Câu 1: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. luôn nhỏ hơn

Giải thích:

Lời giải: Nhận định đúng là: “Khối lượng của một hạt nhân bất kì luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nucleon riêng lẽ cấu tạo thành hạt nhân đó". Điều này là do năng lượng liên kết giữa các nucleon trong hạt nhân, được biểu diễn qua độ hụt khối theo công thức Einstein: $\Delta E = \Delta m c^2$, trong đó $\Delta m$ là độ hụt khối, bằng tổng khối lượng các nucleon trừ đi khối lượng hạt nhân. Vì năng lượng liên kết $\Delta E > 0$ nên $\Delta m > 0$. Do đó, khối lượng hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng các nucleon tạo thành nó. Vậy đáp án đúng là C.

---

Câu 2: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. càng lớn thì hạt nhân càng bên vững.

Giải thích:

Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính trên một nucleon. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Vậy đáp án đúng là: A. càng lớn thì hạt nhân càng bên vững.

---

Câu 3: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. năng lượng liên kết càng lớn.

Giải thích:

Độ hụt khối của hạt nhân là sự chênh lệch giữa tổng khối lượng của các nucleon (proton và neutron) cấu tạo nên hạt nhân và khối lượng của hạt nhân đó. Độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết (năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nucleon riêng lẻ) càng lớn. Năng lượng liên kết được tính theo công thức: $E_{lk} = \Delta m . c^2$ Trong đó: - $\Delta m$: độ hụt khối - $c$: tốc độ ánh sáng trong chân không Vậy, hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có năng lượng liên kết càng lớn.

---

Câu 4: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. Năng lượng liên kết riêng.

Giải thích:

Độ bền vững của một hạt nhân được đặc trưng bởi năng lượng liên kết riêng của nó. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững. A. Số neutron: Số neutron ảnh hưởng đến tính chất của hạt nhân nhưng không trực tiếp đặc trưng cho độ bền vững. B. Năng lượng liên kết riêng: Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính trên một nucleon. Đây là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân. C. Số hạt proton: Số proton (số hiệu nguyên tử) xác định nguyên tố hóa học, không trực tiếp đặc trưng cho độ bền vững. D. Năng lượng liên kết: Năng lượng liên kết cho biết năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nucleon riêng lẻ, nhưng để so sánh độ bền vững giữa các hạt nhân khác nhau, ta cần xét năng lượng liên kết trên một nucleon (năng lượng liên kết riêng). Do đó, đáp án đúng là B. Năng lượng liên kết riêng.

---

Câu 5: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: A. Lực hạt nhân có bản chất là lực hấp dẫn vì nó giúp kết nối các nucleon lại với nhau.

Giải thích:

Lời giải: Lực hạt nhân là lực tương tác mạnh giữa các nucleon (proton và neutron) trong hạt nhân, có các đặc điểm sau: Bản chất: Lực tương tác mạnh, không phải lực hấp dẫn. Cường độ: Lớn hơn nhiều so với lực tĩnh điện. * Phạm vi: Tác dụng trong phạm vi rất ngắn, cỡ kích thước hạt nhân (khoảng $10^{-15}$ m). Vậy, nhận định "Lực hạt nhân có bản chất là lực hấp dẫn vì nó giúp kết nối các nucleon lại với nhau" là sai.

---

Câu 6: (0.5 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D. 28,70 MeV

Giải thích:

Độ hụt khối của hạt $\alpha$ là $\Delta m = 0,0308 \, \text{amu}$. Năng lượng liên kết của hạt $\alpha$ được tính theo công thức: $E_{lk} = \Delta m \cdot c^2$ Trong đó, $c^2 = 931,5 \, \text{MeV/amu}$. Thay số vào, ta được: $E_{lk} = 0,0308 \cdot 931,5 \, \text{MeV} \approx 28,70 \, \text{MeV}$ Vậy, năng lượng liên kết của hạt $\alpha$ là 28,70 MeV.

---

Câu 7: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. Tên gọi phản ứng nhiệt hạch là do nó toả ra năng lượng nhiệt rất lớn, làm nóng môi trường xung quanh lên.

