Bài tập — Bài 21: Cấu trúc hạt nhân

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân? A. Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu ${}^{A}_{Z}X$ với $A = Z + N$ . B. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. B. Đồng vị: cùng $Z$ , khác $N$ (khác số nơtron). C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. C. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn, gồm prôtôn mang điện tích dương và nơtron không mang điện. D. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. B. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. C. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục. D. Tổng số nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối $A = Z + N$ , trong đó $N$ là số nơtron.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Hạt nhân ${}^{4}{2}\text{He} $có$ Z = 2 $prôtôn,$ N = 4 - 2 = 2 $nơtron. Với$ m_p = 1{,}0073u $,$ m_n = 1{,}0087u $,$ m{\text{He}} = 4{,}0015u $, độ hụt khối là$ \Delta m = 2 \times 1{,}0073 + 2 \times 1{,}0087 - 4{,}0015 = 0{,}0305u $. Năng lượng liên kết của hạt nhân heli là$ W_{lk} = 0{,}0305 \times 931{,}5 \approx 28{,}4,\text{MeV} $, còn năng lượng liên kết riêng là$ \dfrac{28{,}4}{4} \approx 7{,}1,\text{MeV/nuclôn}$. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Năng lượng liên kết của hạt nhân là $W_{lk} = \Delta m, c^2$ , cho biết năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclôn riêng lẻ.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Nêu hai ứng dụng của sóng điện từ trong đời sống.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một proton bay với tốc độ $1 \times 10^6\ \text{m/s}$ theo phương vuông góc với từ trường đều có cảm ứng từ $0,1\ \text{T}$ . Tính lực Lorentz tác dụng lên proton. Biết $|q_p| = 1,6 \times 10^{-19}\ \text{C}$ .

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Phát biểu quy tắc bàn tay trái.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu ${}^{A}_{Z}X$ với $A = Z + N$ ."
- Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Đồng vị: cùng $Z$ , khác $N$ (khác số nơtron)."
- Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn, gồm prôtôn mang điện tích dương và nơtron không mang điện."
- Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Tổng số nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối $A = Z + N$ , trong đó $N$ là số nơtron."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn, gồm prôtôn mang điện tích dương và nơtron không mang điện. Số prôtôn trong hạt nhân gọi là số hiệu nguyên tử $Z$ , quyết định tính chất hoá học của nguyên tố.
- Tổng kết ghi nhớ: Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu ${}^{A}_{Z}X$ với $A = Z + N$ .; Đồng vị: cùng $Z$ , khác $N$ (khác số nơtron).; Đơn vị khối lượng nguyên tử: $1u = 931{,}5,\text{MeV}/c^2$ .
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Hạt nhân ${}^{4}{2}\text{He} $có$ Z = 2 $prôtôn,$ N = 4 - 2 = 2 $nơtron. Với$ m_p = 1{,}0073u $,$ m_n = 1{,}0087u $,$ m{\text{He}} = 4{,}0015u $, độ hụt khối là$ \Delta m = 2 \times 1{,}0073 + 2 \times 1{,}0087 - 4{,}0015 = 0{,}0305u $. Năng lượng liên kết của hạt nhân heli là$ W_{lk} = 0{,}0305 \times 931{,}5 \approx 28{,}4,\text{MeV} $, còn năng lượng liên kết riêng là$ \dfrac{28{,}4}{4} \approx 7{,}1,\text{MeV/nuclôn}$. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân (Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu ${}^{A}_{Z}X$ với $A = Z + N$ .; Đồng vị: cùng $Z$ , khác $N$ (khác số nơtron).; Đơn vị khối lượng nguyên tử: $1u = 931{,}5,\text{MeV}/c^2$ .).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Năng lượng liên kết của hạt nhân là $W_{lk} = \Delta m, c^2$ , cho biết năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclôn riêng lẻ.
Bài 4: Truyền thông vô tuyến (phát thanh, truyền hình, điện thoại di động); rađa; lò vi sóng (chấp nhận các đáp án đúng khác).
Bài 5: $f = 1,6 \times 10^{-19} \times 1 \times 10^6 \times 0,1 = 1,6 \times 10^{-14}\ \text{N}$ .
Bài 6: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều dòng điện thì ngón cái choãi ra $90^\circ$ chỉ chiều của lực từ.

