1. Lực hạt nhân có tên gọi khác là gì?
Câu hỏi: Lực hạt nhân còn được biết đến với tên gọi nào?
A. Lực hấp dẫn
B. Lực tương tác mạnh
C. Lực tĩnh điện
D. Lực tương tác điện từ
Chọn đáp án B
Lực hạt nhân, còn được biết đến là lực tương tác mạnh, là lực giữ các nuclon trong hạt nhân với nhau, hoạt động trong phạm vi bán kính của hạt nhân.
2. Các lý thuyết liên quan đến lực hạt nhân
Hạt nhân và năng lượng liên kết
Lực hạt nhân
- Lực hạt nhân, hay còn gọi là lực tương tác mạnh, là loại lực điều phối sự tương tác giữa các nuclon bên trong hạt nhân.
- Lực hạt nhân có bản chất khác biệt hoàn toàn so với các lực khác như lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện.
- Lực hạt nhân chỉ có tác dụng trong phạm vi kích thước của hạt nhân.
Độ hụt khối của hạt nhân
- Độ hụt khối của hạt nhân là sự khác biệt giữa khối lượng của hạt nhân và tổng khối lượng của các nuclon cấu thành nó. Độ hụt khối được ký hiệu là Am.
- Công thức tính độ hụt khối
pnx+ mx đại diện cho khối lượng của hạt nhân
+ Zmp là khối lượng của Z proton
+ (A - Z)mn biểu thị khối lượng của N neutron
Hạt nhân - năng lượng liên kết
- Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng giải phóng khi một hạt nhân được hình thành. Đây cũng là năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclon riêng biệt.
- Năng lượng liên kết của hạt nhân được ký hiệu là Wlk
- Công thức để tính toán là:
lkhaipnxhaiNăng lượng liên kết hạt nhân
- Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là năng lượng của một núclôn. Càng nhiều năng lượng liên kết thì hạt nhân càng ổn định.
- Công thức tính toán:
Wlk = Wlk/A
Phản ứng hạt nhân
Khái niệm và đặc điểm
- Bất kỳ quá trình nào thay đổi cấu trúc hạt nhân đều được gọi là phản ứng hạt nhân.
- Phản ứng hạt nhân được chia thành 2 loại:
+ Phản ứng tự phát: Xảy ra ở các hạt nhân không ổn định, tự phân hủy thành các hạt nhân khác (như hiện tượng phóng xạ)
+ Phản ứng kích thích: Xảy ra khi các hạt nhân tương tác và hình thành các hạt nhân mới (như phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch)
Phản ứng hạt nhân: Các định luật bảo toàn
- Định luật bảo toàn nucleon (số khối A):
A1 + A2 = A3 + A4
- Định lý bảo toàn điện tích (số nguyên tử Z):
Z
- Định lý bảo toàn động lượng:
- Định lý bảo toàn năng lượng tổng hợp: Wtr = W8,
- Chú ý:
+ Năng lượng toàn phần của hạt nhân: W = Eo + K = mc2
+ Động năng: K = W - Eo = (m - mo)c2
- Định lý bảo toàn năng lượng có thể được diễn đạt như sau:
Wd1 + Wd2 + m1.c2 + m2.c2 = Wd3 + Wd4 + M3.c2 + M4.c2
+ Động năng và động lượng có mối quan hệ chặt chẽ:
p2 = 2mWđ = 2mK, hoặc K = Wđ = p2/2m
Năng lượng trong quá trình phản ứng hạt nhân
- Sau khi phản ứng hạt nhân xảy ra, năng lượng được giải phóng là năng lượng cần thiết để thực hiện phản ứng này.
- Phản ứng hạt nhân có thể giải phóng năng lượng khi W > 0 hoặc hấp thụ năng lượng khi W < 0
W = (Mtr - ms).c2
- Khối lượng trước và sau khi phản ứng:
mtr = m1 + m2 và ms = m3 + M4
3. Bài tập ứng dụng về lực hạt nhân
Câu 1: Chọn phát biểu không chính xác về hạt nhân nguyên tử:
A. Tất cả các hạt nhân nguyên tử đều bao gồm cả proton và nơtron.
B. Hai nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có số lượng nơtron hoàn toàn khác biệt.
C. Hai nguyên tử với số lượng nơtron khác nhau là hai đồng vị của cùng một nguyên tố.
D. Hai nguyên tử có điện tích hạt nhân khác nhau thuộc về hai nguyên tố khác nhau.
Câu 2: 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
A. Số proton là Z
B. Số nơtron là (A – Z)
C. Điện tích của hạt nhân là Ze
A. 206 nuclôn
B. Điện tích là 1,312.10-18 C
C. 124 nơtron
D. 82 proton
E. Số nơtron là Z
Câu 5: 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
Câu 6: Các phản ứng hạt nhân không tuân theo định lý:
A. Định lý bảo toàn năng lượng
B. Định lý bảo toàn động lượng
C. Định lý bảo toàn động năng
D. Định lý bảo toàn số khối
Câu 7: Phát biểu nào sau đây là không chính xác khi nói về lực hạt nhân?
