Vật Lí 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân được THPT Lê Hồng Phong biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Bạn đang xem: Năng lượng nghỉ của hạt nhân nhôm bằng
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 12 Bài 36
I) Lực hạt nhân
– Khái niệm: các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng một lực rất mạnh, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn tạo nên hạt nhân bền vững.– Tính chất:
Không cùng bản chất với với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn .Là lực tương tác mạnhChỉ phát huy tác dụng trong phạm vi cỡ kích thước hạt nhân ≈ 10-15 m
II) Năng lượng liên kết của hạt nhân
– Độ hụt khối: Khối lượng của hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. Độ chênh lệch giữa 2 khối lượng đó gọi là độ hụt khối (∆m) của hạt nhân:
∆m = (Z.mp + (A – Z) mn ) – m
X
– Năng lượng liên kết Wlk: là năng lượng cần để liên kết các nuclôn để tạo thành một hạt nhân, hay năng lượng tỏa ra khi mọt hạt nhân tách thành các nuclôn riêng biệt.
Wlk =
– Năng lượng liên kết riêng Wlkr: là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, Wlkr càng lớn hạt nhân càng bền vững. Những hạt nhân bền vững ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn 50 Wlkr = Wlk/A
Bạn đang xem: Vật Lí 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân – Giải bài tập SGK Vật Lí 12 Bài 36
III) Phản ứng hạt nhân
– Khái niệm: phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến biến đổi hạt nhân
– Phân loại: gồm 2 loại
+) Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình một hạt nhân không bền vững tự phân rã thành các hạt nhân khác. VD: phóng xạ.
A → B + C
+) Phản ứng hạt nhân kích thích: quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. VD: phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch.
A + B → C + D
IV) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Với phản ứng hạt nhân:
Chọn đáp án C
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân do THPT Lê Hồng Phong biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Bài viết trình bày những kiến thức cơ bản về lý thuyết: Hệ thức Anhxtanh, độ hụt khối, năng lượng liên kết ... và những bài tập trắc nghiệm hay, khó...
HỆ THỨC ANHXTANH, ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT RIÊNG VÀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
A. LÝ THUYẾT
1. Hệ thức Anhxtanh giữa khối lượng và năng lượng: E = m.c2
Với c = 3.108 m/s là vận tốc ás trong chân không.
=>Khối lượng động: m = \(\frac{m_{0}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}\)
=>Một hạt có khối lượng nghỉ m0, khi chuyển động với vận tốc v sẽ có động năng là
Wđ = W – W0 = mc2 – m0c2 = \(\frac{m_{0}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}\) c2 – m0c2.
Trong đó W = mc2 gọi là năng lượng toàn phần và W0 = m0c2 gọi là năng lượng nghỉ.
2. Độ hụt khối của hạt nhân: ∆m = Zmp + (A - Z)mn - m
X
m
X là khối lượng hạt nhân \(_{Z}^{A}\textrm{X}\)
3. Năng lượng liên kết: Wlk = ∆m.c2
4. Năng lượng liên kết riêng: là năng lượng liên kết tính cho một nuclon: \(\frac{W_{lk}}{A}\) Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững (không quá 8,8Me
V/nuclôn).
+ Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.
+ Các hạt có số khối trung bình từ 50 đến 95
5. Phản ứng hạt nhân
a. Phương trình phản ứng: \(_{Z_{1}}^{A_{1}}\textrm{X} _{1} + _{Z_{2}}^{A_{2}}\textrm{X} _{2} \rightarrow _{Z_{3}}^{A_{3}}\textrm{X} _{3} + _{Z_{4}}^{A_{4}}\textrm{X} _{4}\)
b. Các định luật bảo toàn
+ Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4
+ Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4
+ Bảo toàn động lượng:
+ Bảo toàn năng lượng: \(K_{x1}+K_{x2} +\Delta E = K_{x3} + K_{x4}\)
Trong đó: ∆E là năng lượng phản ứng hạt nhân
\(K_{x}=\frac{1}{2} m_{x}{v_{x}}^{2}\) là động năng cđ của hạt X
+ Không có định luật bảo toàn khối lượng.
c. Năng lượng của phản ứng hạt nhân:
W = (\(m_{truoc} -m_{sau}\)).c2 ≠0
W > 0 mtrước > msau: Tỏa năng lượng.
