267.10-14J C l,267.1011s J D 4,987.10-14 J
Bài 5: Một hạt có động năng lượng nghỉ Coi tốc độ ánh sáng chân không 3.108
(m/s) Tốc độ hạt
A 2.108m/s B 2,5.108m/s C 2,6.108m/s D 2,8.108m/s
Bài 6: Một hạt có động lần lượng nghỉ Coi tốc độ ánh sáng chân khơng 3.108 (m/s) Tốc độ hạt
A 2,56.108m/s B 0,56.108m/s C 2,83.108m/s D 0,65.108m/s
Bài 7: Khối lượng hạt electrôn chuyển động lớn gấp hai lần khối lượng đứng n Tìm động hạt Biết khối lượng electron 9,1.10-31
(kg) tốc độ ánh sáng chân không 3.108 (m/s) A 8,2.10-14 J B 8,7.10-14J C 8,2.1016J D 8,7.10-16 J
Bài 8: Coi tốc độ ánh sáng chân không 3.108
(m/s) Để động hạt nửa lượng nghỉ vận tốc hạt phải bao nhiêu?
A 2,54.10Ws B 2,23.108m/s C 2,22.108m/s D 2,985.108m/s
Bài 9: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v c / với c tốc độ ánh sáng
chân không Tỉ số động lượng nghỉ hạt
A B C 0,5 D.0,5
Bài 10: Chọn phương án sai:
A Năng lượng nghỉ vật có giá trị nhỏ so với lượng thơng thường B Một vật có khối lượng m có lượng nghỉ E = m.c2
C Năng lượng nghi có thê chuyên thành động ngược lại D Trong vật lý hạt nhân khối lượng đo bằng: kg; u Mev/c2
Bài 11: Nếu vật có khối lượng m có lượng E, biểu thức liên hệ E m là: A E = mc2 B E = mc C E = (m0 - m)c2; D E = (m0 - m)c
Bài 12: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính)
(8)Bài 13: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, động hạt chuyển động với
tốc độ 0,8c (c tốc độ ánh sáng chân không)
A 0,36m0c2 B 1,25 m0c2 C 0,225m0c2 D 2m0c2/3
Bài 14: Biêt khôi lượng electron 9,1.10-31
(kg) tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 (m/s) Công cần thiết để tăng tốc electron từ trạng thái nghi đến tốc độ 0,6c
A 8,2.10-14 J B 1,267.10-14J C 267.10-15 J D 2,0475.10-14 J BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
1.A 2.D 3.A 4.D 5.C 6.C 7.A 8.B 9.B 10.A
11.A 12.B 13.D 14.D 15 16 17 18 19 20
-HẾT -