Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Tính chất và cấu tạo của hạt nhân Vật Lí 12 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 12 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.

Mời các bạn đón xem:

Tính chất và cấu tạo của hạt nhân (Lý thuyết + 30 bài tập có lời giải)

I. Lý thuyết Tính chất và cấu tạo của hạt nhân

1. Cấu tạo hạt nhân:

     - Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là prôtôn (p) mang điện tích (+e) và nơtron (n) không mang điện. Hai loại hạt này gọi chung là nuclôn.

     - Số prôtôn trong hạt nhân là Z, với Z là số thứ tự của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, được gọi là nguyên tử số. Khi ấy hạt nhân có điện tích là +Ze.

     Tổng số nuclôn trong hạt nhân là A, A được gọi là số khối. Khi đó số nơtron trong hạt nhân là A-Z.

     - Kí hiệu của hạt nhân: 

     - Đồng vị: là những hạt nhân có cùng số Z, nhưng khác số A. VD  là đồng vị của nhau.

2. Khối lượng của hạt nhân:

     - Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của electrôn, vì vậy khối lượng nguyên tử gần như tập trung toàn bộ ở hạt nhân.

     - Để tiện tính toán khối lượng hạt nhân, người ta sử dụng đơn vị khối lượng nguyên tử ( đơn vị Cacbon), kí hiệu là u.

3. Năng lượng của hạt nhân:

     - Theo thuyết tương đối khi hạt nhân có khối lượng m sẽ chưa một năng lượng là

     E = mc² với c = 3.10⁸ (m/s) là vận tốc ánh sáng trong chân không.

     - Năng lượng tương ứng với khối lượng 1 u là

     E = uc² ≈ 931,5 (MeV)     (1J = 1,6.10^-19 eV = 1,6.10^-13 MeV)

     ↔ 1u ≈ 931,5 MeV/c² → MeV/c² cũng là một đơn vị đo khối lượng.

     Chú ý: theo thuyết tương đối một vật khi ở trạng thái nghỉ (v = 0) có khối lượng nghỉ là m₀ chứa năng lượng nghỉ E₀ = m₀c².

     Khi vật chuyển động với vật tốc v, vật sẽ có khối lượng là  , chứa năng lượng là E = mc²

     Khi đó động năng của vật là W_đ = (m - m₀)c²

II. Bài tập Tính chất và cấu tạo của hạt nhân

Bài 1: Các phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật:

A. bảo toàn năng lượng

B. bảo toàn động lượng

C. bảo toàn động năng

D. bảo toàn số khối

Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:

+ Bảo toàn số khối (A)

+ Bảo toàn điện tích (Z)

+ Bảo toàn động lượng

+ Bảo toàn năng lượng toàn phần

Chọn đáp án C

Bài 2: Phát biểu nào dưới đây là sai khi nói về lực hạt nhân?

A. Có giá trị lớn hơn lực tương tác tĩnh điện giữa các proton.

B. Có tác dụng rất mạnh trong phạm vi hạt nhân.

C. Có thể là lực hút hoặc đẩy tùy theo khoảng cách giữa các nuclôn.

D. Không tác dụng khi các nuclôn cách xa nhau hơn kích thước hạt nhân.

- Các nuclon liên kết với nhau bởi lực hạt nhân.

- Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn, nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân (lực tương tác mạnh). Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10^-15 m).

Chọn đáp án C

Bài 3: So với hạt nhân , hạt nhân  có:

A. ít hơn 4 êlectron       

B. ít hơn 6 nơtron

C. ít hơn 10 proton       

D. ít hơn 4 nuclôn

- Hạt nhân  có 37 – 17 = 20 nơtron, hạt nhân  có: 27 – 13 = 14 nơtron.

- Suy ra: so với hạt nhân , hạt nhân  có ít hơn 6 nơtron.

Chọn đáp án B

Bài 4: Hạt nhân có số proton bằng số nơtron của hạt nhân  và có số nơtron bằng số proton của hạt nhân này, là hạt nhân nguyên tử:

A. heli       

B. triti

C. hiđrô thường       

D. đơteri

- Hạt nhân có số proton bằng số nơtron của hạt nhân  (bằng 3 – 2 = 1) và có số nơtron bằng số proton của hạt nhân này (bằng 2), là hạt nhân nguyên tử ₁³He (triti)

Chọn đáp án B

Bài 5: Có 128 nơtron trong đồng vị ²¹⁰Pb, hỏi có bao nhiêu nơtron trong đồng vị ²⁰⁶Pb

A. 122       

B. 124

C. 126       

D. 130

- Có 128 nơtron trong đồng vị ²¹⁰Pb, suy ra đồng vị này có 210 – 128 = 82 proton.

- Trong đồng vị ²⁰⁶Pb có 82 proton nên có 206 – 82 = 124 nơtron.

