Bài 22 Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết
Lớp 12Vật Lý29 câu hỏiBài tập
Phần 1
Câu 1
(Bài 22.1.1 trang 73 SBT Vật lí 12) Đánh dấu đúng hoặc sai cho các nội dung sau:
(a) Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi từ hạt nhân này thành hạt nhân khác, bao gồm phản ứng hạt nhân kích thích và phản ứng hạt nhân tự phát.
(b) Trong một phản ứng hạt nhân, luôn cần từ hai hạt tham gia phản ứng trở lên.
(c) Trong phản ứng hạt nhân, số khối và điện tích của hệ được bảo toàn.
(d) Trong phản ứng hạt nhân, số khối, điện tích và khối lượng của hệ được bảo toàn.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
(a) Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi từ hạt nhân này thành hạt nhân khác, bao gồm phản ứng hạt nhân kích thích và phản ứng hạt nhân tự phát.
(b) Trong một phản ứng hạt nhân, luôn cần từ hai hạt tham gia phản ứng trở lên.
(c) Trong phản ứng hạt nhân, số khối và điện tích của hệ được bảo toàn.
(d) Trong phản ứng hạt nhân, số khối, điện tích và khối lượng của hệ được bảo toàn.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
A(a) Đúng; (b) Sai; (c) Đúng; (d) Sai.
B(a) Đúng; (b) Đúng; (c) Đúng; (d) Sai.
C(a) Sai; (b) Sai; (c) Đúng; (d) Đúng.
D(a) Sai; (b) Đúng; (c) Sai; (d) Đúng.
Câu 2
(Bài 22.1.2 trang 73 SBT Vật lí 12) Đánh dấu đúng hoặc sai cho các nội dung sau:
(a) Phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
(b) Phản ứng tổng hợp hạt nhân là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
(c) Phản ứng tổng hợp hạt nhân là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân trung bình tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng.
(d) Độ hụt khối Δm của hạt nhân là độ chênh lệch tổng khối lượng của các nucleon tạo thành hạt nhân và khối lượng của hạt nhân: Δm = [Zmₚ + (A - Z)mₙ] - mₓ.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
(a) Phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
(b) Phản ứng tổng hợp hạt nhân là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
(c) Phản ứng tổng hợp hạt nhân là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân trung bình tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng.
(d) Độ hụt khối Δm của hạt nhân là độ chênh lệch tổng khối lượng của các nucleon tạo thành hạt nhân và khối lượng của hạt nhân: Δm = [Zmₚ + (A - Z)mₙ] - mₓ.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
A(a) Đúng; (b) Đúng; (c) Sai; (d) Đúng.
B(a) Sai; (b) Đúng; (c) Sai; (d) Đúng.
C(a) Đúng; (b) Sai; (c) Đúng; (d) Sai.
D(a) Sai; (b) Sai; (c) Đúng; (d) Đúng.
Câu 3
(Bài 22.1.3 trang 73 SBT Vật lí 12) Đánh dấu đúng hoặc sai cho các nội dung sau:
(a) Năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật được liên hệ với nhau thông qua hệ thức Einstein: E = mc², trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không.
(b) Năng lượng liên kết riêng Eₗₖᵣ của một hạt nhân có số khối A bằng Eₗₖᵣ = Eₗₖ/A, trong đó Eₗₖ là năng lượng tối thiểu dùng để tách toàn bộ số nucleon ra khỏi hạt nhân. Hạt nhân càng bền vững khi Eₗₖᵣ càng lớn.
(c) Hạt nhân càng bền vững khi năng lượng liên kết Eₗₖ càng lớn.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
(a) Năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật được liên hệ với nhau thông qua hệ thức Einstein: E = mc², trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không.
(b) Năng lượng liên kết riêng Eₗₖᵣ của một hạt nhân có số khối A bằng Eₗₖᵣ = Eₗₖ/A, trong đó Eₗₖ là năng lượng tối thiểu dùng để tách toàn bộ số nucleon ra khỏi hạt nhân. Hạt nhân càng bền vững khi Eₗₖᵣ càng lớn.
