Каталог заданий.
Ядерная физика
Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Задания Д32 C3 № 3035 
-мезон массой 
распадается на два 
-кванта. Найдите модуль импульса одного из образовавшихся -квантов в системе отсчета, где первичный 
-мезон покоится.
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.1.2 Фотоны. Энергия фотона. Импульс фотона
Решение
·
·
Сообщить об ошибке · Помощь
2
Задания Д32 C3 № 3050
Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода — дейтерия и трития: 
Массы атомных ядер
| Атомный номер | Название элемента | Символ изотопа | Масса атомного ядра изотопа | |
| 1 | водород |  |
 |
 |
| 1 | водород |  |
 |
 |
| 1 | водород |  |
 |
 |
| 2 | гелий |  |
 |
 |
| 2 | гелий |  |
 |
 |
| 13 | алюминий |  |
 |
 |
| 15 | фосфор |  |
 |
 |
| — | нейтрон |  |
 |
 |
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.2 Энергия связи нуклонов в ядре. Ядерные силы, 5.3.6 Ядерные реакции. Деление и синтез ядер
Решение
·
·
1 комментарий · Сообщить об ошибке · Помощь
3
Задания Д32 C3 № 3051
Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении ядерной реакции:
Массы атомных ядер
| Атомный номер | Название элемента | Символ изотопа | Масса атомного ядра изотопа | |
| — | нейтрон | |
|
|
| 1 | водород | |
|
|
| 1 | водород | |
|
|
| 1 | водород | |
|
|
| 2 | гелий | |
|
|
| 2 | гелий | |
|
|
| 13 | алюминий | |
|
|
| 15 | фосфор | |
|
|
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.2 Энергия связи нуклонов в ядре. Ядерные силы, 5.3.6 Ядерные реакции. Деление и синтез ядер
Решение
·
·
Сообщить об ошибке · Помощь
4
Задания Д32 C3 № 3052
Определите, ядро какого изотопа X освобождается при осуществлении ядерной реакции:
Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении этой ядерной реакции.
| Атомный номер | Название элемента | Символ изотопа | Масса атомного ядра изотопа | |
| 1 | водород | |
|
|
| 1 | водород | |
|
|
| 1 | водород | |
|
|
| 2 | гелий | |
|
|
| 2 | гелий | |
|
|
| 13 | алюминий | |
|
|
| 15 | фосфор | |
|
|
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.2 Энергия связи нуклонов в ядре. Ядерные силы, 5.3.6 Ядерные реакции. Деление и синтез ядер
Решение
·
·
Сообщить об ошибке · Помощь
5
Задания Д32 C3 № 3053
Определите, какая частица X образуется при осуществлении ядерной реакции: 
Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении этой ядерной реакции.
Массы атомных ядер
| Атомный номер | Название элемента | Символ изотопа | Масса атомного ядра изотопа | |
| 1 | водород | |
|
|
| 1 | водород | |
|
|
| 1 | водород | |
|
|
| 2 | гелий | |
|
|
| 2 | гелий | |
|
|
| 13 | алюминий | |
|
|
| 15 | фосфор | |
|
|
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.2 Энергия связи нуклонов в ядре. Ядерные силы, 5.3.6 Ядерные реакции. Деление и синтез ядер
Решение
·
·
Сообщить об ошибке · Помощь
Пройти тестирование по этим заданиям
Рассмотрим последнюю задачу ЕГЭ. Чаще всего под этим номером попадаются задачи на ядерную физику. Некоторые из них совсем простые, другие — наоборот, сложные. Впрочем, судить вам.
Задача 1.
Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси 
под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля. Какой должна быть частота падающего света , чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена против оси ? Работа выхода для вещества катода эВ, напряженность электрического поля В/м, индукция магнитного поля Тл.