W mtrước sau: Thu năng lượng
=>. Năng lượng tỏa =>1mol khí:\(W=\frac{m}{A}N_{A}W_{lk}=n
N_{A}W_{lk}\)
=>Năng lượng tạo thành m(g) hạt X:\(W=\frac{m}{A}N_{A}.\Delta E\)
B. BÀI TẬP
Câu 1: Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ của nó. Tính tốc độ của nó. Cho tốc độ của ánh sáng trong chân không là c = 3.108 m/s.
A. 1,6.108 m/s. B. 2,6.108 m/s. C. 3,6.108 m/s. D. 4,6.108 m/s.
Câu 2: Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Tính động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) theo thuyết tương đối.
A. 0,2m0c2. B. 0,5m0c2. C. 0,25m0c2. D. 0,125m0c2.
Câu 3: Cho phản ứng hạt nhân \(_{1}^{3}\textrm{H} +_{1}^{2}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{H} + _{0}^{1}\textrm{n} +17,6 Me
V\) . Tính năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí heli.
A. 4,24.1010 (J). B. 4,24.1012 (J). C. 4,24.1013 (J). D. 4,24.1011 (J).
Câu 4: Hạt nhân đơteri có khối lượng 2,0136u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u. Năng lượng liên kết của hạt nhân\(_{1}^{2}\textrm{D}\) là
A. 0,67Me
V; B.1,86Me
V; C. 2,02Me
V; D. 2,23Me
V
Câu 5: Hạt nhân\(_{27}^{60}\textrm{Co}\) có khối lượng là 55,940u. Khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u. Độ hụt khối \(_{27}^{60}\textrm{Co}\)là
A. 4,544u; B. 4,536u; C. 3,154u; D. 3,637u
Câu 6: Phân hạch một hạt nhân 235U trong lò phản ứng hạt nhân sẽ tỏa ra năng lượng 200 Me
V. Số Avôgađrô NA = 6,023.1023 mol-1. Nếu phân hạch 1 gam 235U thì năng lượng tỏa ra bằng
A. 5,13.1023 Me
V. B. 5,13.1020 Me
V.
C. 5,13.1026 Me
V. D. 5,13.10-23 Me
V.
Câu 7: Cho phản ứng hạt nhân\(_{17}^{37}\textrm{Cl} +p \rightarrow _{18}^{37}\textrm{Ar} +n\), khối lượng của các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931,5Me
V/c2. Năng lượng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?
A. Toả ra 1,60132Me
V. B. Thu vào 1,60218Me
V.
C. Toả ra 2,562112.10-19J. D. Thu vào 2,562112.10-19J.
Câu 8: Cho phản ứng hạt nhân\(\alpha +_{13}^{27}\textrm{Al} \rightarrow _{15}^{30}\textrm{P} +n\) , khối lượng của các hạt nhân là m = 4,0015u, m
Al = 26,97435u, m
P = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931,5Mev/c2. Năng lượng mà phản ứng này là?
A. Toả ra 4,275152Me
V. B. Thu vào 2,673405Me
V.
C. Toả ra 4,275152.10-13J. D. Thu vào 2,67197.10-13J.
Câu 9: Cho phản ứng hạt nhân\(_{1}^{3}\textrm{H} + _{1}^{2}\textrm{H} \rightarrow \alpha +n +17,6 Me
V\), NA = 6,02.1023. Năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1g khí hêli là bao nhiêu?
A. 423,808.103J. B. 503,272.103J.
C. 423,808.109J. D. 503,272.109J.
Câu 10: Cho phản ứng hạt nhân: \(_{1}^{3}\textrm{T} + _{1}^{2}\textrm{D} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He}\) + X +17,6Me
V. Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2g Hêli.