Giải thích:

Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tổng hợp hạt nhân, trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ kết hợp thành một hạt nhân nặng hơn. Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ rất cao (hàng triệu độ Celsius) để vượt qua lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt nhân. Phản ứng tỏa năng lượng rất lớn. Phát biểu sai là: "Tên gọi phản ứng nhiệt hạch là do nó toả ra năng lượng nhiệt rất lớn, làm nóng môi trường xung quanh lên." Tên gọi "nhiệt hạch" xuất phát từ việc phản ứng này cần nhiệt độ cực cao để xảy ra, chứ không phải vì nó làm nóng môi trường xung quanh.

---

Câu 8: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. 7,20 MeV/nucleon.

Giải thích:

Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng năng lượng liên kết của hạt nhân đó chia cho số nucleon (số khối) của hạt nhân. Trong trường hợp này, hạt nhân helium ($He$) có năng lượng liên kết là 28,8 MeV và số khối là 4 (2 proton và 2 neutron). Vậy, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân helium là: $\epsilon = \frac{E_{lk}}{A} = \frac{28.8 \text{ MeV}}{4} = 7.2 \text{ MeV/nucleon}$ Vậy đáp án đúng là A.

---

Câu 9: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. , , . 

Giải thích:

Để xác định độ bền vững của hạt nhân, ta cần tính năng lượng liên kết riêng của mỗi hạt nhân. Năng lượng liên kết riêng được tính bằng năng lượng liên kết chia cho số khối. 1. Tính năng lượng liên kết riêng cho từng hạt nhân: Hạt nhân thứ nhất: Năng lượng liên kết riêng $W_{lkr1} = \frac{92,16}{28} \approx 3,29$ MeV/nuclon Hạt nhân thứ hai: Năng lượng liên kết riêng $W_{lkr2} = \frac{127,6}{42} \approx 3,04$ MeV/nuclon * Hạt nhân thứ ba: Năng lượng liên kết riêng $W_{lkr3} = \frac{28,3}{14} \approx 2,02$ MeV/nuclon 2. So sánh năng lượng liên kết riêng: Ta có: $W_{lkr1} > W_{lkr2} > W_{lkr3}$ 3. Kết luận: Độ bền vững của hạt nhân tỉ lệ thuận với năng lượng liên kết riêng. Do đó, thứ tự giảm dần về độ bền vững của các hạt nhân là: $\dfrac{A}{Z} ;\dfrac{B}{Y};\dfrac{C}{X}$. Vậy đáp án đúng là B.

---

Câu 10: (0.5 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. 16,995 amu.

Giải thích:

Gọi $Z$ là số proton, $N$ là số neutron, $A$ là số khối. Ta có: $Z = 8$ $N = 9$ * $A = Z + N = 8 + 9 = 17$ Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là $\epsilon = 7,75 \text{ MeV/nucleon}$. Năng lượng liên kết của hạt nhân là: $E_{lk} = \epsilon \times A = 7,75 \times 17 = 131,75 \text{ MeV}$. Độ hụt khối của hạt nhân là: $\Delta m = Zm_p + Nm_n - m_{nucleus}$, với $m_p = 1,0073 \text{ amu}$, $m_n = 1,0087 \text{ amu}$. Ta có công thức: $E_{lk} = \Delta m \times c^2$. Nếu $\Delta m$ đo bằng amu và $E_{lk}$ đo bằng MeV, ta có thể sử dụng hệ thức $1 \text{ amu} \times c^2 = 931,5 \text{ MeV}$. Từ đó, $\Delta m = \frac{E_{lk}}{931,5} = \frac{131,75}{931,5} \approx 0,1414 \text{ amu}$. Ta có: $\Delta m = Zm_p + Nm_n - m_{nucleus} \Rightarrow m_{nucleus} = Zm_p + Nm_n - \Delta m$. $m_{nucleus} = 8 \times 1,0073 + 9 \times 1,0087 - 0,1414 = 8,0584 + 9,0783 - 0,1414 = 17,1367 - 0,1414 = 16,9953 \text{ amu}$. Vậy khối lượng của hạt nhân đó là khoảng $16,995 \text{ amu}$.

---

Câu 11: (0.5 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: C. , , , .

