Vật lí · Lớp 12

30 Bài toán liên quan đến năng lượng liên kết hạt nhân (có lời giải)

31 câu · 47 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1

1 điểm

Phát biểu nào sau đây là đúng?

Đáp án A: Hạt nhân có số khối càng lớn thì càng bền vững.
Đáp án B: Hạt nhân nào có năng lượng liên kết lớn hơn thì bền vững hơn.
Đáp án C: Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
Đáp án D: Trong các hạt nhân đồng vị, hạt nhân nào có số khối càng lớn càng kém bền vững.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là C

Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.

Câu 2

1 điểm

Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng

Đáp án A: tích giữa năng lượng liên kết của hạt nhân với số nucleon của hạt nhân ấy.
Đáp án B: tích giữa độ hụt khối của hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không.
Đáp án C: thương số giữa khối lượng hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không.
Đáp án D: thương số giữa năng lượng liên kết của hạt nhân với số nucleon của hạt nhân ấy.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Đáp án đúng là D

Câu 3

1 điểm

Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có

Đáp án A: năng lượng liên kết riêng càng nhỏ.
Đáp án B: năng lượng liên kết càng lớn.
Đáp án C: năng lượng liên kết càng nhỏ.
Đáp án D: năng lượng liên kết riêng càng lớn.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là B

Năng lượng liên kết E = Δmc $^{2}$ .

Câu 4

1 điểm

Phát biểu nào sau đây về phản ứng nhiệt hạch là sai?

Đáp án A: Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp hai hay nhiều hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn.
Đáp án B: Một trong các điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra là nhiệt độ của nhiên liệu phải rất cao.
Đáp án C: Tên gọi phản ứng nhiệt hạch là do nó toả ra năng lượng nhiệt rất lớn, làm nóng môi trường xung quanh lên.
Đáp án D: Năng lượng nhiệt hạch không phụ thuộc vào năng lượng cung cấp để phản ứng xảy ra.

Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Đáp án đúng là C

Phần II. Tự luận

Câu 5

1 điểm

Hạt nhân $_{92}^{235}{\rm{U}}$ hấp thụ một neutron nhiệt rồi vỡ ra thành hai hạt nhân $^{95}{\rm{X}}$ và $_{55}^{137}{\rm{Cs}}$ kèm theo giải phóng một số hạt neutron mới. Biết rằng tổng khối lượng các hạt trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,181 u. Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Đây là quá trình nhiệt hạch do toả ra năng lượng nhiệt rất lớn.

b) Hạt nhân X là rubidium $_{37}^{95}{\rm{Rb}}.$

c) Quá trình này giải phóng kèm theo ba hạt neutron mới.

d) Năng lượng toả ra sau phản ứng là 201 MeV.

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hướng dẫn giải:

a) Sai. Đây là quá trình phân hạch. $_{92}^{235}{\rm{U}} + _0^1n \to _{55}^{137}{\rm{Cs}} + _{37}^{95}{\rm{X}} + 4_0^1n$

b) Đúng. Sử dụng định luật bảo toàn số khối, bảo toàn điện tích.

c) Sai. $_{92}^{235}{\rm{U}} + _0^1n \to _{55}^{137}{\rm{Cs}} + _{37}^{95}{\rm{X}} + 4_0^1n$

d) Sai. $E = \Delta m{c^2} = 0{,}181.931{,}5 = 168{,}6\,MeV$

Câu 6

1 điểm

Biết hạt nhân

_{18}^{40}{\rm{Ar}}

có khối lượng 39,9525 u. Cho khối lượng của proton và neutron lần lượt là 1,0073 u và 1,0087 u. Tính năng lượng liên kết của hạt nhân

_{18}^{40}{\rm{Ar}}

. (Kết quả lấy đến một chữ số sau dấu phẩy thập phân).

