Đọc đoạn văn bản sau và sử dụng đồ thị để trả lời các câu hỏi sau: Hạt

Đọc đoạn văn bản sau và sử dụng đồ thị để trả lời các câu hỏi sau:

Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn (bao gồm prôtôn và nơtrôn) liên kết chặt chẽ với nhau nhờ lực hạt nhân. Để phá vỡ một hạt nhân thành các nuclôn riêng rẽ, ta cần cung cấp cho nó một mức năng lượng tối thiểu từ bên ngoài. Năng lượng này có giá trị đúng bằng năng lượng liên kết hạt nhân (kí hiệu là $\Delta W$).

Theo hệ thức Einstein về mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng, năng lượng liên kết hạt nhân được tính thông qua độ hụt khối $\Delta m$ của hạt nhân theo công thức: $\Delta W = \Delta m \cdot c^{2}$. Trong đó, độ hụt khối của một hạt nhân có $Z$ prôtôn và số khối $A$ được xác định bởi: $\Delta m = \lbrack Z \cdot m_{p} + (A - Z) \cdot m_{n}\rbrack - M_{hn}$ (với $m_{p},m_{n},M_{hn}$ lần lượt là khối lượng nghỉ của prôtôn, nơtrôn và hạt nhân). Khi tính toán thực tế trong vật lý hạt nhân, người ta thường dùng đơn vị khối lượng nguyên tử ($u$), với hệ số chuyển đổi: $1u \approx 931,5\text{MeV}/c^{2}$, và $1\text{MeV} = 1,6 \cdot 10^{- 13}\text{J}$.

Năng lượng liên kết $\Delta W$ càng lớn thì lực liên kết tổng cộng giữa các nuclôn càng mạnh. Tuy nhiên, đại lượng này phụ thuộc vào số lượng nuclôn trong hạt nhân. Do đó, để so sánh tính bền vững giữa các hạt nhân khác nhau một cách chính xác, người ta sử dụng năng lượng liên kết riêng (kí hiệu là $\varepsilon$). Đây là năng lượng liên kết tính trung bình cho một nuclôn: $\varepsilon = \dfrac{\Delta W}{A}$.

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

Hình bên dưới là đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự phụ thuộc của năng lượng liên kết riêng (tính theo đơn vị $10^{- 13}\text{J/nuclôn}$) vào số khối $A$ của hạt nhân.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Thông hiểu

Dựa vào bài đọc, công thức nào sau đây thể hiện đúng nhất cách tính năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân?

A. $\varepsilon = \Delta m \cdot A \cdot c^{2}$.

B. $\varepsilon = \dfrac{\Delta m \cdot c^{2}}{A}$.

C. $\varepsilon = \dfrac{A}{\Delta m \cdot c^{2}}$.

D. $\varepsilon = \dfrac{\Delta m}{A}$.

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:987685

Phương pháp giải

Đọc kỹ thông tin trong đoạn ngữ liệu để tìm công thức tính năng lượng liên kết riêng.

Giải chi tiết

Năng lượng liên kết hạt nhân được tính theo công thức: $\Delta W = \Delta m \cdot c^{2}$.

Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính trung bình cho một nuclôn: $\varepsilon = \dfrac{\Delta W}{A}$.

Thay $\Delta W$ vào công thức của $\varepsilon$, ta được: $\varepsilon = \dfrac{\Delta m \cdot c^{2}}{A}$.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 2:

Thông hiểu

Đánh giá tính Đúng/Sai của các phát biểu sau đây khi nói về tính bền vững và năng lượng của hạt nhân:

	Đúng	Sai
a) Năng lượng liên kết hạt nhân là đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của một hạt nhân.
b) Năng lượng liên kết riêng có giá trị bằng thương số giữa năng lượng liên kết tổng cộng và số khối của hạt nhân.
c) Độ hụt khối của hạt nhân càng lớn thì năng lượng liên kết hạt nhân càng lớn.
d) Dựa vào đồ thị, hạt nhân ${}_{92}^{238}\text{U}$ bền vững hơn hạt nhân ${}_{26}^{56}\text{Fe}$.

Đáp án đúng là: S; Đ; Đ; S

Xem lời giải

Câu hỏi:987686

Phương pháp giải

Sử dụng kiến thức từ đoạn ngữ liệu và khả năng đọc hiểu đồ thị để đánh giá tính đúng sai của từng phát biểu.

Giải chi tiết

Phát biểu a: Sai. Ngữ liệu đã nêu rõ: "...nếu dùng năng lượng liên kết hạt nhân để so sánh sự bền vững thì không hoàn toàn chính xác... Vì vậy, để so sánh độ bền vững giữa các hạt nhân, cần so sánh năng lượng liên kết trung bình cho một nuclôn, được gọi là năng lượng liên kết riêng". Năng lượng liên kết riêng mới là đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.

Phát biểu b: Đúng. Ngữ liệu định nghĩa: Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân, kí hiệu là $\varepsilon$, có giá trị bằng tỷ số giữa năng lượng liên kết và tổng số nuclôn của hạt nhân ($\varepsilon = \dfrac{\Delta W}{A}$).

Phát biểu c: Đúng. Theo công thức $\Delta W = \Delta m \cdot c^{2}$, năng lượng liên kết tỉ lệ thuận với độ hụt khối $\Delta m$. Do đó, hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết càng lớn.