A.52,976.1023Me
V B.5,2976.1023Me
V
C.2,012.1023Me
V D.2,012.1024Me
V
Câu 11: Một hạt tương đối tính có động năng bằng hai lần năng lượng nghỉ. Tốc độ của hạt đó là:
A. 1,86.108m/s B. 2,15. 108m/s C. 2,56. 108m/s D. 2,83. 108m/s
Câu 12: Bắn hạt α vào hạt nhân \(_{7}^{14}\textrm{N}\) đứng yên, ta có phản ứng:\(_{2}^{4}\textrm{He} + _{7}^{14}\textrm{N} \rightarrow _{8}^{17}\textrm{O} + _{1}^{1}\textrm{H}\) . Biết các khối lượng m
P = 1,0073u, m
N = 13,9992u và mα= 4,0015u. m
O = 16,9947u, 1u = 931,5 Me
V/c2. Phản ứng hạt nhân này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ?
A. thu 1,94.10-13J B. tỏa 1,94.10-13J
C. tỏa 1,21.J D. thu 1,21J
Câu 13: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân \(_{4}^{10}\textrm{Be}\). Biết khối lượng của hạt nhân \(_{4}^{10}\textrm{Be}\) là m
Be = 10,0113 u, của prôton và nơtron là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u; 1 u = 931,5 Me
V/c2.
A. 4,5 Me
V. B. 5,5 Me
V. C. 6,5 Me
V. D. 7,5 Me
V.
Câu 14: Phân hạch một hạt nhân 235U trong lò phản ứng hạt nhân sẽ tỏa ra năng lượng 200Me
V. Số Avôgađrô NA = 6,023.1023mol-1. Nếu phân hạch 1g 235U thì năng lượng tỏa ra bằng
A. 5,13.1023Me
V. B. 5,13.1020Me
V.
C. 5,13.1026Me
V. D. 5,13.10-23Me
V.
Câu 15: Cho phản ứng hạt nhân \(_{1}^{3}\textrm{H} + _{1}^{2}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + _{0}^{1}\textrm{n} +17,6 Me
V\). Tính năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí heli.
A. 4,24.1011 (J). B. 4,24.1012 (J). C. 4,24.1013 (J). D. 4,24.1014 (J).
Xem thêm: Cách Đấu 1 Công Tắc 1 Bóng Đèn Đơn Giản, 1 Công Tắc 3 Cực Điều Khiển 2 Đèn
Câu 16: Cho phản ứng hạt nhân \(_{4}^{9}\textrm{Be} + _{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + _{3}^{6}\textrm{Li}\). Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết m
Be = 9,01219 u; mp = 1,00783 u; m
Li = 6,01513 u; m
X = 4,0026 u; 1u = 931,5 Me
V/c2.
A. Tỏa 2,132Me
V. B. Thu 2,132Me
V.
C. Tỏa 3,132Me
V. D. Thu 3,132Me
V.
A. m0 = \(m\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\) B. m = \(m_{0}\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\)
C. m0 = \(m(1- \sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}})\) D. m = \(m_{0}(1+ \sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}})\)
Câu 18: Một vật có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v sẽ có động năng
A. \(\frac{m_{0}v^{2}}{2}\) B. \(\frac{m_{0}c^{2}}{2}\) C. \(\frac{m_{0}c^{2}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}\) D. \(m_{0}c^{2} (\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}-1)\)
Câu 19: Đại lượng nào đặc trưng cho mức độ bền vững của một hạt nhân?
A. Năng lượng liên kết. B. Năng lượng liên kết riêng.
C. Số hạt prôtôn. D. Số hạt nuclôn.
Câu 20: Trong phản ứng hạt nhân không có định luật bảo toàn nào sau
A. định luật bảo toàn động lượng. B. định luật bảo toàn số hạt nuclôn.
C. định luật bào toàn số hạt prôtôn. D. định luật bảo toàn điện tích.
Câu 21: Chọn phát biểu đúng. Phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo toàn nào?