A. Lực hạt nhân mạnh hơn lực tương tác tĩnh điện giữa các proton.
B. Lực hạt nhân có tác dụng rất mạnh trong phạm vi của hạt nhân.
C. Lực hạt nhân có thể là lực hút hoặc đẩy tùy thuộc vào khoảng cách giữa các nuclôn.
D. Lực hạt nhân không có tác dụng khi các nuclôn cách xa nhau hơn kích thước của hạt nhân.
A. ít hơn 4 electron
B. ít hơn 6 neutron
C. ít hơn 10 proton
D. ít hơn 4 hạt nhân
A. heli
B. triti
C. hiđro thông thường
D. đơteri
Câu 10: Có 128 neutron trong đồng vị 210Pb, vậy đồng vị 206Pb có bao nhiêu neutron?
A. 122
B. 124
C. 126
D. 130
Câu 11: Đơn vị đo khối lượng trong vật lý hạt nhân là gì?
A. kg
B. Đơn vị khối lượng nguyên tử (u)
C. Đơn vị eV/c² hoặc MeV/c²
D. Các câu A, B, C đều đúng.
Câu 12: Hãy chọn câu đúng.
A. Trong ion đơn nguyên tử, số proton bằng số electron.
B. Trong hạt nhân, số proton không nhất thiết phải bằng số neutron.
C. Lực hạt nhân có bán kính tác dụng nhỏ hơn bán kính nguyên tử.
D. Trong hạt nhân, số proton có thể bằng hoặc khác số neutron.
Câu 13: Chọn câu đúng liên quan đến hạt nhân nguyên tử.
A. Khối lượng của hạt nhân thường được coi là khối lượng nguyên tử.
B. Bán kính của hạt nhân không giống như bán kính của nguyên tử.
C. Hạt nhân nguyên tử chỉ chứa proton và neutron, không có electron.
D. Lực tĩnh điện giữ các nucleon trong hạt nhân lại với nhau
Câu 14: Điền vào chỗ trống trong câu sau: “Một phản ứng hạt nhân giải phóng năng lượng khi khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng … khối lượng của các hạt nhân sinh ra sau phản ứng”
A. nhỏ hơn
B. bằng (để bảo toàn năng lượng)
C. lớn hơn
D. có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn
Câu 15: Hạt nhân nào có độ hụt khối lớn hơn thì:
A. dễ bị phá vỡ hơn
B. có năng lượng liên kết lớn
C. có năng lượng liên kết nhỏ
D. càng ổn định hơn
Câu 16: Phản ứng hạt nhân là gì?
A. Biến đổi hạt nhân kèm theo sự giải phóng nhiệt.
B. Tương tác giữa hai hạt nhân (hoặc tự hạt nhân) dẫn đến việc chúng chuyển thành hai hạt nhân khác.
C. Kết hợp hai hạt nhân nhẹ để tạo thành một hạt nhân nặng hơn.
D. Sự phân rã của hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn và ổn định hơn.
Câu 17: Lực hạt nhân là gì?
A. Lực liên kết giữa các nucleon.
B. Lực tĩnh điện.
C. Lực liên kết giữa các neutron.
D. Lực liên kết giữa các proton.
Câu 18: Hãy chọn câu đúng:
A. Khối lượng của nguyên tử bằng tổng khối lượng của các nucleon.
B. Trong hạt nhân, số proton không nhất thiết phải bằng số neutron.
C. Khối lượng của proton lớn hơn khối lượng của neutron.
D. Hạt nhân càng ổn định khi độ hụt khối của nó càng cao.
Câu 19: Trong phản ứng hạt nhân, proton:
A. có thể chuyển đổi thành neutron và ngược lại.
B. có thể biến đổi thành nucleon và ngược lại.
C. được bảo toàn trong phản ứng.
D. Cả A và C đều chính xác
Câu 20: Phát biểu nào dưới đây là không đúng về lực hạt nhân?
A. Lực hạt nhân là loại lực mạnh nhất trong số các lực đã được biết đến hiện nay.
B. Lực hạt nhân chỉ có hiệu lực khi khoảng cách giữa hai nuclôn bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân.
C. Lực hạt nhân thực chất là lực điện, vì trong hạt nhân, các prôtôn mang điện tích dương.
D. Lực hạt nhân chỉ hoạt động bên trong hạt nhân