Задание 16. Физика атомного ядра. ЕГЭ 2026 по физике
Средний процент выполнения: 79.3%
Ответом к заданию 16 по физике может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Подпишись на суперполезные материалы
Задачи для практики
Задача 1
На какой энергетический уровень можно перейти с 3, поглотив при этом фотон c наибольшей длинной волны? Укажите номер уровня.
Решение
Чем больше длинна волны, тем меньше получаемая энергия, что значит, что мы поднимемся на ближайший энергетический уровень, с наименьшей полученной энергией. А это есть 4
Задача 2
На какой энергетический уровень нужно перейти электрону в атоме с 3-го энергетического уровня, чтоб при этом испустить фотон c наименьшей частотой? Укажите номер уровня.
Решение
Чем меньше частота фотона, тем меньше энергии мы должны испустить. То есть перейти на ближайший энергетический уровень, то есть второй
Задача 3
Какой должна быть длина волны излучения, падающего на стронций, чтобы при фотоэффекте максимальная кинетическая энергия электронов равнялась 1,8 · 10−19 Дж? Красная граница фотоэффекта для стронция равна 550 нм. Ответ выразите в (нм), округлив до целых.
Решение
Дано:
$E_{к,max}=1.8·10^{-19}$Дж
$h=6.626·10^{-34}$Дж·с
$с=3·10^8$м/с
$λ_{кр}=550·10^{-9}$м
$λ-?$
Решение:
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: ${hc}/{λ}={hc}/{λ_{кр}}+E_{к,max}$(1), где $h$ - постоянная Планка, где $c$ - скорость света в вакууме.
Из (1) найдем $λ$: $λ={hc}/{{hc}/{λ_{кр}}+E_{к,max}}$(2).
Подставим числовые значения в (2): $λ={6.626·10^{-34}·3·10^8}/{{6.626·10^{-34}·3·10^8}/{550·10^{-9}}}+1.8·10^{-19}={19.878·10^{-26}}/{(3.6+1.8)·10^{-19}}=367·10^{-19}=367$нм.
Задача 4
Определите максимальную кинетическую энергию электронов, вылетающих из калия, если на его поверхность падает излучение с длиной волны 345 нм. Работа выхода электронов из калия равна 2,26 эВ. Ответ выразите в (эВ), округлив до десятых . Постоянная Планка: $h=6.6 ·10^{-34}$Дж·с
Решение
Дано:
$λ=345·10^{-9}$м
$h=6.6·10^{-34}$Дж·с
$с=3·10^8$м/с
$A_{вых}=2.26$эВ
$1эВ=1.6·10^{-19}$Дж
$E_{к,max}-?$
Решение:
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $hv=A_{вых}+E_{к,max}$(1), где $v={c}/{λ}$(2), где $c$ - скорость света в вакууме.
$E_{к,max}={hc}/{λ}-A_{вых}$(3).
Подставим числовые значения в (3): $E_{к,max}={6.6·10^{-34}·3·10^8}/{345·10^{-9}·1.6·10^{-19}}-2.26=3.6-2.26=1.327$эВ. ($E_{к,max}$ разделили на $1.6·10^{-19}$, чтобы перейти от Дж к эВ)
Задача 5
Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта для натрия, составляет 530 нм. Определите работу выхода электронов из натрия. Ответ выразите в (эВ), округлив до сотых. Постоянную планка принять за $h=6.62·10^{-34}$Дж·с
Решение
Дано:
$λ_{кр}=530=530·10^{-9}$м
$h=6.62·10^{-34}$Дж·с
$с=3·10^8$м/с
$A_{вых}-?$
Решение:
Работа выхода электронов из металла по определению равна: $A_{вых}=hυ_{кр}={hc}/{λ_{кр}}$(1), где $c$ - скорость света; $h$ - постоянная Планка.
Подставим числовые значения в (1): $A_{вых}={6.62·10^{-34}·3·10^8}/{530·10^{-9}}=0.0375·10^{-17}=3.75·10^{-19}={3.75·10^{-19}}/{1.6·10^{-19}}=2.34$эВ.
Задача 6
Сколько протонов и сколько нуклонов содержится в ядре $↙{11}↖{23}Na$?
Решение
В ядре $↙{11}↖{23}Na$: число протонов равно $Z=11$ - зарядовое число; число нуклонов (протонов и нейтронов) равно $A=23$ - массовое число.