(c) Hạt nhân càng bền vững khi năng lượng liên kết Eₗₖ càng lớn.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
A(a) Đúng; (b) Đúng; (c) Sai.
B(a) Đúng; (b) Sai; (c) Đúng.
C(a) Sai; (b) Đúng; (c) Sai.
D(a) Sai; (b) Sai; (c) Đúng.
Câu 4
(Bài 22.1.4 trang 73 SBT Vật lí 12) Đánh dấu đúng hoặc sai cho các nội dung sau:
(a) Phản ứng hạt nhân kích thích là quá trình các hạt nhân tương tác với các hạt khác như hạt nhân, neutron,... tạo ra các hạt nhân mới. Ví dụ: phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân.
(b) Phản ứng hạt nhân tự phát là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân mới.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
(a) Phản ứng hạt nhân kích thích là quá trình các hạt nhân tương tác với các hạt khác như hạt nhân, neutron,... tạo ra các hạt nhân mới. Ví dụ: phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân.
(b) Phản ứng hạt nhân tự phát là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân mới.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các nội dung trên?
A(a) Đúng; (b) Đúng.
B(a) Đúng; (b) Sai.
C(a) Sai; (b) Đúng.
D(a) Sai; (b) Sai.
Câu 5
(Bài 22.2 trang 74 SBT Vật lí 12) Một hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì hạt nhân đó
Acó năng lượng liên kết càng lớn.
Bcó năng lượng liên kết không đổi.
Ccó năng lượng liên kết càng nhỏ.
Dcàng bền vững.
Câu 6
(Bài 22.3 trang 74 SBT Vật lí 12) Năng lượng liên kết của hạt nhân bằng
Anăng lượng cần thiết để tách rời tất cả các nucleon trong hạt nhân.
Bnăng lượng trung bình liên kết mỗi nucleon trong hạt nhân.
Cnăng lượng cần thiết để tách một nucleon khỏi hạt nhân.
Dtích của khối lượng hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không.
Câu 7
(Bài 22.4 trang 74 SBT Vật lí 12) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân có giá trị
Alớn nhất đối với các hạt nhân trung bình.
Blớn nhất đối với các hạt nhân nhẹ.
Clớn nhất đối với các hạt nhân nặng.
Dnhư nhau với mọi hạt nhân.
Câu 8
(Bài 22.5 trang 74 SBT Vật lí 12) Độ hụt khối của hạt nhân ᴬZX là
AΔm = (Zmₚ + Nmₙ) - m.
BΔm = m - Nmₚ - Zmₙ.
CΔm = Zmₙ - Zmₚ.
DΔm = Zmₚ + Nmₙ.
Câu 9
(Bài 22.6 trang 75 SBT Vật lí 12) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
Acàng lớn thì hạt nhân càng bền vững.
Bcó thể bằng 0 đối với các hạt nhân đặc biệt.
Ccàng nhỏ thì hạt nhân càng bền vững.
Dcó thể dương hoặc âm.
Câu 10
(Bài 22.7 trang 75 SBT Vật lí 12) Đại lượng nào sau đây đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân?
ANăng lượng liên kết riêng.
BSố neutron.
CSố proton.
DNăng lượng liên kết.
Câu 11
(Bài 22.8 trang 75 SBT Vật lí 12) Hạt α có độ hụt khối 0,0308 amu. Năng lượng liên kết của hạt này bằng
A28,70 MeV.
B23,52 MeV.
C25,72 MeV.
D24,72 MeV.
Câu 12
(Bài 22.9 trang 75 SBT Vật lí 12) Nếu năng lượng liên kết của hạt nhân helium ⁴₂He là 28,8 MeV thì năng lượng liên kết riêng của nó là
A7,20 MeV/nucleon.
B14,1 MeV/nucleon.
C0,72 MeV/nucleon.
D1,4 MeV/nucleon.