Chọn đáp án B

Bài 6: 1 MeV/c² có giá trị bằng:

A. 1,78.10^-30 kg       

B. 0,561.10³⁰ kg

C. 0,561.10³⁰ J       

D. 1,78.10^-30 kg.m/s

+ 1 MeV/c² có giá trị bằng:

Chọn đáp án A

Bài 7: Cho khối lượng nguyên tử của hai nguyên tố : m_O = 15,999 u ; m_H = 1,0078 u. Số nguyên tử hiđrô chứa trong 1 g nước là:

A. 3,344.10²¹       

B. 6,687.10²²

C. 6,022.10²³       

D. 12,04.10²³

- Khối lượng của một phân tử nước là (2.1,0078 + 15,999)u = 18,0146u

- Số phân tử nước trong 1 gam nước là: 

- Số nguyên tử hiđrô trong 1 gam nước là 2N ≈ 6,687.1022

Chọn đáp án B

Bài 8: Năng lượng nghỉ của 5 μg vật chất bằng

A. 125 kW.h       

B. 1250 kW.h

C. 12,5 kW.h       

D. 1,25 kW.h

- Năng lượng nghỉ của 5 μg vật chất bằng:

Chọn đáp án A

Bài 9:Khí clo có khối lượng nguyên tử bằng 35,468 u. Khí này là hỗn hợp đồng vị bền là:

- Tỉ lệ khối lượng giữa hai đồng vị này trong khí clo là:

A. 2,8       

B. 3,0

C. 3,1       

D. 3,2

- Gọi tỉ lệ khối lượng giữa hai đồng vị là x:

Chọn đáp án B

Bài 10: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ:

A. Các proton       

B. Các nơtron

C. Các electron     

D. Các nuclon

- Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn. Kí hiệu hạt nhân: .

Chọn đáp án D

Bài 11: Chọn phát biểu không đúng khi nói về hạt nhân nguyên từ:

A. Mọi hạt nhân của các nguyên tử đều có chứa cả proton và nơtron.

B. Hai nguyên tử của hai nguyên tố bất kì khác nhau có số nơtron hoàn toàn khác nhau.

C. Hai nguyên tử có số nơtron khác nhau là hai đồng vị

D. Hai nguyên tử có điện tích hạt nhân khác nhau thuộc hai nguyên tố khác nhau.

Bài 12: Tính chất hóa học của một nguyên tố phụ thuộc vào:

A. khối lượng nguyên tử

B. điện tích của hạt nhân

C. bán kính hạt nhân

D. năng lượng liên kết

- Tính chất hóa học của một nguyên tố phụ thuộc vào điện tích của hạt nhân.

Chọn đáp án B

Bài 13: Tìm phát biểu sai. Hạt nhân  có:

A. Z proton

B. (A – Z) nơtron

C. điện tích bằng Ze

D. Z nơtron

- Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn.

- Kí hiệu hạt nhân: 

+ Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton và N nơtron; A = Z + N, trong đó A gọi là số khối.

+ Trừ các đồng vị của Hidro và Heli, nói chung các hạt nhân của các nguyên tố khác đều có số proton nhỏ hơn hặc bằng số notron: Z ≤ N ≤ 1,5Z. Hệ thức này có thể giúp xác định loại tia phóng xạ là β+ hay β- của 1 chất phóng xạ.

Chọn đáp án D

Bài 14: Tìm phát biểu sai. Hạt nhân nguyên tử chì  có:

A. 206 nuclôn

B. điện tích là 1,312.10^-18 C

C. 124 nơtron

D. 82 proton

   82 là số proton của hạt nhân

Chọn đáp án D

Bài 15: Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi các hạt nhân của chúng có:

A. số nuclôn giống nhau nhưng số nơtron khác nhau

B. số nơtron giống nhau nhưng số proton khác nhau

C. số proton giống nhau nhưng số nơtron khác nhau

D. khối lượng giống nhau nhưng số proton khác nhau

- Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi các hạt nhân của chúng có số proton giống nhau nhưng số nơtron khác nhau.

Chọn đáp án C

Bài 16: Chọn phát biểu đúng:

A. Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng nguyên tử số nhưng khác số prôtôn.

B. Hạt nhân có kích thước rất nhỏ so với nguyên tử.

C. Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững.

D. Lực hạt nhân tác dụng trong khoảng kích thước nguyên tử.

- Hạt nhân có kích thước rất nhỏ so với nguyên tử.

Chọn đáp án B

Bài 17: Chọn câu sai:

A. Một mol nguyên tử (phân tử) gồm NA nguyên tử (phận tử) N_A = 6,022.10²³.

B. Khối lượng của 1 mol ion H⁺ bằng 1 gam.

C. Khối lượng của 1 mol N₂ bằng 28 gam.

D. Khối lượng của 1 nguyên tử cacbon bằng 12 gam.

- Khối lượng 1 nguyên tử thường được tính bằng u (1u = 1,66055.10^-27kg), 1 nguyên tử cacbon nặng 12u, một mol nguyên tử C (gồm 6,022.10²³ nguyên tử) nặng 12g.

Chọn đáp án D

Bài 18: Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức nào là đúng khi so sánh khối lượng prôtôn (mp), nơtrôn (mn) và đơn vị khối lượng nguyên tử u.

