MỤC LỤC

A. MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn đề tài 1
2. Cơ sở nghiên cứu 2
2.1. Cơ sở lý luận 2
2.2. Cơ sở thực tiễn 2
3. Mục đích của đề tài 2
4. Nhiệm vụ của đề tài 2
5. Giả thuyết khoa học 2
6. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3
6.1. Đối tượng: 3
6.2. Khách thể: 3
7. Phạm vi nghiên cứu 3
8. Phương pháp nghiên cứu 3
9. Cấu trúc của đề tài 3
B: NỘI DUNG 4
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 4
1.1. Khái niệm bài tập vật lí. 4
1.2. Mục đích của bài tập vật lí. 4
1.3. Tác dụng của bài tập vật lí. 4
1.4. Phân loại bài tập vật lí. 4
1.5. Phương pháp giải bài tập vật lí. 5
CHƢƠNG 2: TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN 6
2.1. Nội dung lý thuyết cơ bản. 6
2.2. Dạng bài tập cơ bản. 7
CHƢƠNG 3: NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 9
3.1. Nội dung kiến thức cơ bản. 9
3.1.1. Lực hạt nhân. 9
3.1.2. Năng lượng liên kết hạt nhân. 9
3.2. Các dạng bài tập cơ bản. 10

hội cũng như trong các ngành sản xuất đã có sự thay đổi rõ rệt, vượt trội,
năng suất lao động tăng cao, con người được giải phóng dần khỏi lao động
chân tay. Muốn vậy con người cần có tri thức về tất cả các lĩnh vực của đời
sống như kinh tế - chính trị, văn hóa, xã hội và đặc biệt là những tri thức về
khoa học công nghệ.
“Giáo dục là chìa khóa cho sự phát triển”, “Con người là động lực là nhân
tố quyết định hàng đầu”. Trong xã hội hiện nay đầu tư cho giáo dục chính là đầu
tư cho sự phát triển.
Không nằm ngoài sự phát triển đó, vật lý học là một ngành khoa học thật
sự thú vị và hữu ích. Vật lý học đã có những phát triển to lớn, đạt được nhiều
thành tựu nhất định. Với những thành tựu của mình, vật lý học đã giúp con
người tìm hiểu, khám phá và cải tạo thế giới tự nhiên phục vụ cho con người,
bên cạnh việc nghiên cứu kỹ hơn, sâu hơn, hiểu bản chất hơn của các ngành vật
lý đã phát triển còn có sự phát triển của ngành vật lý mới trong đó có vật lý
nguyên tử hạt nhân. Vật lý nguyên tử hạt nhân dù mới ra đời và phát triển được
hơn một thế kỷ nhưng đã có những bước tiến nhanh chóng và đạt được nhiều
thành tựu quan trọng.
Trong chương trình trung học phổ thông thì chúng ta đã được học phần
“Vật lý nguyên tử hat nhân” nhưng ở mức độ đơn giản. Ở bậc học đại học chúng
ta đã nghiên cứu sâu hơn, và hiểu rõ hơn về phần này.
Tuy nhiên các tài liệu tham khảo về phần này còn ít do đó để giúp cho học
sinh, sinh viên có hệ thống kiến thức cơ bản và hiểu biết sâu hơn, rộng hơn khi
nghiên cứu và giải các dạng bài tập trắc nghiệm về vật lý nguyên tử hạt nhân
nên tôi chọn đề tài “các dạng bài tập trắc nghiệm vật lý nguyên tử hạt nhân”.
Khóa luận này có thể dùng làm tài liệu tham khảo phục vụ cho các sinh
viên học môn vật lý đặc biệt là đối với các sinh viên sư phạm vật lý để phục vụ
cho quá trình giảng dạy sau này, đồng thời có thể là tài liệu tham khảo cho một
số giáo viên và học sinh trung học phổ thông.
Khả năng vận dụng kiến thức vào giải bài tập của HS, SV còn nhiều hạn
chế. Thường máy móc thụ động, không hiểu sâu kiến thức, bản chất của hiện
tượng vật lí nên kết quả chưa cao.