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 6

Câu 7

1 điểm

Các hạt nhân deuterium

_1^2{\rm{H}}

, tritium

_1^3{\rm{H}}

, helium

_2^4{\rm{He}}

có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV. Sắp xếp các hạt nhân trên theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 7

Câu 8

1 điểm

Hạt nhân $_{92}^{235}{\rm{U}}$ có năng lượng liên kết riêng là 7,59 MeV/nucleon. Tính:

a) Năng lượng tối thiểu cần cung cấp để tách hạt nhân $_{92}^{235}{\rm{U}}$ thành các nucleon riêng lẻ.

b) Độ hụt khối của hạt nhân $_{92}^{235}{\rm{U}}$ .

c) Khối lượng của hạt nhân $_{92}^{235}{\rm{U}}$ . Cho biết khối lượng của các hạt proton và neutron lần lượt là 1,00728 u và 1,00866 u.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 8

Câu 9

1 điểm

Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết của các hạt nhân

_{25}^{55}{\rm{Mn}},_{26}^{56}{\rm{Fe}},_{27}^{59}{\rm{Co}}

. Cho biết khối lượng của các nguyên tử

_1^1{\rm{H}},_{25}^{55}{\rm{Mn}},_{26}^{56}{\rm{Fe}},_{27}^{59}{\rm{Co}}

và khối lượng hạt neutron lần lượt là: 1,00783 u; 54,93804 u; 55,93494 u; 58,93319 u; 1,00866 u. Sắp xếp các hạt nhân

_{25}^{55}{\rm{Mn}},_{26}^{56}{\rm{Fe}},_{27}^{59}{\rm{Co}}

theo thứ tự độ bền vững tăng dần.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 9

Câu 10

1 điểm

Cho biết khối lượng nguyên tử của các hạt $_{13}^{27}{\rm{Al}},_{82}^{206}\;{\rm{Pb}}$ và $_1^1{\rm{H}}$ lần lượt là 26,98154 u; 205,97446 u và 1,00783 u; khối lượng hạt neutron là 1,00866 u.

a) Tính độ hụt khối của mỗi hạt nhân.

b) Tính năng lượng liên kết riêng của mỗi hạt nhân.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 10

Phần III. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 11

1 điểm

Hạt α có độ hụt khối 0,0308 amu. Năng lượng liên kết của hạt này bằng

Đáp án A: 23,52 MeV.
Đáp án B: 25,72 MeV.
Đáp án C: 24,72 MeV.
Đáp án D: 28,70 MeV.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 11

Câu 12

1 điểm

Nếu năng lượng liên kết của hạt nhân helium

_2^4{\rm{He}}

là 28,8 MeV thì năng lượng liên kết riêng của nó là

Đáp án A: 7,20 MeV/nucleon.
Đáp án B: 14,1 MeV/nucleon.
Đáp án C: 0,72 MeV/nucleon.
Đáp án D: 1,4 MeV/nucleon.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 12

Câu 13

1 điểm

Một hạt nhân có 8 proton và 9 neutron. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này bằng 7,75 MeV/nucleon. Biết m

_{p}

= 1,0073 amu, m

_{n}

= 1,0087 amu. Khối lượng của hạt nhân đó bằng bao nhiêu amu?

Đáp án A: 16,545 amu.
Đáp án B: 17,138 amu.
Đáp án C: 16,995 amu.
Đáp án D: 17,243 amu.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 13

Câu 14

1 điểm

Cho khối lượng nguyên tử helium là m

_{He}

= 4,003 amu; khối lượng electron là m

_{e}

= 0,000549 amu. Khối lượng của hạt là

Đáp án A: 4,001902 amu.
Đáp án B: 4,000921 amu.
Đáp án C: 4,000975 amu.
Đáp án D: 4,002654 amu.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 14

Câu 15

1 điểm

Hạt nhân

_1^2{\rm{H}}

có khối lượng 2,0136 amu. Năng lượng liên kết của nó bằng

Đáp án A: 1,15 MeV.
Đáp án B: 4,6 MeV.
Đáp án C: 3,45 MeV.
Đáp án D: 2,23 MeV.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 15