Câu 13
(Bài 22.10 trang 75 SBT Vật lí 12) Độ bền vững của hạt nhân càng cao khi
Anăng lượng liên kết riêng của nó càng lớn.
Bsố nucleon của hạt nhân càng nhỏ.
Csố nucleon của hạt nhân càng lớn.
Dnăng lượng liên kết của nó càng lớn.
Câu 14
(Bài 22.11 trang 75 SBT Vật lí 12) Một hạt nhân có 8 proton và 9 neutron. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này bằng 7,75 MeV/nucleon. Biết mₚ = 1,0073 amu, mₙ = 1,0087 amu. Khối lượng của hạt nhân đó bằng bao nhiêu amu?
A16,995 amu.
B16,545 amu.
C17,138 amu.
D17,243 amu.
Câu 15
(Bài 22.12 trang 75 SBT Vật lí 12) Cho khối lượng nguyên tử helium là mHe = 4,003 amu; khối lượng electron là me = 0,000549 amu. Khối lượng của hạt α là
A4,001902 amu.
B4,000921 amu.
C4,000975 amu.
D4,002654 amu.
Câu 16
(Bài 22.13 trang 76 SBT Vật lí 12) Hạt nhân ²₁H có khối lượng 2,0136 amu. Năng lượng liên kết của nó bằng
A2,23 MeV.
B1,15 MeV.
C4,6 MeV.
D3,45 MeV.
Câu 17
(Bài 22.14 trang 76 SBT Vật lí 12) Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nucleon tương ứng là Aₓ, Aᵧ và Aᵤ với Aₓ = 2Aᵧ = 0,5Aᵤ. Biết năng lượng liên kết riêng của từng hạt nhân tương ứng là ΔEₓ, ΔEᵧ và ΔEᵤ với ΔEᵤ < ΔEₓ < ΔEᵧ. Các hạt nhân này được sắp xếp theo thứ tự tính bền vững giảm dần là
AY, X, Z.
BY, Z, X.
CX, Y, Z.
DZ, X, Y.
Câu 18
(Bài 22.15 trang 76 SBT Vật lí 12) Cho khối lượng của proton, neutron, ⁴⁰₁₈Ar, ⁶₃Li lần lượt là 1,0073 amu; 1,0087 amu; 39,9525 amu; 6,0145 amu và 1 amu = 931,5 MeV/c². So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ⁶₃Li thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ⁴⁰₁₈Ar
Alớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
Blớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
Cnhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.
Dnhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Câu 19
(Bài 22.16 trang 76 SBT Vật lí 12) Phần lớn năng lượng giải phóng trong phản ứng phân hạch là
Ađộng năng của các mảnh.
Bnăng lượng toả ra do phóng xạ của các mảnh.
Cđộng năng các neutron phát ra.
Dnăng lượng các photon của tia γ.
Câu 20
(Bài 22.17 trang 76 SBT Vật lí 12) Tìm câu sai. Những điều kiện cần phải có để tạo ra phản ứng hạt nhân dây chuyền là
Anhiệt độ phải được đưa lên cao.
Bsau mỗi lần phân hạch, số neutron giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1.
Clượng nhiên liệu uranium, plutonium phải đủ lớn để tạo nên phản ứng dây chuyền.
Dphải có nguồn tạo ra neutron.
Câu 21
(Bài 22.18 trang 76 SBT Vật lí 12) Phản ứng nhiệt hạch là
Aphản ứng tổng hợp hạt nhân.
Bphản ứng hạt nhân tự phát.
Cphản ứng phân hạch.
Dphản ứng tổng hợp hai hạt nhân nặng.
Câu 22
(Bài 22.19 trang 76 SBT Vật lí 12) Nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời là do
Acác phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong lòng nó.
Bcác phản ứng phân hạch xảy ra trong lòng nó.
Ccác phản ứng hoá học xảy ra trong lòng nó.
Dcác phản ứng hạt nhân tự phát dây chuyền trong lòng nó.