3
Hình thành một hệ thống các bài tập, một hệ thống các mối liên hệ chặt
chẽ giữa bài tập và lí thuyết sẽ kích thích hứng thú say mê học tập nâng cao kết
quả học tập của mình.
6. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu
6.1. Đối tượng:
Bài tập trắc nghiệm vật lí nguyên tử hạt nhân.
6.2. Khách thể:
Sinh viên sư phạm trường đai học Tây Bắc và học sinh trung học phổ thông.
7. Phạm vi nghiên cứu
Sinh viên sư phạm trường đại học Tây Bắc và học sinh trung học phổ thông.
8. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp sưu tầm tài liệu.
- Phương pháp sử lí toán học.
- Phương pháp suy luận logic.
9. Cấu trúc của đề tài
Phần I: Mở đầu
Phần II: Nội dung
Chương 1: Cơ sở lí luận.
Chương 2: Tính chất và cấu tạo của hạt nhân.
Chương 3: Năng lượng liên kết của hạt nhân.
Chương 4: Phóng xạ.
Chương 5: Phản ứng hạt nhân 4

+ Bài tập thí nghiệm
+ Bài tập đồ thị

5
 Dựa vào mức độ khó khăn của bài tập. Có thể chia thành:
+ Bài tập tập dượt
+ Bài tập tổng hợp
+ Bài tập sáng tạo
1.5. Phƣơng pháp giải bài tập vật lí.
Bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng phong phú. Tuy
nhiên giải một bài toán vật lí gồm những bước sau:
Bƣớc 1: Tìm hiểu đề bài.
- Xác định ý nghĩa vật lí của các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số đâu là
dữ liệu.
- Chuyển ngôn ngữ đời thường của bài toán sang ngôn ngữ vật lí.
- Dùng các kí hiệu để tóm tắt đề bài cho gọn.
- Trong trường hợp cần thiết cần phải vẽ hình, dùng đồ thị để diễn đạt
những điều kiện của đề bài.
Bƣớc 2: Phân tích hiện tƣợng.
- Nhận biết những dữ kiện đề bài đã cho có liên quan đến khái niệm nào,
hiện tượng nào, định luật nào, quy tắc nào trong vật lí.
- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đầu bài, mỗi
giai đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, quy tắc của định luật nào.
Bƣớc 3: Xây dựng lập luận.
Có 2 phương pháp xây dựng lập luận để giải:
 Phương pháp phân tích.
+ Xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mối quan hệ giữa ẩn số đó với một
đại lượng nào đó theo một định luật xác định.
+ Phát triển lập luận hoặc biến đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho.
+ Tìm được một công thức chỉ chứa ẩn số với các dữ kiện đã cho.

m
n
=
27
1,008665u 1,67493.10


kg , không mang điện
- Kí hiệu hạt nhân là:
A
Z
X

Trong đó: X là nguyên tố hóa học
A = Z+N là số khối hay số nuclôn
Z là số prôtôn
N là số nơtrôn
- Đồng vị: Là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số khối nhưng khác
nhau số nơtrôn.
Ví dụ:
+ Hiđrô có 3 đồng vị là:
1 2 3
1 1 1
H; H; H

+ Cácbon có 4 đồng vị là:
11 12 13 14
6 6 6 6
C; C; C; C


Phương pháp:
Cho khối lượng m hoặc số mol n của hạt nhân
A
Z
X

Tìm hạt p, n trong mẫu đó.
HD: - Nếu cho khối lượng m suy ra số hạt nhân X là:
A
m
N .N
A


- Nếu cho số mol n suy ra số hạt nhân X là:
A
N n.N

Có
23 1
A
N 6,023.10 mol



Bài tập mẫu
Bài 1: Biết số avôgađô
23
A
N 6,02.10

A
m 0,27
N N .6,02.10 6,02.10
A 27
  

Mỗi nguyên tử
27
13
Al
có 13 prôtôn. Vậy số prôtôn cần tìm là:
* 24 24
p
N N .13 6,02.10 .13 78,26.10  

Vậy đáp án đúng: A
Bài 2: Hạt nhân uranium có 92 prôtôn và tổng cộng 143 nơtrôn kí hiệu hạt nhân là:
A.
327
92
U
B.
235
92
U
C.
92
235
U
D.