Câu 16

1 điểm

Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuleleon tương ứng là ${A_X},{A_Y}$ và ${A_Z}$ với ${{\rm{A}}_{\rm{X}}} = 2\;{{\rm{A}}_Y} = 0{,}5\;{{\rm{A}}_{\rm{Z}}}.$ Biết năng lượng liên kết riêng của từng hạt nhân tương ứng là $\Delta {{\rm{E}}_{\rm{X}}},\Delta {{\rm{E}}_{\rm{Y}}}$ và $\Delta {{\rm{E}}_{\rm{Z}}}$ với $\Delta {{\rm{E}}_{\rm{Z}}} < \Delta {{\rm{E}}_{\rm{X}}} < \Delta {{\rm{E}}_{\rm{Y}}}.$ Các hạt nhân này được sắp xếp theo thứ tự tính bền vững giảm dần như:

Đáp án A: Y, X, Z.
Đáp án B: Y, Z, X.
Đáp án C: X, Y, Z.
Đáp án D: Z, X, Y.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 16

Câu 17

1 điểm

Cho khối lượng của proton, neutron;

_{18}^{40}{\rm{Ar}};_3^6{\rm{Li}}

lần lượt là 1,0073 amu; 1,0087 amu; 39,9525 amu; 6,0145 amu và 1 amu = 931,5 MeV/c

^{2}

. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

_3^6{\rm{Li}}

thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

_{18}^{40}{\rm{Ar}}

Đáp án A: lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
Đáp án B: lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
Đáp án C: nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.
Đáp án D: nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 17

Phần IV. Tự luận

Câu 18

1 điểm

Biết năng lượng liên kết của hạt nhân

^{235}

U là 1 809,5 MeV, của

^{140}

Ce là 1 180,2 MeV, của

^{56}

Fe là 494,8 MeV. Hãy so sánh độ bền vững của các hạt nhân này.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 18

Câu 19

1 điểm

Biết khối lượng hạt nhân

_2^4{\rm{He}}

là m

_{He}

= 4,0015 amu. Hãy so sánh khối lượng này với tổng khối lượng của các nucleon tạo thành nó.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 19

Câu 20

1 điểm

Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử

_7^{14}\;{\rm{N}}

bằng bao nhiêu? Biết rằng hạt nhân nguyên tử

_7^{14}\;{\rm{N}}

có khối lượng bằng 14,003242 amu.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 20

Câu 21

1 điểm

Trong hai hạt nhân

_4^9{\rm{Be}}

và

_{13}^{27}{\rm{Al}}

, hạt nhân nào bền vững hơn? Biết khối lượng hạt nhân

_4^9{\rm{Be}}

là

9{,}00122{\rm{amu}}

và khối lượng hạt nhân

_{92}^{235}{\rm{U}}

là

26{,}98146{\rm{amu}}.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 21

Phần V. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 22

1 điểm

Cho các hạt nhân sau $_{92}^{238}{\rm{U}},_{92}^{235}{\rm{U}},_{11}^{23}{\rm{Na}},_{79}^{197}{\rm{Au}}.$ Sắp xếp các hạt nhân nói trên theo mức độ bền vững tăng dần, biết rằng khối lượng của các hạt nhân nói trên và khối lượng của proton, neutron lần lượt là

${m_{{\rm{U}}238}} = 238{,}050788{\rm{amu,}}{m_{{\rm{U}}235}} = 234{,}993422{\rm{amu}},{m_{{\rm{Na}}23}} = 22{,}983730{\rm{amu}},$ ${{\rm{m}}_{{\rm{Au}}197}} = 196{,}966552{\rm{amu,}}{m_{\rm{p}}} = 1{,}007276{\rm{amu}}$ và ${m_{\rm{n}}} = 1{,}008665{\rm{amu}}.$