К задаче 1
Согласно рисунку, кулонова сила направлена вправо, то есть по оси в отрицательном направлении. По правилу левой руки определяем, что сила Лоренца направлена по оси в положительном направлении. Тогда для выполнения условия задачи сила Лоренца должна быть меньше кулоновой:
Распишем обе силы:
То есть
Теперь запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
Подставим скорость:
Считаем:
Ответ: .
Задача 2.
В открытый контейнер поместили 1,5 г изотопа полония-210 . Затем контейнер герметично закрыли. Изотоп полония радиоактивен и претерпевает альфа-распад с периодом полураспада примерно 140 дней, превращаясь в стабильный изотоп свинца. Через пять недель давление внутри контейнера составило Па. Определите объем контейнера. Температура внутри контейнера поддерживается постоянной и равна . Атмосферное давление равно Па.
Давление в контейнере будут создавать как воздух, так и образовывающийся гелий:
Давление воздуха – это атмосферное давление. Определим давление гелия из уравнения Менделеева-Клапейрона:
Количество молей гелия равно количеству молей полония (который распался):
Изначально было, предположим, атомов полония. Потом их количество уменьшалось согласно закону радиационного распада:
Где — количество оставшихся нераспавшимися атомов.
Тогда распалось число атомов, равное:
Количество молей образовавшегося гелия тогда равно
Отношение .
Теперь «вытащим» из уравнения Менделеева-Клапейрона объем и подставим все найденные величины:
Считаем:
Ответ: см.
Задача 3.
Определите коэффициент полезного действия атомной электростанции, расходующей за неделю уран-235 массой 1,4 кг, если ее мощность равна 38 МВт. При делении одного ядра урана-235 выделяется энергия 200 МэВ.
КПД электростанции можно посчитать как отношение энергии, вырабатываемой ею, к выделившейся в результате распада ядер энергии:
Здесь , .
Определим, сколько ядер урана в таком количестве:
Тогда КПД:
Ответ: 20%.
Задача 4.
Свободный пион ( -мезон) с энергией покоя 135 МэВ движется со скоростью , которая значительно меньше скорости света. В результате его распада образовались два гамма-кванта, причем один из них распространяется в направлении движения пиона, а второй – в противоположном направлении. Энергия первого гамма-кванта на 10% больше, чем второго. Чему равна скорость пиона до распада?
По закону сохранения импульса
Импульс пиона равен , энергия равна
По условию , поэтому можно упростить последнее выражение:
Снова упрощаем с условием :
Энергия пиона поделится между квантами:
То есть
Пришло время закона сохранения импульса:
Приравняем обе энергии:
Сокращаем:
Ответ: м/c.
Во сколько раз число протонов в ядре изотопа плутония (_{94}^{235}Pu) превышает число нуклонов в ядре изотопа ванадия (_{23}^{47}V)?
Число протонов в ядре изотопа плутония (_{94}^{235}Pu) равно 94.
Число нуклонов в ядре изотопа ванадия (_{23}^{47}V) равно 47.
Значит, необходимое нам отношение равно 2.
Ответ: 2
Каков заряд ядра (_5^{11}B) (в единицах элементарного заряда)?
Заряд ядра равен (Z=5).
Ответ: 5
Сколько электронов вращается вокруг ядра атома (_{39}^{89}Y)?
Заряд ядра равен (Z=39). Количество электронов в нейтрально заряженном атоме равно количеству протонов. Значит, кол-во электронов равно 39.
Ответ: 39
Электронная оболочка электрически нейтрального атома криптона содержит 36 электронов. Сколько нейтронов содержится в ядрах изотопов криптона–78 и криптона–86? В ответе запишите только числа, не разделяя их пробелом или другим знаком.
Нейтральный атом криптона содержит 36 протонов. Значит в изотопе–78 количество нейтронов (n_1=78-36=42), а в изотопе–86 количество нейтронов (n_2=86-36=50).
Ответ: 4250
Сколько электронов вращается вокруг ядра атома (_{30}^{65}Zn)?