13
X, Y
C.
34
23
X, Y
D.
37
13
X, Y

Bài 3: Xác định số hạt prôtôn và nơtrôn của hạt nhân
13
6
C
?
A. 13 prôtôn và 6 nơtrôn B. 7 prôtôn và 6 nơtrôn
C. 6 prôtôn và 13 nơtrôn D. 6 prôtôn và 7 nơtrôn
Bài 4: Hạt nhân
238
92
U
có cấu tạo gồm:
A. 238p và 92n B. 92p và 238n C. 238p và 146n D. 92p và 146n
Bài 5: Nguyên tử
210
84
Po
có điện tích là:
A. 210e B. 126e C. 84e D. 0

3,592.10
hạt B.
23
4,595.10
hạt
C.
23
4,592.10
hạt D.
24
4,82.10
hạt
Đáp án
1. B 2. D 3. D 4. D 5. D 6. B 7. D 8. B

9
CHƢƠNG 3: NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN

3.1. Nội dung kiến thức cơ bản.
3.1.1. Lực hạt nhân.
- Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh tạo nên hạt
nhân bền vững. Lực hút đó gọi là lực hạt nhân.
- Lực hạt nhân không phải lực tĩnh điện vì lực hạt nhân luôn là lực hút giữa
các nuclôn.Vì vậy lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích.
- Lực hạt nhân có bán kính tác dụng rất ngắn, khi nuclôn cách nhau 1
khoảng là 10
-15
m.
3.1.2. Năng lượng liên kết hạt nhân.
- Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các

0
m m m  

- Năng lượng liên kết của hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của
hạt nhân với thừa số
2
c
:

2
lk
W mc

Nhận xét:
+
lk
W
>0 hạt nhân bền, tồn tại
+
lk
W
<0 hạt nhân không bền không tồn tại
- Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết của 1 nuclôn và nó đặc
trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.
- Công thức:
lk
W
A



và khối lượng của prôtôn
p
m 1,0073u
. Độ hụt khối
của hạt nhân này là:
A. 0,0224u B. 0,0701u C. 0,0811u D. 0,0915
Bài giải
Hạt nhân
10
4
Be
được cấu tạo từ 4 prôtôn và 6 nơtrôn.
Độ hụt khối của hạt nhân là:

p n Be
m Zm Nm m 4.1,0073 6.1,0087 10,0113 0,0701u       

Đáp án đúng: B
Bài 2: Năng lượng liên kết của
20
10
Ne
là 160,64 MeV. Khối lượng của hạt nhân là:
A. 20u B. 2,0u C. 4u D. 40u
Bài giải
Năng lượng liên kết của hạt nhân:

2
lk
W mc

.
A.
12
0,27.10 (J)
B.
12
27.10 (J)

C.
12
2,7.10 (J)
D.
12
0,027.10 (J)

Bài giải
Năng lượng tỏa ra là tổng của các năng lượng liên kết được giải phóng.
Năng lượng liên kết của 1 hạt nhân
A
Z
X
:
 
22
lk p n x
W z.m (A Z).m m .c 2.1,00728u (4 2).1,00867 4,0015 .c

       



D. Năng lượng liên kết là năng lượng liên kết các electron và hạt nhân
nguyên tử.
Bài 3: Hạt nhân
2
1
D
có khối lượng 2,0136u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073u
và khối lượng của nơtrôn là 1,0087u. Năng lượng liên kết của hạt nhân là:
A. 0,67 MeV B. 1,86 MeV C. 2,02 MeV D. 2,23 MeV
Bài 4: Khối lượng của hạt nhân
10
4
Be
là 10,0113u. Biết khối lượng của prôtôn là
1,0073u và khối lượng của nơtrôn là 1,0087u và
2
1u 931MeV / c
. Năng lượng
liên kết của hạt nhân là:
A. 64,332 MeV B. 6,4332 MeV
C. 0,064332 MeV D. 0,64332 MeV
Bài 5: Khối lượng nguyên tử của
56
26
Fe
là 55,93493u. Năng lượng liên kết của
nguyên tử là:
A. 4919,1 MeV B. 49,191 MeV
C. 491,91 MeV D. 4,9191 MeV
Bài 6: Cho hạt nhân

U
có khối lượng là 238,0028u. Năng lượng liên kết của
hạt nhân này là:
A. 1400,47 MeV B. 1740,04 MeV
C. 1800,7 MeV D. 1874 MeV
Đáp án
1. D 2. B 3. D 4. A 5. C 6. A 7.C
3.2.2. Dạng 2: Tính năng lượng liên kết riêng và so sánh tính bền vững của
các hạt nhân.
Phương pháp:
Dạng bài này cần tính năng lượng liên kết riêng =
lk
W
A

Rồi so sánh năng lượng liên kết riêng với nhau, năng lượng liên kết riêng càng
lớn thì càng bền vững.