Đáp án A: $_{11}^{23}{\rm{Na}},_{79}^{197}{\rm{Au}},_{92}^{235}{\rm{U}},_{92}^{238}{\rm{U}}.$
Đáp án B: $_{92}^{238}{\rm{U}},_{92}^{235}{\rm{U}},_{11}^{23}{\rm{Na}},_{79}^{197}{\rm{Au}}.$
Đáp án C: $_{92}^{238}{\rm{U}},_{92}^{235}{\rm{U}},_{79}^{197}{\rm{Au}},_{11}^{23}{\rm{Na}}.$
Đáp án D: $_{11}^{23}{\rm{Na}},_{79}^{197}{\rm{Au}},_{92}^{238}{\rm{U}},_{92}^{235}{\rm{U}}.$

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 22

Câu 23

1 điểm

Cho khối lượng của proton, neutron, hạt nhân

_1^3\;{\rm{T}}

, hạt nhân

_{95}^{244}{\rm{Am}}

lần lượt là

{m_{\rm{p}}} = 1{,}007276{\rm{amu}},{m_{\rm{n}}} = 1{,}008665{\rm{amu}},{m_{\rm{T}}} = 3{,}016049{\rm{amu}}

và

{m_{{\rm{Am}}}} = 244{,}064279{\rm{amu}}.

Nhận xét nào sau đây đúng?

Đáp án A: Hai hạt nhân này có độ hụt khối bằng nhau.
Đáp án B: Năng lượng liên kết của $_{95}^{244}{\rm{Am}}$ lớn hơn năng lượng liên kết của $_1^3\;{\rm{T}}.$
Đáp án C: Năng lượng liên kết riêng của $_{95}^{244}{\rm{Am}}$ nhỏ hơn năng lượng liên kết riêng của $_1^3\;{\rm{T}}.$
Đáp án D: Mức độ bền vững của hai hạt nhân $_1^3\;{\rm{T}}$ và $_{95}^{244}{\rm{Am}}$ là bằng nhau.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 23

Phần VI. Tự luận

Câu 24

1 điểm

Tính năng lượng liên kết của

_{13}^{27}{\rm{Al}}

, biết khối lượng của hạt nhân

_{13}^{27}{\rm{Al}}

, proton và neutron lần lượt là

{m_{{\rm{Al}}}} = 26{,}97435{\rm{amu}},{m_{\rm{p}}} = 1{,}00728{\rm{amu}}

và

{m_{\rm{n}}} = 1{,}00867{\rm{amu}}.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 24

Câu 25

1 điểm

Tính năng lượng liên kết riêng của

_{15}^{30}{\rm{P}}

, biết khối lượng của hạt nhân

_{15}^{30}{\rm{P}}

, proton và neutron lần lượt là

{m_{\rm{p}}} = 29{,}97005{\rm{amu}},{m_{\rm{p}}} = 1{,}00728{\rm{amu}}

và

{m_{\rm{n}}} = 1{,}00867{\rm{amu}}.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 25

Câu 26

1 điểm

Hạt nhân

_{26}^{56}{\rm{Fe}}

là một trong những hạt nhân bền vững nhất trong tự nhiên (độ phổ biến đến

91{,}754\%

trữ lượng các đồng vị sắt trong tự nhiên), trong khi đó hạt nhân nhẹ deuteri

_1^2{\rm{D}}

lại kém bền (độ phổ biến vào khoảng

0{,}015\%

trữ lượng các đồng vị hydrogen). Hãy cho biết năng lượng liên kết riêng của

_{26}^{56}{\rm{Fe}}

lớn hơn năng lượng liên kết riêng của

_1^2{\rm{D}}

bao nhiêu lần. Cho biết

{m_{{\rm{Fe}}}} = 55{,}93494{\rm{amu}},

{m_{\rm{D}}} = 2{,}01355{\rm{amu}},{m_{\rm{p}}} = 1{,}00728{\rm{amu}}

và

{m_{\rm{n}}} = 1{,}00867{\rm{amu}}.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 26