Giải thích:

Để sắp xếp các hạt nhân theo mức độ bền vững tăng dần, ta cần tính năng lượng liên kết riêng của từng hạt nhân. Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Năng lượng liên kết riêng được tính theo công thức: $w = \frac{E_{lk}}{A} = \frac{(Zm_p + Nm_n - m_X)c^2}{A}$ Trong đó: - $E_{lk}$ là năng lượng liên kết của hạt nhân. - $A$ là số khối của hạt nhân. - $Z$ là số proton. - $N$ là số neutron. - $m_p$ là khối lượng proton. - $m_n$ là khối lượng neutron. - $m_X$ là khối lượng hạt nhân X. Vì $c^2$ là hằng số, ta có thể bỏ qua và tính trực tiếp năng lượng liên kết theo đơn vị amu. Ta có: $1 \, \text{amu} \cdot c^2 \approx 931.5 \, \text{MeV}$. Khi đó công thức trở thành: $w = \frac{(Zm_p + Nm_n - m_X)}{A} \cdot 931.5 \, \text{MeV}$ Tuy nhiên, để so sánh tương đối, ta chỉ cần tính $\frac{E_{lk}}{A}$ theo đơn vị amu. Ta có: - $m_p = 1.007276 \, \text{amu}$ - $m_n = 1.008665 \, \text{amu}$ 1. Tính năng lượng liên kết riêng của $\text{U}^{238}_{92}$: - $Z = 92$ - $N = 238 - 92 = 146$ - $m_U = 238.050788 \, \text{amu}$ - $w_U = \frac{92 \times 1.007276 + 146 \times 1.008665 - 238.050788}{238} = \frac{93.669392 + 147.26519 - 238.050788}{238} = \frac{2.883794}{238} \approx 0.012117 \, \text{amu}$ 2. Tính năng lượng liên kết riêng của $\text{U}^{235}_{92}$: - $Z = 92$ - $N = 235 - 92 = 143$ - $m_U = 234.993422 \, \text{amu}$ - $w_U = \frac{92 \times 1.007276 + 143 \times 1.008665 - 234.993422}{235} = \frac{93.669392 + 144.239095 - 234.993422}{235} = \frac{2.915065}{235} \approx 0.012404 \, \text{amu}$ 3. Tính năng lượng liên kết riêng của $\text{Na}^{23}_{11}$: - $Z = 11$ - $N = 23 - 11 = 12$ - $m_{Na} = 22.983730 \, \text{amu}$ - $w_{Na} = \frac{11 \times 1.007276 + 12 \times 1.008665 - 22.983730}{23} = \frac{11.080036 + 12.10398 - 22.983730}{23} = \frac{0.299}{23} \approx 0.00862 \, \text{amu}$ 4. Tính năng lượng liên kết riêng của $\text{Au}^{197}_{79}$: - $Z = 79$ - $N = 197 - 79 = 118$ - $m_{Au} = 196.966552 \, \text{amu}$ - $w_{Au} = \frac{79 \times 1.007276 + 118 \times 1.008665 - 196.966552}{197} = \frac{79.574804 + 118.02247 - 196.966552}{197} = \frac{0.630722}{197} \approx 0.0032 \, \text{amu}$ Sắp xếp theo thứ tự tăng dần độ bền vững: $\text{Au}^{197}_{79} < \text{Na}^{23}_{11} < \text{U}^{238}_{92} < \text{U}^{235}_{92}$ Vậy đáp án đúng là: C. $\text{Au}^{197}_{79}, \text{Na}^{23}_{11}, \text{U}^{238}_{92}, \text{U}^{235}_{92}$.

---

Câu 12: (0.5 điểm) (THÔNG HIỂU - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. có năng lượng liên kết càng lớn.

Giải thích:

Độ hụt khối $\Delta m$ của một hạt nhân được định nghĩa là hiệu giữa tổng khối lượng của các nucleon (proton và neutron) tạo thành hạt nhân và khối lượng của hạt nhân đó. Năng lượng liên kết $E_{lk}$ của một hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân đó thành các nucleon riêng biệt. Năng lượng liên kết được tính theo công thức: $E_{lk} = \Delta m \cdot c^2$, trong đó $c$ là tốc độ ánh sáng trong chân không. Từ công thức trên, ta thấy năng lượng liên kết tỉ lệ thuận với độ hụt khối. Do đó, một hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết của hạt nhân đó càng lớn. Vậy đáp án đúng là A. có năng lượng liên kết càng lớn.