Заряд ядра атома цинка равен 30, следовательно в ядре 30 протонов. В нейтральном атоме число протонов равно числу электронов. Следовательно, вокруг ядра вращается 30 электронов.
Ответ: 30
Сколько протонов и сколько нейтронов содержится в ядре (^{60}_{27}Co)?
[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Число протонов}&text{Число нейтронов}\
hline
&\
hline
end{array}]
“Демоверсия 2017”
Число протонов равно зарядовому числу и равно 27, а число нейтронов равно разности массового числа и зарядового и равно 60-27=33
Ответ: 2733
На рисунке представлен фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Под названием каждого элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов. При этом нижний индекс около массового числа указывает (в процентах) распространённость изотопа в природе.
Укажите число протонов и число нейтронов в ядре самого распространённого стабильного изотопа лития.
[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Число протонов}&text{Число нейтронов}\
hline
&\
hline
end{array}]
“Демоверсия 2020”
Самый распространенный изотоп лития (^7_3 Li), в нем 3 протона и 4 нейтрона.
Ответ: 34
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания,
берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта
готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием
сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом
администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта
и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы
принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без
письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой
зрения авторов.
Задачи на Состав атома и ядерные реакции с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на Состав атома, ядерные реакции и энергия связи атомного ядра».
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
| Масса протона | mp | а.е.м | mp = 1,00728 |
| Масса нейтрона | mn | а.е.м | mn = 1,00867 |
| Число протонов | Z | ||
| Число нейтронов | N | ||
| Масса ядра | Mя | а.е.м | |
| Дефект масс | Δm | а.е.м, кг | Δm = (Zmp + Nmn) – Mя |
| Энергия связи ядра | ΔE0 | Дж | ΔE0 = Δmc2 |
| Скорость света |
c |
м/с |
c = 3•108 |
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
Определите число электронов, протонов и нейтронов в атоме кислорода 8O17.
Задача № 2.
В результате α-pacnada ядро некоторого элемента превратилось в ядро радона 86Rn222. Что это был за элемент?
Задача № 3.
На сколько уменьшилась энергия атома, если при переходе из одного энергетического состояния в другое атом излучил свет длиной волны 6,56 • 10–7 м?
Задача № 4.
В какое ядро превращается торий 
после трех последовательных α-распадов?
Ответ: 
Задача № 5.
В какое ядро превращается сурьма 
после четырех β-распадов?
Ответ: 
Задача № 6.
Каким образом можно осуществить давнюю мечту алхимиков средневековья — превратить ртуть в золото?
Задача № 7.
Определите дефект масс и энергию связи ядра атома 
.
Ответ: 3,18 • 10–27 кг; 28,6 • 10–11 Дж.
Задача № 8.
Выделяется или поглощается энергия при следующей ядерной реакции: 
?
Ответ: энергия поглощается.
Задача № 9.
Вычислите энергию связи ядра лития 3Li7. Масса ядра равна 7,01436 а.е.м.
Задача № 10.
Определите неизвестный продукт X каждой из ядерных реакций:
Решение:
Краткая теория для решения Задачи на Состав атома и ядерные реакции.
Алгоритм решения задачи на расчет энергии связи атомного ядра:
1. Определить количество протонов и нейтронов в ядре атома.
2. Вычислить дефект масс в атомных единицах массы.
3. Перевести атомные единицы массы в килограммы: 1 а.е.м. = 1,6605•10-27 кг.
4. Вычислить энергию связи; ответ записать в стандартном виде.
Важные замечания:
1. Вычисления сложные, поэтому лучше их производить с помощью микрокалькулятора.
2. В ходе вычисления дефекта масс нельзя ничего округлять, иначе дефект масс обратится в ноль. Округлить можно только результат.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Состав атома и ядерные реакции». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на
- Посмотреть конспект по теме ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
- Проверить свои знания по Физике.