Phát biểu d: Sai. Theo đồ thị, năng lượng liên kết riêng của ${}_{26}^{56}\text{Fe}$ lớn hơn năng lượng liên kết riêng của ${}_{92}^{238}\text{U}$. Vì năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững nên ${}_{26}^{56}\text{Fe}$ bền vững hơn ${}_{92}^{238}\text{U}$.

Đáp án cần chọn là: S; Đ; Đ; S

Câu hỏi số 3:

Thông hiểu

20 200 $50 < A < 80$ $A > 200$

Dựa vào thông tin từ đồ thị và kiến thức đã cho, hãy kéo thả các khoảng giá trị/thông số thích hợp vào chỗ trống để hoàn thành nhận định sau: Thực nghiệm cho thấy những hạt nhân có số khối lớn hơn hoặc số khối nhỏ hơn thì kém bền vững, trong khi đó những hạt nhân có số khối nằm trong khoảng thì rất bền

Đáp án đúng là: 200; 20; $50 < A < 80$

Xem lời giải

Câu hỏi:987683

Phương pháp giải

Quan sát đồ thị để xác định các khoảng số khối $A$ tương ứng với mức độ bền vững của hạt nhân. Hạt nhân bền vững khi có năng lượng liên kết riêng lớn.

Giải chi tiết

Nhìn vào đồ thị, ta thấy đường cong năng lượng liên kết riêng đạt giá trị lớn nhất ở vùng số khối trung bình ($50 < A < 80$), đỉnh đồ thị nằm ở khu vực hạt nhân $^{56}_{26}\text{Fe}$. Các hạt nhân ở vùng này rất bền vững. Với các hạt nhân có số khối lớn hơn (khoảng $A > 200$) hoặc nhỏ hơn (khoảng $A < 20$), giá trị năng lượng liên kết riêng giảm xuống, cho thấy chúng kém bền vững hơn.

Đáp án cần chọn là: 200; 20; $50 < A < 80$

Câu hỏi số 4:

Vận dụng

Dựa vào đồ thị năng lượng liên kết riêng, hãy sắp xếp các hạt nhân sau theo thứ tự tăng dần về độ bền vững: ${}_{1}^{2}\text{H},_{92}^{238}\text{U},_{8}^{16}\text{O},_{26}^{56}\text{Fe}$.

A. ${}_{1}^{2}\text{H},_{8}^{16}\text{O},_{92}^{238}\text{U},_{26}^{56}\text{Fe}$

B. ${}_{1}^{2}\text{H},_{92}^{238}\text{U},_{8}^{16}\text{O},_{26}^{56}\text{Fe}$

C. ${}_{26}^{56}\text{Fe},_{8}^{16}\text{O},_{92}^{238}\text{U},_{1}^{2}\text{H}$

D. ${}_{92}^{238}\text{U},_{1}^{2}\text{H},_{8}^{16}\text{O},_{26}^{56}\text{Fe}$

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:987687

Phương pháp giải

Đọc giá trị năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân trên đồ thị và so sánh. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.

Giải chi tiết

Dựa vào đồ thị, ta ước lượng giá trị năng lượng liên kết riêng (trục tung) tương ứng với từng hạt nhân (trục hoành):

${}_{1}^{2}\text{H}$: $\approx 1,8 \cdot 10^{- 13}$ J/nuclôn (nhỏ nhất)

${}_{92}^{238}\text{U}$: $\approx 12,0 \cdot 10^{- 13}$ J/nuclôn

${}_{8}^{16}\text{O}$: $\approx 12,8 \cdot 10^{- 13}$ J/nuclôn

${}_{26}^{56}\text{Fe}$: $\approx 14,0 \cdot 10^{- 13}$ J/nuclôn (lớn nhất)

Sắp xếp theo thứ tự tăng dần năng lượng liên kết riêng (tương đương với tăng dần độ bền vững), ta được: ${}_{1}^{2}\text{H},_{92}^{238}\text{U},_{8}^{16}\text{O},_{26}^{56}\text{Fe}$.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 5:

Vận dụng

Dựa vào đồ thị đã cho, hãy tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Sắt (${}_{26}^{56}\text{Fe}$) theo đơn vị MeV/nuclôn (làm tròn đến 2 chữ số thập phân sau dấu phẩy).

Đáp án:

Đáp án đúng là: 8,75

Xem lời giải

Câu hỏi:987688

Phương pháp giải

Đọc giá trị năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ${}_{26}^{56}\text{Fe}$ từ đồ thị (theo đơn vị J/nuclôn) và sử dụng hệ số quy đổi đã cho để chuyển đổi sang đơn vị MeV/nuclôn.

Giải chi tiết

Từ đồ thị, hạt nhân ${}_{26}^{56}\text{Fe}$ (chấm đỏ) có năng lượng liên kết riêng là: $\varepsilon \approx 14 \cdot 10^{- 13}\text{J/nuclôn}$.

Theo thông tin từ ngữ liệu: $1\text{MeV} = 1,6.10^{- 13}\text{J}$.

Đổi đơn vị của $\varepsilon$ từ J/nuclôn sang MeV/nuclôn:

$\varepsilon = \dfrac{14 \cdot 10^{- 13}}{1,6 \cdot 10^{- 13}} = 8,75\text{MeV/nuclôn}$

Đáp án cần điền là: 8,75

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòng- Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.