---

Câu 13: (0.5 điểm) (VẬN DỤNG - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. Năng lượng liên kết của lớn hơn năng lượng liên kết của . 

Giải thích:

Để giải quyết bài toán này, ta cần thực hiện các bước sau: 1. Tính độ hụt khối của từng hạt nhân. 2. Tính năng lượng liên kết của từng hạt nhân. 3. Tính năng lượng liên kết riêng của từng hạt nhân. 4. So sánh các giá trị và đưa ra nhận xét. 1. Tính độ hụt khối: Hạt nhân Triti ($^3_1T$): Số proton: $Z = 1$ Số neutron: $N = A - Z = 3 - 1 = 2$ Độ hụt khối: $\Delta m_T = Zm_p + Nm_n - m_T = 1 \cdot 1.007276 + 2 \cdot 1.008665 - 3.016049 = 0.009 \text{ amu}$ Hạt nhân Americium ($^{244}_{95}Am$): Số proton: $Z = 95$ Số neutron: $N = A - Z = 244 - 95 = 149$ Độ hụt khối: $\Delta m_{Am} = Zm_p + Nm_n - m_{Am} = 95 \cdot 1.007276 + 149 \cdot 1.008665 - 244.064279 = 1.960734 \text{ amu}$ 2. Tính năng lượng liên kết: Sử dụng công thức $E_{lk} = \Delta m \cdot c^2$, trong đó $c^2 \approx 931.5 \text{ MeV/amu}$ Hạt nhân Triti ($^3_1T$): $E_{lkT} = \Delta m_T \cdot c^2 = 0.009 \cdot 931.5 = 8.3835 \text{ MeV}$ Hạt nhân Americium ($^{244}_{95}Am$): $E_{lkAm} = \Delta m_{Am} \cdot c^2 = 1.960734 \cdot 931.5 = 1826.36 \text{ MeV}$ 3. Tính năng lượng liên kết riêng: Năng lượng liên kết riêng được tính bằng năng lượng liên kết chia cho số khối $A$. Hạt nhân Triti ($^3_1T$): $E_{lkrT} = \frac{E_{lkT}}{A} = \frac{8.3835}{3} = 2.7945 \text{ MeV/nuclon}$ Hạt nhân Americium ($^{244}_{95}Am$): $E_{lkrAm} = \frac{E_{lkAm}}{A} = \frac{1826.36}{244} = 7.485 \text{ MeV/nuclon}$ 4. So sánh và đưa ra nhận xét: Độ hụt khối của hai hạt nhân khác nhau: $\Delta m_T \neq \Delta m_{Am}$, nên đáp án A sai. Năng lượng liên kết của Americium lớn hơn Triti: $E_{lkAm} > E_{lkT}$, nên đáp án B đúng. Năng lượng liên kết riêng của Americium lớn hơn Triti: $E_{lkrAm} > E_{lkrT}$, nên đáp án C sai. Mức độ bền vững được đánh giá thông qua năng lượng liên kết riêng, và Americium bền vững hơn Triti, nên đáp án D sai. Vậy, đáp án đúng là B.

---

Câu 14: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: B. được xác định bằng biểu thức ∆m = [Zm_P + (A - Z)m_n] - m_x.

Giải thích:

Độ hụt khối của một hạt nhân X được định nghĩa là hiệu giữa tổng khối lượng của các nucleon tạo thành hạt nhân và khối lượng của hạt nhân đó. Công thức tính độ hụt khối là: $\Delta m = Zm_p + (A - Z)m_n - m_X$ Trong đó: $\Delta m$: Độ hụt khối $Z$: Số proton $m_p$: Khối lượng proton $A$: Số khối $m_n$: Khối lượng neutron $m_X$: Khối lượng hạt nhân X Vậy đáp án đúng là: B. được xác định bằng biểu thức ∆m = [Zm_P + (A - Z)m_n] - m_x.

---

Câu 15: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: C. năng lượng cần thiết để tách rời tất cả các nucleon trong hạt nhân.

Giải thích:

Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách hạt nhân thành các nucleon riêng biệt. Đáp án C diễn tả đúng định nghĩa này.

---

Câu 16: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: C. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.