13
Bài tập mẫu
Bài 1: Hạt nhân
14
7
N
có khối lượng là 14,031u. Biết khối lượng của prôtôn là
1,0073u và khối lượng của nơtrôn là 1,0087u và
2
1u 931MeV / c
. Năng lượng
liên kết riêng của hạt nhân là:

Bài 2: Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về độ bền vững của các hạt nhân sau:
56 14 238
26 7 92
F; N; U
. Cho biết:
NU
F
m 55,927u;m 13,992u;m 238,0002u  
. Biết
khối lượng của prôtôn là 1,0073u và khối lượng của nơtrôn là 1,0087u.
A.
56 238 14
26 92 7
F; U; N
C.
56 14 238
26 7 92
F; N; U

B.
14 238 56
7 92 26
N; U; F
D.
14 56 238
7 26 92
N; F; U

Bài giải
Năng lượng liên kết của các hạt nhân

  U
1807,6296
7,595(MeV / nulôn)
238
  

Ta thấy
N U F
    
=> Thứ tự tăng dần về tính bền vững của 3 hạt nhân này là:
14 238 56
7 92 26
N; U; F

Đáp án đúng: B
Bài tập có đáp án
Bài 1: Biết rằng tia

chính là các hạt nhân nguyên tử
4
2
He
. Cho khối lượng
hạt

này là 4,0015u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073u và khối lượng
của nơtrôn là 1,0087u và

2
1
D
B.
2
1
D
;
4
2
He
;
7
3
Li

C.
4
2
He
;
7
3
Li
;
2
1
D
D.
2

Bài 4: Hạt nhân thôri
230
90
Th
có khối lượng m = 229,9737u. Năng lượng liên kết
riêng của hạt này là:
A. 1770,11 MeV/nuclôn C. 1784,35 MeV/nuclôn
B. 7,7 MeV/nuclôn D. 7,6 MeV/nuclôn

15
Bài 5 (ĐH 2010): Cho 2 hạt nhân
40 6
18 3
Ar ; Li
có khối lượng lần lượt là 39,9525u
và 6,0145u. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
6
3
Li
thì năng lượng
liên kết riêng của hạt nhân
40
18
Ar
:
A. Lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
B. Lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. Nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
D. Nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.
Bài 6(ĐH 2010): Cho 3 hạt X, Y, Z có số nuclôn tương ứng là


16
CHƢƠNG 4: PHÓNG XẠ

4.1. Nội dung kiến thức cơ bản.
4.1.1. Định nghĩa.
- Phóng xạ là một quá trình biến đổi của hạt nhân kèm theo việc phóng ra
các tia không nhìn thấy thành hạt nhân khác.
- Phóng xạ tự nhiên là quá trình biến đổi tự phát của hạt nhân của một
nguyên tố này thành hạt nhân cuả nhân tố khác kèm theo các tia phóng xạ phát ra.
4.1.2. Các tia phóng xạ.
- Với phóng xạ tự nhiên:
+ Phóng xạ

: Tia phóng xạ là hạt nhân nguyên tử hêli (
4
2
He
);
điện tích +2e ; khối lượng
m


) có cùng khối lượng như electron,
điện tích âm
4.1.3. Định luật phóng xạ và các đại lượng đặc trưng cho hiện tượng phóng
xạ.
- Nội dung định luật: Số hạt nhân của chất phóng xạ giảm theo quy luật
hằng số mũ:

t
0
0
t/T
N
N(t) N .e
2



Hay m(t) =
t
0
0
t/T
m
m .e
2



- Các đại lượng đặc trưng cho hiện tượng phóng xạ

+ Độ phóng xạ H: Đặc trưng cho tốc độ phóng xạ hay sự phóng xạ mạnh
hay yếu của lượng chất phóng xạ:

tt
00
H N . .e H .e
 
  

+ Đơn vị phóng xạ: Beccơren (Bq) hay curi (Ci)
1Ci =
10
3,7.10
Bq
4.1.4. Các định luật dịch chuyển phóng xạ.
- Phóng xạ

: Hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.