Задача 7
В герметичный контейнер поместили 40 мг изотопа стронция $↙{52}↖{90}Sr$, ядра которого испытывают α-распад с периодом полураспада 29 лет. Какая масса стронция останется в контейнере через 87 лет? Ответ выразить в (мг).
Решение
Дано:
$m_0=40·10^{3}c$
$↙{52}↖{90}Sr$
$T=29$лет
$t=87$лет
Решение:
${t}/{T}=3$(период полураспада пройдет 3 раза). $m={m_0}/{2·2·2}={40мг}/{8}=5$мг.
Задача 8
Период полураспада нептуния 2,3 суток. Через какое время количество радиоативных атомов уменьшится в 4 раза? В ответе запишите через сколько суток.
Решение
Дано:
$T-2.3$суток
${m_0}/{4}∼t-?$
Решение:
Для определения ответа построим схему. Через 2 периода полураспада $2·T=2·2.3=4.6$суток.
Задача 9
Какое массовое A и зарядовое Z числа будет иметь ядро элемента, получившееся из ядра изотопа $↙{92}↖{238}U$ после четырёх α-распадов и двух β-распадов? В ответе укажите последовательно массовое и зарядовое числа без пробелов и знаков препинания
Решение
Решение:
Запишем уравнение ядерной реакции:
$↙{92}↖{238}U⇄{}↙{86}↖{222}x+4{}↙{2}↖{4}He+2{}↙{-1}↖{0}e$.
Альфа-распад это ядра гелия, а β-распад это свободный электрон.
Задача 10
На сколько джоулей увеличится полная энергия электрона в атоме водорода при поглощении им излучения длиной волны 0,5 мкм? В ответе запишите в ·10−20 Дж, округлив до десятых . (Постоянная Планка $6.6·10^{-34}$)
Решение
Дано:
$λ=0.5·10^{-6}$м
$∆E-?$
Решение:
$∆E={hc}/{λ}={6.6·10^{-34}·3·10^8}/{0.5·10^{-6}}=39.6·10^{-20}$Дж.
Задача 11
Определите, сколько протонов и сколько нейтронов входит в состав ядра атома $↙{42}↖{98}Mo$?
| Число протонов | Число нейтронов |
Решение
Решение:
$↙{42}↖{98}Mo$ Число протонов равно числу электронов $Z=42$.
Число нейтронов $N=A-Z=98-42=56$.
Задача 12
Какой частоты свет следует направлять на поверхность вольфрама, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 10^6 м/c? Работа выхода электрона из вольфрама 4,5 эВ. $h={6.6·10^{-34}}$. Ответ округлите до сотых. Ответ выразите в (·1015 Гц).
Решение
Дано:
$υ_{max}=10^6$м/c
$А_{вых}-?$
$v-?$
Решение:
По уравнению фотоэффекта: $hv=А_{вых}+{mυ_{max}^2}/{2}$
$v={А_{вых}+0.5·m·υ_{max}^2}/{h}={4.5·1.6·10^{-19}+0.5·9.1·10^{-31}·10^{12}}/{6.6·10^{-34}}=1.78·10^{15}$Гц.
Задача 13
Чему равен импульс фотона, если соответствующая длина волны равна 600 нм? $h=6.62·10^{-34}$. Ответ выразите в (·10−27 кг·м/с) и округлите до десятых
Решение
Дано:
$λ=600·10^{-9}м$
$p↖{→}-?$
Решение:
$p↖{→}={hυ}/{c}={h}/{λ}={6.62·10^{-34}}/{600·10^{-9}}=1.1·10^{-27}$.
Задача 14
Работа выхода материала пластины равна 2 эВ. Чему равна энергия фотонов падающего света, если запирающее напряжение равно 1,5 В? Ответ выразите в (эВ).
Решение
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта $hυ=A_{вых}+U_зe$;
$U_зe=1.5 В ·1.6·10^{-19}Кл=1.5 ·1.6·10^{-19}Дж=1.5 эВ$
$hυ=2эВ+1.5эВ=3.5B$.
Задача 15
В результате ядерной реакции $↙{13}↖{27}Al +↙{0}↖{1}n → ? +↙{2}↖{4}He$ был получен химический элемент X. Укажите число нуклонов и протонов в ядре образовавшегося химического элемента.
