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
Найдите массу фотона красных лучей света, длина волн которых 700 нм. Ответ выразите в (·10−36 кг) и округлите до сотых. Постоянную Планка принять равной $h=6.6·10^{-34}$Дж·с.
Решение
Дано:
$λ=700·10^{-9}$м
$h=6.6·10^{-34}$Дж·с
$c=3·10^8{м}/{c}$
$m-?$
Решение:
Энергия фотона определяется выражением: $E=mc^2$(1), откуда $m={E}/{c^2}$(2) - масса фотона.
С другой стороны $E=hυ={hc}/{λ}$(3), где $c$ - скорость света в вакууме, $h$ - постоянная Планка.
Подставим числовые значения (3) в (2) и найдем массу фотона: $m={E}/{c^2}={hυ}/{c^2}={hc}/{c^2λ}={h}/{cλ}={6.6·10^{-34}}/{3·10^8·7·10^{-7}}=3.14·10^{-36}$кг.
Задача 4
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 5
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 6
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 7
Какая доля радиоактивных атомов ещё не распадётся через интервал времени, равный двум периодам полураспада? Ответ в %.
Решение
Дано:
$t=α-Е$
${m_0}/{m}-?$
Решение:
1) За два периода полураспада останется лишь четвертая часть того, что было изначально, т.е. 25%
Задача 8
Период полураспада стронция $↙{38}↖{90}Sr$ равен 29 лет. Через сколько лет останется 1/8 от первоначального числа радиоактивных ядер?
Решение
Дано:
$T=29$лет
$N={N_0}/{8}$
$t-?$
Решение:
Запишем закон радиоактивного распада: $N=N_0·2^{-{t}/{T}}$(1), где $N_0$ - первоначальное число радиоактивных ядер. Тогда имеем: ${N_0}/{8}={N_0}/{2^{{t}/{T}}}⇒2^{{t}/{T}}⇒^3⇒{t}/{T}=3$, откуда $t=3T=3·29=87$лет.
Задача 9
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 10
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 11
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 12
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 13
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 14
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 15
На неподвижную пластину из никеля падает электромагнитное излучение, энергия фотонов которого равна 9 эВ. При этом в результате фотоэффекта из пластины вылетают электроны с максимальной кинетической энергией 4 эВ. Какова работа выхода электронов из никеля? Ответ выразите в (эВ).
Решение
Дано:
$hυ=9$эВ
$E_к^{max}=4$эВ
$A_{вых}-?$
Решение:
Воспользуемся уравнением фотоэффекта: $hυ=A_{вых}+E_к^{max}$.
$A_{вых}=hυ-E_к^{max}=9-4=5$эВ.
Задача 16
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 17
Ядро некоторого элемента состоит из 83 протонов и 131 нейтрона. Сколько нейтронов будет содержаться в ядре, образовавшемся из исходного после испускания одной α-частицы и трёх β-частиц?
Решение
Запишем уравнение данной реакции: $↙{83}↖{214}X-{}↙{2}↖{4}α-3{}↙{-1}↖{0}β→{}↙{Z}↖{A}Y$, где $X$ - исходный элемент, $Y$ - образовавшийся элемент. Найдем зарядовое число элемента $Y$: $Z=83-2-3·(-1)=83-2+3=84$. Найдем массовое числоэлемента $Y$: $A=214-4-3·0=210$. Тогда число нейтронов $N$ в ядре элемента $Y$ равно: $N=A-Z=210-84=126$.
Задача 18
На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Переход с излучением фотона наибольшей частоты изображён стрелкой...
Решение
Квант энергии излучается при переходе на более низкий уровень. При этом расстояние между уровнями пропорционально частоте: $∆E=hυ$. Из диаграммы видно, что среди предложенных вариантов ответа максимальному расстоянию между уровнями, а знчит, и наибольшей частоте излученного кванта соответствует переход с уровня 4 на уровень 1.
Задача 19
Ядро урана $↙{92}↖{235}U$, захватив нейтрон, делится на два осколка $↙{55}↖{140}Cs$ и $↙{37}↖{94}Rb$. Сколько нейтронов выделяется в такой ядерной реакции деления?
Решение
$↙{92}↖{235}U+{}↙{0}↖{1}n→{}↙{55}↖{140}Cs+{}↙{37}↖{94}Rb+?{}↙{0}↖{1}n$. Найдем зарядовое число: $Z=92+0-55-37=0$. Найдем массовое число: $A=235+1-140-94=2$. Так как массовое число у нас получилось $A=2$, а у нейтрона $A=1$, то, значит, в такой ядерной реакции деления выделяется 2 нейтрона.
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
