desktop/phys.jpg mobile/phys.jpg

Задание 20. Линейчатые спектры, фотоны, закон радиоактивного распада. ЕГЭ 2022 по физике

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 68.6%
Ответом к заданию 20 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

Задачи для практики

Задача 1

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.

Ответ: 3.14
Показать решение
Полный курс

Задача 2

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 $A$.

Ответ: 24
Показать решение
Полный курс

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 $↙{0}↖{1}n$.

Ответ: нейтрон
Показать решение
Полный курс

Задача 4

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 $↙{0}↖{1}n$.

Ответ: нейтрон
Показать решение
Полный курс

Задача 5

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 сотых . Постоянную Планка считать за 6.63

Решение

Дано:

$λ=345·10^{-9}$м

$h=6.626·10^{-34}$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): $E_{к,max}={6.626·10^{-34}·3·10^8}/{345·10^{-9}·1.6·10^{-19}}-2.26=3.6-2.26=1.34$эВ.

Ответ: 1.34
Показать решение
Полный курс

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): $A_{вых}={6.62·10^{-34}·3·10^8}/{530·10^{-3}}=0.0375·10^{-3}=3.75·10^{-19}={3.75·10^{-19}}/{1.6·10^{-19}}=2.34$эВ.

Ответ: 2.34
Показать решение
Полный курс

Задача 7

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.

Ответ: 1123
Показать решение
Полный курс

Задача 8

Определите длину волны излучения, фотоны которого обладают импульсом 2 · 10−27 кг·м/с. Ответ выразите в (нм) и округлите до целых. Считать $h=6,62·10^{-34}$

Решение

Дано:

$p↖{→}=2·10^{-27}$кгм/с

$р=6.62·10^{-34}$

$λ-?$

Решение:

Учитывая, что $p↖{→}={h}/{λ}$.

$λ={h}/{p↖{→}}={6.62·10^{-34}}/{2·10^{-27}}=331·10^{-9}=331$нм.

Ответ: 331
Показать решение
Полный курс

Задача 9

Два источника излучают пучки монохроматического света с длинами волн λ1 = 360 нм и λ2 = 540 нм. Чему равно отношение энергий фотонов E1/E2 в этих пучках?

Решение

Дано:

$λ_1=360$нм

$λ_2=540$нм

${E_1}/{E_2}-?$

Решение:

Известно, что энергия фотона $E=hυ$, $υ={c}/{λ}$, тогда ${E_1}/{E_2}={hυ_1}/{hυ_2}={λ_2}/{λ_1}=1.5$.

Ответ: 1.5
Показать решение
Полный курс

Задача 10

Радиоактивный изотоп урана $↙{92}↖{238}U$ претерпевает 2α-распада и 2β-распада. Укажите массовое и зарядовое число образовавшегося ядра изотопа тория.

Решение

Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции:

$↙{92}↖{238}U⇄{}↙{90}↖{230}x+2{}↙{2}↖{4}He+2{}↙{1}↖{0}e$.

Альфа-распад это $↙{2}↖{4}He$, а β-распад это $↙{-1}↖{0}e$.

Ответ: 23090
Показать решение
Полный курс

Задача 11

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). $m={m_0}/{2·2·2}={40ω^3}/{8}=5$мг.

Ответ: 5
Показать решение
Полный курс

Задача 12

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.

Ответ: 1.89
Показать решение
Полный курс

Задача 13

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.

Ответ: 39.6
Показать решение
Полный курс

Задача 14

Какой заряд Z будет иметь ядро элемента, получившееся из ядра изотопа $↙{92}↖{238}U$ после трёх α-распадов и одного β-распада?

Решение

Решение:

$↙{92}↖{238}U⇄{}↙{87}↖{225}x+3{}↙{2}↖{4}He+{}↙{1}↖{0}e$, $Z=87$ у ядра элемента.

Ответ: 87
Показать решение
Полный курс

Задача 15

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)$=A-Z=226-88=138$.

Ответ: 88138
Показать решение
Полный курс

Задача 16

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.

Ответ: 108
Показать решение
Полный курс

Задача 17

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 $N=A-Z=98-42=56$.

Ответ: 4256
Показать решение
Полный курс

Задача 18

Определите элемент, получившийся в ходе α-распада. $↙{92}↖{235}U → {}↙{Z}↖{A}X + {}↙{2}↖{4}He$. В ответе напишите название элемента

Решение

Запишем ядерную реакцию:

$↙{92}↖{235}U→{}↙{90}↖{231}Th+{}↙{4}↖{2}He$ - по таблице Менделеева определим элемент.

Ответ: Th
Показать решение
Полный курс

Задача 19

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 $hυ=A_{вых}+U_зe$;
$U_зe=1.5 В ·1.6·10^{-19}Кл=1.5 ·1.6·10^{-19}Дж=1.5 эВ$
$hυ=2эВ+1.5эВ=3.5B$.

Ответ: 3.5
Показать решение
Полный курс

Задача 20

Какой ещё частицей сопровождается деление изотопа урана $↙{92}↖{236}U$, если одним из осколков является ядро цезия $↙{90}↖{232}Cs$?

Решение

Составим уравнение радиоактивного распада $↙{92}↖{236}U⇄{}↙{90}↖{232}Cs+{}↙{2}↖{4}He$ ($α$-частица).

Ответ: альфачастица
Показать решение
Полный курс
Показать еще

Готовим к ЕГЭ на 85+ баллов и побеждаем лень

Каждый месяц 12 онлайн-занятий в дружелюбной атмосфере + 16 домашних работ с жесткими сроками.
Не готовишься — вылетаешь.

Подробнее о курсе