Решение
Решение:
Запишем уравнение ядерной реакции:
$↙{13}↖{27}Al+{}↙{0}↖{1}n⇄{}↙{11}↖{24}x+{}↙{2}↖{4}He$.
Тогда число нуклонов $A=24$, а число протонов $Z=11$.
Задача 16
Укажите недостающее обозначение (нейтрон, протон, электрон, альфа-частица) ядерной реакции: $↙{3}↖{7}Li + ↙{1}↖{2}H → {}↙{4}↖{8}Be + X$. Ответ запишите словом (словами).
Решение
$↙{3}↖{7}Li+{}↙{1}↖{2}H→{}↙{4}↖{8}Be+{}↙{Z}↖{A}X$. Найдем массовое $A$ и зарядовое $Z$ числа элемента $X$ и на их основе сделаем вывод: $A=7+2-8=1, Z=3+1-4=0$. Значит, неизвестным элементом является нейтрон $↙{0}↖{1}n$.
Задача 17
На рисунке изображены схемы четырёх атомов. Под каким номером находится схема, соответствующая атому $↙{5}↖{13}B$?
Решение
Исходя из приведенных рисунков по количеству электронов на орбитах (5) выберем рисунок (3).
Задача 18
Атом водорода, поглощая фотон с частотой ν = 2,94 · 1015 Гц, переходит из основного состояния в возбуждённое. Найдите максимальную длину волны, которую может излучать атом. Энергию электрона на n-ом уровне атома водорода можно представить в виде $E_n = -{hR}/{n^2}$. $h=6.62·10^{-34}$Дж. Постоянная Ридберга R = 3,29 · 1015 c−1. Ответ выразите в (нм).
Решение
Дано:
$υ=2.94·10^{15}$
$E_r=-{h·R}/{n^2}$
$R=3.29·10^{15}$
$h=6.62·10^{-34}$Дж/с
$λ-?$
Решение:
$E_{вод}=-{h·R}/{r^2}+hυ$ - энергия водорода в возбужденном состоянии равна сумме энергий основного состояния и фотона.
$λ={hc}/{E_{вод}}={hc}/{-{h·R}/{r^2}+hυ}(n=1)={6.62·10^{-34}·3·10^8}/{-{6.62·10^{-34}·3.29·10^{15}}/{r^2}+6.62·10^{-34}·2.54·10^{15}}=857·10^{-9}=857$нм
Задача 19
При бомбардировке америция $↙{95}↖{243}Am$ атомами изотопа кислорода был получен новый элемент лоуренсий. Найдите число x нейтронов, являющихся продуктом реакции $↙{95}↖{243}Am + {}↙{8}↖{18}O = {}↙{103}↖{256}Lr + x · n$.
Решение
Для находения числа нейтронов решим реакцию относительно атомного числа: $|256-243-18|={5}/{1}=5$ нейтронов.
Задача 20
Определите количество нуклонов в полученном ядре химического элемента в результате реакции $↙{13}↖{27}Al + {}↙{0}↖{1}n → X + ↙{2}↖{4}He$?
Решение
$↙{13}↖{27}Al+{}↙{0}↖{1}n→X+{}↙{2}↖{4}He$. Найдем массовое $A$ и зарядовое $Z$ числа химического элемента: $A=27+1-4=28-4=24, Z=13+0-2=11$. Число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре равняется массовому числу $A$.
Рекомендуемые курсы подготовки
- 🔥 Получишь мощный старт для дальнейшей подготовки.
- 🔥 Прокачаешь свою Кинематику.
- 🔥 Узнаешь все о Линзах в ЕГЭ.
- 🔥 Будешь решать задачи с дифракционной решеткой на ИЗИ.
- 🔥 Улучшишь свои резы на 20 вторичных баллов ЕГЭ.
Что тебя ждет?
- 👉 7 вебинаров (по 1 вебчику в неделю: согласись, не напряжно, да?).
- 👉 Домашка после каждого веба (без дедлайна, лето все-таки, делай, когда удобно).
- 👉 Скрипты и конспекты, полезные материалы к каждому занятию.
- 👉 Личный кабинет Турбо (это супер-мега удобная площадка 🔥).
- 👉 Тренажёр для отработки заданий (все в том же личном кабинете).
- 👉 Отдельная беседа с преподавателями и однокурсниками.
- 👉 Комфортная атмосфера, эффективная подготовка + чувство, что лето проводишь не зря 🔥.
на бесплатном курсе Турбо ЕГЭ