Giải thích:

Phát biểu đúng là: "Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững." Giải thích: Năng lượng liên kết: Là năng lượng tỏa ra khi các nuclon (proton và neutron) liên kết với nhau để tạo thành hạt nhân. Nó cũng là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng lẻ. Năng lượng liên kết riêng: Là năng lượng liên kết tính trên một nuclon. Nó được tính bằng công thức: $E_{lk riêng} = \frac{E_{lk}}{A}$ trong đó: $E_{lk}$ là năng lượng liên kết của hạt nhân. $A$ là số khối của hạt nhân (tổng số proton và neutron). Độ bền vững của hạt nhân: Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Điều này có nghĩa là cần nhiều năng lượng hơn để phá vỡ hạt nhân đó thành các nuclon riêng lẻ. Phân tích các đáp án: A. Hạt nhân có số khối càng lớn thì càng bền vững: Sai. Các hạt nhân có số khối quá lớn thường không bền vững và có thể phân rã phóng xạ. B. Hạt nhân nào có năng lượng liên kết lớn hơn thì bền vững hơn: Sai. Năng lượng liên kết lớn hơn không đảm bảo hạt nhân bền vững hơn, mà cần xem xét năng lượng liên kết trên mỗi nuclon (năng lượng liên kết riêng). C. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững: Đúng. Như đã giải thích ở trên. * D. Trong các hạt nhân đồng vị, hạt nhân nào có số khối càng lớn càng kém bền vững: Chưa chắc chắn. Tính bền vững của các đồng vị phụ thuộc vào tỷ lệ neutron/proton và các yếu tố khác, không chỉ số khối.

---

Câu 17: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: C. lớn nhất đối với các hạt nhân trung bình.

Giải thích:

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân đó. Thực nghiệm cho thấy, năng lượng liên kết riêng lớn nhất đối với các hạt nhân trung bình (số khối A vào khoảng 50 đến 80).

---

Câu 18: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: D. Một hạt nhân có số khối A thì khối lượng của nó luôn lớn hơn A(amu).

Giải thích:

A. Hệ thức Einstein về mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng là $E = mc^2$. Đây là một phát biểu đúng và là một trong những công thức quan trọng nhất của vật lý hiện đại. B. Khối lượng nghỉ là khối lượng của một vật khi ở trạng thái nghỉ. Đây cũng là một định nghĩa chính xác về khối lượng nghỉ. C. Khối lượng của một nguyên tử có giá trị gần bằng khối lượng của hạt nhân nguyên tử đó. Phát biểu này đúng vì khối lượng của electron rất nhỏ so với khối lượng của proton và neutron trong hạt nhân. D. Một hạt nhân có số khối A thì khối lượng của nó luôn lớn hơn A(amu). Đây là một phát biểu sai. Thực tế, khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nucleon (proton và neutron) tạo thành nó. Sự chênh lệch này được gọi là độ hụt khối ($\Delta m$) và liên quan đến năng lượng liên kết của hạt nhân theo công thức $\Delta E = \Delta m c^2$. Do đó, phát biểu D là sai.

---

Câu 19: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm một lựa chọn)

Đáp án đúng: A. ∆m = (Zm_p + Nm_n) - m.

Giải thích:

Độ hụt khối của hạt nhân X được tính bằng công thức: $\Delta m = Zm_p + Nm_n - m$ Trong đó: $\Delta m$: độ hụt khối $Z$: số proton $m_p$: khối lượng proton $N$: số neutron $m_n$: khối lượng neutron $m$: khối lượng hạt nhân Vậy đáp án đúng là: A. $\Delta m = (Zm_p + Nm_n) - m$

---

Câu 20: (0.5 điểm) (NHẬN BIẾT - Trắc nghiệm phức hợp)

Đáp án đúng: D. thương số giữa năng lượng liên kết của hạt nhân với số nucleon của hạt nhân ấy.

Giải thích:

Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được định nghĩa là năng lượng liên kết tính trên một nucleon. Vì vậy, nó được tính bằng thương số giữa năng lượng liên kết của hạt nhân và số nucleon của hạt nhân đó. Công thức: $\text{Năng lượng liên kết riêng} = \frac{\text{Năng lượng liên kết}}{\text{Số nucleon}}$ Do đó, đáp án đúng là: D. thương số giữa năng lượng liên kết của hạt nhân với số nucleon của hạt nhân ấy.