Câu 27

1 điểm

Xét hai hạt nhân X và Y, nếu số proton của hạt nhân X bằng số neutron của hạt nhân Y và ngược lại, số neutron của hạt nhân X bằng số proton của hạt nhân Y thì hai hạt nhân đó được gọi là một cặp hạt nhân gương. Xét một cặp hạt nhân gương

_{12}^{23}{\rm{Mg}}

và

_{11}^{23}{\rm{Na}}

có khối lượng lần lượt là

{m_{{\rm{Mg}}}} = 22{,}99413{\rm{amu}}

và

{m_{{\rm{Na}}}} = 22{,}98373{\rm{amu}}.

Hạt nhân nào có năng lượng liên kết lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu MeV? Biết rằng

{m_{\rm{p}}} = 1{,}00728{\rm{amu}},{m_{\rm{n}}} = 1{,}00867{\rm{amu}}.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 27

Câu 28

1 điểm

Cần phải bắn một photon có năng lượng tối thiểu bằng bao nhiêu vào hạt nhân deuteri

_1^2{\rm{D}}

(là đồng vị của hydrogen với một neutron và một proton trong hạt nhân) để phân tách hạt nhân này thành một neutron và một proton riêng rẽ? Biết rằng m

_{D}

= 2,01355 amu, m

_{p}

=1,00728 amu và m

_{n}

= 1,00867 amu.

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 28

Câu 29

1 điểm

Cho khối lượng của hạt nhân

{}_{{\rm{47}}}^{{\rm{107}}}{\rm{Ag }}l\`a {\rm{ }}106{,}8783u

của neutron là

{\rm{ }}1{,}0087u;

của proton là

{\rm{ }}1{,}0073u.

Độ hụt khối của hạt nhân

{}_{{\rm{47}}}^{{\rm{107}}}{\rm{Ag}}

là bao nhiêu?

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 29

Câu 30

1 điểm

Biết khối lượng của proton, neutron, hạt nhân

{}_8^{{\rm{16}}}O

lần lượt là

{m_p} = 1{,}0073u,

{m_n} = 1{,}0087\,u,

m = 15{,}9904u

. Năng lượng liên kết của hạt nhân

{}_8^{{\rm{16}}}O

xấp xỉ bằng bao nhiêu?

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 30

Câu 31

1 điểm

Cho hạt nhân

{}_1^{\rm{3}}{\rm{T,}}

hạt proton và hạt neutron và hạt nhân lần lượt là

{{\rm{m}}_{\rm{p}}}{\rm{ = 1{,}0073 u,}}

{m_n} = 1{,}0087{\rm{ u,}}

m = 3{,}0161{\rm{ u}}{\rm{.}}

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

{}_1^{\rm{3}}{\rm{T}}

là bao nhiêu?

Xem đáp án và lời giải

Mở lời giải câu 31

Làm bài

Đề cùng chủ đề

83 câu Trắc nghiệm Vật lý 12 Cánh diều Chủ đề 4: Vật lý hạt nhân 83 câu · Ngân hàng đề TopStudy
10 bài tập Độ phóng xạ (có lời giải) 12 câu · Ngân hàng đề TopStudy
10 bài tập Số hạt còn lại và số hạt đã bị phân rã (có lời giải) 10 câu · Ngân hàng đề TopStudy
9 bài tập Khối lượng còn lại và khối lượng đã bị phân rã (có lời giải) 10 câu · Ngân hàng đề TopStudy
17 bài tập Năng lượng trong phản ứng hạt nhân (có lời giải) 17 câu · Ngân hàng đề TopStudy
12 bài tập Viết phương trình phản ứng hạt nhân (có lời giải) 12 câu · Ngân hàng đề TopStudy

Tất cả đề Ôn tập chủ đề 4 · Các bộ sách Vật lí Lớp 12