A. Bảo toàn điện tích, khối lượng, năng lượng.
B. Bảo toàn điện tích, số khối, động lượng.
C. Bảo toàn điện tích, khối lượng, động lượng, năng lượng.
D. Bảo toàn điện tích, số khối, động lượng, năng lượng.
Câu 22: Nhận xét nào sau đây là đúng về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử:
A. Tỉ lệ về số prôtôn và số nơtrôn trong hạt nhân của mọi nguyên tố đều như nhau;
B. Lực liên kết các nuclôn trong hạt nhân có bán kính tác dụng rất nhỏ và là lực tĩnh điện;
C. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
D. Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số nuclôn A, nhưng số prôtôn và số nơtrôn khác nhau;
Câu 23: Hạt α có khối lượng 4,0015u,biết số Avogadro NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931,5Me
V/c2. Các nuclon kết hợp với nhau tạo thành hạt α năng lượng tỏa ra khi tạo thành hạt α năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol khí Heeli là
A. 2,7.1012J; B. 3,5. 1012J; C. 2,7.1010J; D. 3,5. 1010J
Câu 24: Các hạt nhân đơteri\(_{1}^{2}\textrm{H}\) ; triti \(_{1}^{3}\textrm{H}\), heli \(_{2}^{4}\textrm{H}\) có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 Me
V; 8,49 Me
V và 28,16 Me
V. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
A.\(_{1}^{2}\textrm{H}\) ;\(_{2}^{4}\textrm{H}\) ; \(_{1}^{3}\textrm{H}\). B.\(_{1}^{2}\textrm{H}\) ; \(_{1}^{3}\textrm{H}\);\(_{2}^{4}\textrm{H}\) .
C. \(_{2}^{4}\textrm{H}\);\(_{1}^{3}\textrm{H}\) ;\(_{1}^{2}\textrm{H}\). D.\(_{1}^{3}\textrm{H}\) ;\(_{2}^{4}\textrm{H}\) ;\(_{1}^{2}\textrm{H}\) .
Câu 25: Cho phản ứng hạt nhân sau: \(_{4}^{9}\textrm{Be} + p \rightarrow X + _{3}^{6}\textrm{Li}\) . Hạt nhân X là
A. Hêli. B. Prôtôn. C. Triti. D. Đơteri.
Câu 26: Cho phản ứng hạt nhân sau: \(_{17}^{37}\textrm{Cl} + X \rightarrow n + _{18}^{37}\textrm{Ar}\). Hạt nhân X là
A.\(_{1}^{1}\textrm{H}\) . B.\(_{1}^{2}\textrm{D}\) . C.\(_{1}^{3}\textrm{T}\) . D.\(_{2}^{4}\textrm{H}\)e .
Câu 27: Phản ứng hạt nhân thực chất là:
A. mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân.
B. sự tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân.
C. quá trình phát ra các tia phóng xạ của hạt nhân.
D. quá trình giảm dần độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ.
Câu 28: Chọn câu đúng. Trong phản ứng hạt nhân có định luật bảo toàn nào sau ?
A. định luật bảo toàn khối lượng.
B. định luật bảo toàn năng lượng nghỉ.
C. định luật bảo toàn động năng.
D. định luật bảo toàn năng lượng toàn phần.
Câu 29: Phản ứng hạt nhân là:
A. Sự biến đổi hạt nhân có kèm theo sự tỏa nhiệt.
B. Sự tương tác giữa hai hạt nhân (hoặc tự hạt nhân) dẫn đến sự biến đổi của chúng thành hai hạt nhân khác.
C. Sự kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng.
D. Sự phân rã hạt nhân nặng để biến đổi thành hạt nhân nhẹ bền hơn.
Câu 30: Các phản ứng hạt nhân không tuân theo các định luật nào?
A. Bảo toàn năng lượng toàn phần B. Bảo toàn điện tích
C. Bảo toàn khối lượng D. Bảo toàn động lượng
Câu 31: Trong phản ứng hạt nhân:\(_{4}^{9}\textrm{Be} + _{2}^{4}\textrm{He} \rightarrow _{0}^{1}\textrm{n} + X\) , hạt nhân X có:
A. 6 nơtron và 6 proton. B. 6 nuclon và 6 proton.
C. 12 nơtron và 6 proton. D. 6 nơtron và 12 proton.
Câu 32: Trong phản ứng tổng hợp hêli \(_{3}^{7}\textrm{L} + _{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow 2(_{2}^{4}\textrm{He}) + 15,1Me
V\) , nếu tổng hợp hêli từ 1g Li thì năng lượng tỏa ra có thể đun sôi bao nhiêu kg nước có nhiệt độ ban đầu là 00C ? Nhiệt dung riêng của nước .
A. 2,95.105kg. B. 3,95.105kg.
C. 1,95.105kg. D. 4,95.105kg.
Tải về
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 - Xem ngay