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân? A. Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu

{}^{A}_{Z}X

với

A = Z + N

. B. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Z

, khác

N

(khác số nơtron). C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

A = Z + N

, trong đó

N

là số nơtron.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Hạt nhân ${}^{4}{2}\text{He} $có$ Z = 2 $prôtôn,$ N = 4 - 2 = 2 $nơtron. Với$ m_p = 1{,}0073u $,$ m_n = 1{,}0087u $,$ m{\text{He}} = 4{,}0015u $, độ hụt khối là$ \Delta m = 2 \times 1{,}0073 + 2 \times 1{,}0087 - 4{,}0015 = 0{,}0305u $. Năng lượng liên kết của hạt nhân heli là$ W_{lk} = 0{,}0305 \times 931{,}5 \approx 28{,}4,\text{MeV} $, còn năng lượng liên kết riêng là$ \dfrac{28{,}4}{4} \approx 7{,}1,\text{MeV/nuclôn}$. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.

Năng lượng liên kết của hạt nhân là $W_{lk} = \Delta m, c^2$ , cho biết năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclôn riêng lẻ.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Nêu hai ứng dụng của sóng điện từ trong đời sống.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một proton bay với tốc độ

1 \times 10^6\ \text{m/s}

theo phương vuông góc với từ trường đều có cảm ứng từ

0,1\ \text{T}

. Tính lực Lorentz tác dụng lên proton. Biết

|q_p| = 1,6 \times 10^{-19}\ \text{C}

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Phát biểu quy tắc bàn tay trái.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu ${}^{A}_{Z}X$ với $A = Z + N$ ."
Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Đồng vị: cùng $Z$ , khác $N$ (khác số nơtron)."
Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn, gồm prôtôn mang điện tích dương và nơtron không mang điện."
Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Tổng số nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối $A = Z + N$ , trong đó $N$ là số nơtron."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn, gồm prôtôn mang điện tích dương và nơtron không mang điện. Số prôtôn trong hạt nhân gọi là số hiệu nguyên tử $Z$ , quyết định tính chất hoá học của nguyên tố.
Tổng kết ghi nhớ: Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu ${}^{A}_{Z}X$ với $A = Z + N$ .; Đồng vị: cùng $Z$ , khác $N$ (khác số nơtron).; Đơn vị khối lượng nguyên tử: $1u = 931{,}5,\text{MeV}/c^2$ .

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Hạt nhân ${}^{4}{2}\text{He} $có$ Z = 2 $prôtôn,$ N = 4 - 2 = 2 $nơtron. Với$ m_p = 1{,}0073u $,$ m_n = 1{,}0087u $,$ m{\text{He}} = 4{,}0015u $, độ hụt khối là$ \Delta m = 2 \times 1{,}0073 + 2 \times 1{,}0087 - 4{,}0015 = 0{,}0305u $. Năng lượng liên kết của hạt nhân heli là$ W_{lk} = 0{,}0305 \times 931{,}5 \approx 28{,}4,\text{MeV} $, còn năng lượng liên kết riêng là$ \dfrac{28{,}4}{4} \approx 7{,}1,\text{MeV/nuclôn}$. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 21: Cấu trúc hạt nhân (Hạt nhân gồm prôtôn và nơtron; kí hiệu ${}^{A}_{Z}X$ với $A = Z + N$ .; Đồng vị: cùng $Z$ , khác $N$ (khác số nơtron).; Đơn vị khối lượng nguyên tử: $1u = 931{,}5,\text{MeV}/c^2$ .).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Năng lượng liên kết của hạt nhân là $W_{lk} = \Delta m, c^2$ , cho biết năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclôn riêng lẻ.

Bài 4: Truyền thông vô tuyến (phát thanh, truyền hình, điện thoại di động); rađa; lò vi sóng (chấp nhận các đáp án đúng khác).

Bài 5:

f = 1,6 \times 10^{-19} \times 1 \times 10^6 \times 0,1 = 1,6 \times 10^{-14}\ \text{N}

Bài 6: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều dòng điện thì ngón cái choãi ra

90^\circ

chỉ chiều của lực từ.