A A 4 4
Z Z 2 2
X Y He




- Phóng xạ


: Hạt nhân con tiến 1 ô. 18
Bài tập mẫu
Bài 1: Khối lượng ban đầu của đồng vị phóng xạ natri (Na) là 0,248mg. Chu kì
bán rã của chất này là T = 62s.
a. Độ phóng xạ ban đầu của Na phóng xạ là:
A.
18
0
H 6,65.10 Ci
B.
16
0
H 4,1.10 Ci

C.
8
0
H 1,8.10 Ci
D.
7
0
H 1,8.10 Ci

b. Độ phóng xạ của Na sau đó 10 phút là:
A.
16

00
N
N m .
A


=>
A
0 0 0
N
H .N 0,693.m .
A.T
  

=>
17 8
0
H 0,667.10 Bq 1,8.10 Ci

Đáp án đúng: C
b. Độ phóng xạ của Na sau 10 phút là:

t t.0,693/T 600.0,693/62
0 0 0
H H .e H .e H .e
  
  85


19

Bài giải
Lượng chất phóng xạ còn lại
2
11
42




chứng tỏ t = 16 ngày = 2T
Vậy chu khì bán rã của hạt nhân này là T = 8 ngày.

t/T t/T
A
0 0 0
N
H .N .2 .m . .2
A

   23
17
0
0,693 6,023.10 1
H .200. . 2,304.10 Bq

 
3ln2
700
1 e .100% % 87,5%
8

   

Vậy đáp án đúng: D
Bài tập có đáp án
Bài 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sự phóng xạ?
A. Tổng khối lượng của hạt nhân tạo thành có khối lượng lớn hơn khối lượng
hạt nhân mẹ.
B. Không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài.
C. Hạt nhân con bền hơn hạt nhân mẹ.
D. Là phản ứng hạt nhân tự xảy ra. 20
Bài 2: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về độ phóng xạ?
A. Độ phóng xạ đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu.
B. Độ phóng xạ tăng theo thời gian.
C. Đơn vị của độ phóng xạ là Ci và Bq.
10
1Ci 7,3.10 Bq
.
D. Độ phóng xạ được tính theo công thức
t
0
H H .e

4
2,5.10 Ci

Bài 6: Côban phóng xạ (
60
27
Co
) được sử dụng rộng rãi trong y học và kĩ thuật, vì
nó phát xạ tia

và có thời gian bán rã T = 5,7 năm. Để độ phóng xạ của nó giảm
xuống e lần (e là cơ số của loga tự nhiên) thì cần một khoảng thời gian là:
A. t = 8,55 năm C. t = 8,22 năm
B. t = 9 năm D. t = 8 năm
Bài 7: Đồng vị phóng xạ
210
84
Po
phóng xạ

và biến đổi thành hạt nhân Pb. Lúc
đầu mẫu chất Po có khối lượng 1mg. Ở thời điểm
1
t 
414 ngày, độ phóng xạ
của mẫu là 0,5631 Ci. Biết chu kì bán rã của Po là 138 ngày. Độ phóng xạ ban
đầu của mẫu Po này là:
A. 9,0 Ci B. 6,0 Ci C. 4,5 Ci D. 3,0 Ci
Bài 8: Chất phóng xạ
60

N(t) N .e
2

0
t/T
m
m
2


Độ phóng xạ:

t
tt
T
0 0 0
H N N . .e H .e H .2

 
     

Hằng số phóng xạ:

ln2 0,693
TT
  


t/T
N
N(t) N .e
2

22

t/T
0
t
N
24
N
  
(1)
Tương tự tại thời điểm t’ = t + 138 ngày ta có:

0 t ' 0 0
t' t' t'
N N N 31 N
1 32
N N 1 N

    t'/T (t 138)/T

N N .e


. Số hạt đã bị
phân rã sau thời gian t là
t
0
N N (1 e )

  
. Mỗi hạt phân rã cho một xung điện.
Trong lần đo thứ nhất có
1
n
xung điện, ứng với số hạt đã bị phân rã trong thời
gian
1
t 1phút
là:
t1
1
N (1 e )


.
Trong lần đo thứ hai có
2
n
xung điện, ứng với số hạt đã bị phân rã trong thời
gian

  23
t
ln3,035
e 3,035 t ln3,035
t

      

Mà
ln2 0,693
TT
  

0,693 ln3,035 1,11
T 24.3600 24.3600
  

0,693
T 15
1,11
  
giờ
Đáp án: A
Bài 3: Đồng vị
24
11
Na

T 15
m 2,4
log log
m 0,6
   
giờ
Đáp án đúng: A
Bài 4: Để đo chu kì bán rã của chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung. Bắt
đầu đếm từ
0
t0
đến
1
t 2h
, máy đếm được
1
X
xung, đến
2
t
= 3h máy đếm
được
21
X 2,3X
. Chu kì của chất phóng xạ đó là:
A. 4 giờ 2 phút 33 giây C. 4 giờ 30 phút 9 giây
B. 4 giờ 12 phút 3 giây D. 4 giờ 42 phút 33 giây