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 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 2
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 3
Радиоактивный изотоп технеция $↙{43}↖{95}Tc$, не обнаруженный в природе, был получен искусственно в результате реакции $↙{42}↖{94}Mo + ↙{1}↖{2}H → {}↙{43}↖{95}Tc + X$. Какая частица (нейтрон, протон, электрон, альфа-частица) выбрасывается? Ответ запишите словом (словами).
Решение
$↙{42}↖{94}Mo+{}↙{1}↖{2}H→{}↙{43}↖{95}Tc+X$. Найдем массовое $A$ и зарядовое $Z$ числа элемента $X$ и на их основе сделаем вывод: $A=94+2-95=1, Z=42+1-43=0$. Значит, неизвестным элементом является нейтрон $↙{0}↖{1}n$.
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
Определите число нейтронов в изотопе ядра $↙{92}↖{235}U$.
Решение
У изотопа ядра $↙{92}↖{235}U$: число протонов равно $Z=92$ - зарядовое число; число нуклонов (протонов - Z и нейтронов - N) равно $A=235$ - массовое число. Тогда из $A=Z+N, N=A-Z=235-92=143$.
Задача 6
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 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
Какова длина волны излучения лазера мощностью 20 Вт, если он испускает 7 · 1019 фотонов за 1 с? Ответ выразите в (нм) и округлите до целых.
Постоянную Планка принять равной 6.63·10^{-34}Решение
Дано:
$P=20$Вт
$n=7·10^{19}$
$t=1c$
$λ=?$
Решение:
$P=E/t$
${E}/{t}={nhυ}/{t}={n·h·c}/{λ·t}$
$λ={n·h·c}/{P·t}={7·10^{19}·6.63·10^{-34}·3·10^8}/{20·1}=696 нм$
Задача 9
На рисунке изображён фрагмент периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Под названием каждого элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов, нижний индекс около массового числа указывает в процентах распространённость изотопа в природе. Сколько протонов и сколько нейтронов содержится в ядре самого распространённого изотопа цинка? Ответе укажите подряд число протонов и число нейтронов без пробелов и разделительных знаков
Решение
$↖{30}Z$ имеем число протонов равное 30, а число нейтронов $64-30=34$.
Задача 10
В теории атома водорода Бора энергия его электрона вычисляется по формуле Eп = −13,6 · ${1}/{n^2}$ эВ. Если в основном состоянии энергия электрона равна −13,6 эВ, определите энергию кванта, выделившегося при переходе электрона с 3-й орбиты на 2-ю. Ответ округлите до сотых. Ответ выразите в (эВ).
Решение
Дано:
$E_{3-2}-?$
$n_1=3$
$n_2=2$
Решение:
$E_n=-13.6·{1}/{n^2}$, зная формулу подставим: $E_{3-2}=-13.6({1}/{9}-{1}/{4})=1.89$эВ.
Задача 11
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 12
Какой заряд Z будет иметь ядро элемента, получившееся из ядра изотопа $↙{92}↖{238}U$ после трёх α-распадов и одного β-распада?
Решение
Решение:
$↙{92}↖{238}U⇄{}↙{Z}↖{A}x+3{}↙{2}↖{4}He+{}↙{-1}↖{0}e$,
$Z=92-3*2-(-1)=87$
Задача 13
Определите, сколько протонов и нейтронов входит в состав ядра атома $↙{88}↖{226}Ra$? В ответе последовательно запишите число протонов и число нейтронов без пробелов и запятых
Решение
Число $p$(протонов)$=Z=88$ для $Ra$(радия).
Число $n$(нейтронов)$=A-Z=226-88=138$.
Задача 14
Период полураспада ядер радиоактивного изотопа йода-134 равен 54 минутам. Через какое время распадётся 75% ядер в исследуемом образце? Ответ выразите в (мин).
Решение
Дано:
$T=54$мин
$t-?$
${m_0}/{4}=m$
Решение:
$t=2·T=54·2=108$ мин.
Задача 15
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 16
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 17
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 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
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 $↙{0}↖{1}n$.
Рекомендуемые курсы подготовки
- На этом интенсиве ты 100000% поймешь, что такое магнитное поле и как его применяют в физике
- Вместе со мной разберешь все возможные варианты задач на тему Магнетизм и научишься решать задачи С-части, за которые дают целых 3 первичных балла(это около 6-10 вторичных за одну задачу)
- Научишься пользоваться правилами рук и Ленца
- Без проблем будешь определять разницу между магнитным и эл. полем
- Сможешь юзать 80% инфы по правилам правой и левой руки в ЕГЭ
- Научишься решать задания № 14,15,16,17 в тестовой и №26, 28 и 29 в письменной части, которые встречаются каждый год в ЕГЭ, но справитсья с ними не могут
на бесплатном курсе Турбо ЕГЭ