- Ta có:

m_p = 1,007276 u, m_n = 1,008665 u

Chọn đáp án C

Bài 19: Trong hạt nhân nguyên tử thì:

A. Số nơtron luôn nhỏ hơn số proton

B. Điện tích hạt nhân là điện tích của nguyên tử.

C. Số proton bằng số nơtron

D. Khối lượng hạt nhân coi bằng khối lượng nguyên tử

- Trừ các đồng vị của Hidro và Heli, nói chung các hạt nhân của các nguyên tố khác đều có số proton nhỏ hơn hặc bằng số notron: Z ≤ N ≤ 1,5Z nên A và C sai.

- Nguyên tử trung hòa về điện, còn hạt nhân mang điện tích dương nên B sai.

- Vì khối lượng electron nhỏ hơn rất nhiều so với khối lượng của notron và proton (m_e = 5,486.10^-4 u) nên có thể coi khối lượng hạt nhân coi bằng khối lượng nguyên tử

Chọn đáp án D

Bài 20: Hạt nhân  có:

A. 35 nơtron.      B. 35 nuclôn.

C. 17 nơtron.      D. 18 prôtôn.

- Từ ký hiệu của hạt nhân , A là số khối hay số nuclon, Z là điện tích hạt nhân (số proton)

→ Hạt nhân  có 35 nuclôn, 17 prôtôn

Chọn đáp án B

Bài 21: Bản chất lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân là:

A. lực tĩnh điện

B. lực hấp dẫn

C. lực từ

D. lực tương tác mạnh

- Các nuclon liên kết với nhau bởi lực hạt nhân. Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn, nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân (lực tương tác mạnh). Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10^-15m).

Chọn đáp án D

Bài 22: Hãy chọn câu đúng:

A. Trong ion đơn nguyên tử số proton bằng số electron.

B. Trong hạt nhân số proton phải bằng số nơtron.

C. Trong hạt nhân (trừ các đồng vị của Hiđro và Hêli) số proton bằng hoặc nhỏ hơn số nơtron.

D. Lực hạt nhân có bán kính tác dụng bằng bán kính nguyên tử.

- Trừ các đồng vị của Hidro và Heli, nói chung các hạt nhân của các nguyên tố khác đều có số proton nhỏ hơn hặc bằng số notron: Z ≤ N ≤ 1,5Z.

Chọn đáp án C

Bài 23: Hai hạt nhân  có cùng:

A. số prôtôn.     

B. điện tích.

C. số nơtron.     

D. số nuclôn.

- Từ ký hiệu của hạt nhân , A là số khối hay số nuclon, Z là điện tích hạt nhân (số proton)

→ Hai hạt nhân  có cùng số nuclôn.

Chọn đáp án D

Bài 24: Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là:

A. 10^-15 m     

B. 10^-8 m

C. 10^-10 m     

D. Vô hạn

- Lực hạt nhân là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân (lực tương tác mạnh). Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10^-15m).

Chọn đáp án A

Bài 25: Nguyên tử của đồng vị phóng xạ  có:

A. 92 electrôn và tổng số prôtôn và electrôn bằng 235.

B. 92 prôtôn và tổng số nơtron và electrôn bằng 235.

C. 92 nơtron và tổng số nơtron và prôtôn bằng 235.

D. 92 nơtron và tổng số prôtôn và electrôn bằng 235.

- Số khối = 235 = số proton + số nơtron, Số proton = số electron = 92

→ số nơtron = 143

Chọn đáp án B

Bài 26: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân nguyên tử?

A. Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chứa Z prôtôn.

B. Số nuclôn bằng số khối A của hạt nhân.

C. Số nguồn N bằng hiệu số khối A và số prôtôn Z.

D. Hạt nhân trung hòa về điện.

- Hạt nhân mang điện và có điện tích bằng Z.

Chọn đáp án D

Bài 27: Đơn vị MeV/c² có thể là đơn vị của đại lượng vật lý nào sau đây?

A. khối lượng

B. năng lượng

C. động lượng

D. hiệu điện thế

- Từ công thức E = mc² → m= E/ c², ở đây E là năng lượng có đơn vị là MeV nên m có đơn vị MeV/c².

Chọn đáp án A

Bài 28: Nhân Uranium có 92 proton và 143 notron kí hiệu nhân là:

- Kí hiệu hạt nhân: , Ở đây X là tên viết tắt hạt nhân, A là số khối, Z là số proton, A = Z + N

Chọn đáp án B

Bài 29: Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có:

A. cùng số nuclôn nhựng khác số prôtôn.

B. cùng số nơtron nhưng khác số prôtôn.

C. cùng số nuclôn nhưng khác số nơtron.

D. cùng số prôtôn nhưng khác số nơtron.

- Theo định nghĩa hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng khác số nơtron.

Chọn đáp án D

Bài 30: Chọn phát biểu đúng khi nói về hạt nhân:

A. Bán kính hạt nhân tỉ lệ với số nuclôn.

B. Tính chất hóa học phụ thuộc vào số khối.

C. Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron.

D. Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số prôtôn.

- Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số prôtôn.

Chọn đáp án D