Câu 23
(Bài 22.20 trang 77 SBT Vật lí 12) Phản ứng hạt nhân nào sau đây không phải là phản ứng nhiệt hạch?
A⁴₂He + ¹⁴₇N → ¹⁷₈O + ¹₁H.
B²₁H + ²₁H → ⁴₂He.
C²₁H + ⁶₃Li → 2⁴₂He.
D¹₁H + ³₁H → ⁴₂He.
Câu 24
(Bài 22.21 trang 77 SBT Vật lí 12) Tìm phát biểu sai.
AHiện nay con người đã kiểm soát được phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch.
BPhản ứng nhiệt hạch là sự tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn, còn phản ứng phân hạch là sự phá vỡ một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn.
CNăng lượng toả ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng toả ra trong phản ứng phân hạch.
DPhản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.
Câu 25
(Bài 22.22 trang 77 SBT Vật lí 12) Quan sát Hình 22.1 cho biết: Các hạt nhân ¹⁷₈O và ¹₁H được tạo ra từ các nucleon của hạt nhân nào?
ATừ các nucleon bất kì của hạt nhân ⁴₂He và ¹⁴₇N.
BChỉ từ các nucleon của hạt nhân ⁴₂He.
CChỉ từ các nucleon của hạt nhân ¹⁴₇N.
DTừ các nucleon của hạt nhân ¹⁷₈O và ¹₁H ban đầu.
Câu 26
(Bài 22.23 trang 77 SBT Vật lí 12) Biết năng lượng liên kết của hạt nhân ²³⁵U là 1809,5 MeV, của ¹⁴⁰Ce là 1180,2 MeV, của ⁵⁶Fe là 494,8 MeV. Hãy so sánh độ bền vững của các hạt nhân này.
ANăng lượng liên kết riêng lần lượt xấp xỉ: ²³⁵U là 7,70 MeV/nucleon; ¹⁴⁰Ce là 8,43 MeV/nucleon; ⁵⁶Fe là 8,84 MeV/nucleon. Vì vậy ⁵⁶Fe bền vững nhất, sau đó đến ¹⁴⁰Ce, rồi ²³⁵U.
B²³⁵U bền vững nhất vì có năng lượng liên kết lớn nhất.
C¹⁴⁰Ce bền vững nhất vì có số khối trung bình.
DBa hạt nhân bền vững như nhau vì đều có năng lượng liên kết dương.
Câu 27
(Bài 22.24 trang 77 SBT Vật lí 12) Khối lượng hạt nhân α là mα = 4,0015 amu. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân α là Wₗₖᵣ = 7,1 MeV. Tính năng lượng được toả ra khi có 1 mol các hạt α được tạo thành từ các hạt nhân proton và neutron.
AKhoảng 2,74.10¹² J.
BKhoảng 6,84.10¹¹ J.
CKhoảng 2,84.10⁷ J.
DKhoảng 1,71.10²⁵ J.
Câu 28
(Bài 22.25 trang 77 SBT Vật lí 12) Biết khối lượng hạt nhân ⁴₂He là mHe = 4,0015 amu. Hãy so sánh khối lượng này với tổng khối lượng của các nucleon tạo thành nó.
ATổng khối lượng 2 proton và 2 neutron khoảng 4,0319 amu, lớn hơn khối lượng hạt nhân ⁴₂He.
BTổng khối lượng 2 proton và 2 neutron đúng bằng 4,0015 amu.
CTổng khối lượng 2 proton và 2 neutron nhỏ hơn khối lượng hạt nhân ⁴₂He.
DKhông thể so sánh vì hạt nhân ⁴₂He không gồm proton và neutron.
Câu 29
(Bài 22.26 trang 77 SBT Vật lí 12) Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử ¹⁴₇N bằng bao nhiêu? Biết rằng hạt nhân nguyên tử ¹⁴₇N có khối lượng bằng 14,003242 amu.
AKhoảng 95 MeV.
BKhoảng 7,1 MeV.
CKhoảng 28,4 MeV.
DKhoảng 1809,5 MeV.