РУҚА
ЕГЭ · физика · нөмір 16 · жауаптары бар шешімдер

Тапсырма 16 ЕГЭ по физикаға: ФИПИ шешімдері қадамдық жауаптарымен

Все задачи задания 16 ФИПИ ашық банкінен с готовым ответом и началом талдау. Толық қадамдық шешім және ресми кілт – карточкадағы сілтемелер бойынша.

Шешімсіз тапсырмалар
116
жауаптары бар шешімдер
2
тақырыптар нөмірде
6
тізім беттері
61ФИПИ 84503D№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Энергия фотонов разных цветов

Длина волны красного света в 2 раза больше длины волны фиолетового света. Во сколько раз энергия фотона волны красного света меньше энергии фотона волны фиолетового света?

  1. 1
    Энергия фотона обратно пропорциональна длине волны.$$E = \dfrac{hc}{\lambda}$$
  2. 2
    Длина волны красного света в 2 раза больше длины волны фиолетового света, поэтому энергия красного фотона в 2 раза меньше.$$\frac{E_{\text{кр}}}{E_{\text{фиол}}} = \frac{\lambda_{\text{фиол}}}{\lambda_{\text{кр}}} = \frac{1}{2}$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
62ФИПИ 89D780№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Период полураспада изотопа

Закон радиоактивного распада ядер некоторого изотопа имеет вид: $N = N_0 \cdot 2^{-\lambda t}$, где $\lambda = 0{,}05\ \text{с}^{-1}$. Определите период полураспада этих ядер.

  1. 1
    За один период полураспада число ядер уменьшается в два раза, поэтому показатель степени в законе распада равен $-1$:$$\lambda T_{1/2} = 1$$
  2. 2
    Вычислим период полураспада:$$T_{1/2} = \frac{1}{\lambda} = \frac{1}{0{,}05\ \text{с}^{-1}} = 20\ \text{с}$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
63ФИПИ 8A543D№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Распад изотопа калия

Период $T$ полураспада изотопа калия $^{38}_{19}\mathrm{K}$ равен 7,6 мин. Изначально в образце содержалось 2,4 мг этого изотопа. Сколько этого изотопа останется в образце через 22,8 мин?

  1. 1
    Определим число периодов полураспада за указанное время:$$n = \dfrac{t}{T_{1/2}} = \dfrac{22{,}8}{7{,}6} = 3$$
  2. 2
    Масса изотопа после $n$ периодов полураспада определяется формулой:$$m = m_0\left(\dfrac{1}{2}\right)^n$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
64ФИПИ 8B060E№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

График радиоактивного распада

Ядра нептуния $^{240}_{93}\mathrm{Np}$ испытывают $\beta^-$-распад с периодом полураспада 60 мин. В момент начала наблюдения в образце содержится $8 \cdot 10^{20}$ ядер нептуния. Через какую из…

  1. 1
    Число ядер при радиоактивном распаде определяется законом:$$N = N_0 \left(\dfrac{1}{2}\right)^{t/T}$$
  2. 2
    Для точки 2 время равно 120 мин, то есть двум периодам полураспада.$$N(120) = 8 \cdot 10^{20} \left(\dfrac{1}{2}\right)^{120/60} = 2 \cdot 10^{20}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
65ФИПИ 8F0C7B№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Период полураспада изотопа

Закон радиоактивного распада ядер некоторого изотопа имеет вид: $N = N_0 \cdot 2^{-\lambda t}$, где $\lambda = 0{,}04\ \text{с}^{-1}$. Определите период полураспада этих ядер.

  1. 1
    По определению периода полураспада число ядер становится равным половине исходного: $N = \dfrac{N_0}{2}$.
  2. 2
    Сравнивая это с законом $N = N_0 \cdot 2^{-\lambda t}$, получаем $\lambda T_{1/2} = 1$.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
66ФИПИ 8F8B26№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Период полураспада иридия

Дан график зависимости числа нераспавшихся ядер иридия $^{181}_{77}\mathrm{Ir}$ от времени. Каков период полураспада этого изотопа? Ответ выразите в минутах.

  1. 1
    По графику начальное число нераспавшихся ядер равно $6 \cdot 10^{18}$.
  2. 2
    Половина первоначального числа ядер равна $3 \cdot 10^{18}$.$$\frac{N_0}{2}=\frac{6\cdot10^{18}}{2}=3\cdot10^{18}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
67ФИПИ 93EDA9№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Радиоактивные распады

Установите соответствие между видами радиоактивного распада и реакциями, описывающими этот распад.

  1. 1
    При альфа-распаде ядро испускает альфа-частицу, то есть ядро гелия $^{4}_{2}\mathrm{He}$.$$^{A}_{Z}X \rightarrow {}^{A-4}_{Z-2}Y + {}^{4}_{2}\mathrm{He}$$
  2. 2
    Реакция 3 содержит испускание ядра $^{4}_{2}\mathrm{He}$: $^{227}_{89}\mathrm{Ac} \rightarrow {}^{223}_{87}\mathrm{Fr} + {}^{4}_{2}\mathrm{He}$. Следовательно, А — 3.

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
68ФИПИ 9758C9№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Распад изотопа иода

Период полураспада одного из изотопов иода составляет 81 мин. Первоначально в образце содержалось 0,2 моль этого изотопа. Сколько моль данного изотопа останется в образце через 162 мин.?

  1. 1
    Определим число периодов полураспада за указанное время:$$n = \dfrac{162}{81} = 2$$
  2. 2
    Используем закон радиоактивного распада и подставим начальное количество вещества:$$N = N_0\left(\dfrac{1}{2}\right)^n = 0{,}2\left(\dfrac{1}{2}\right)^2 = 0{,}05\ \text{моль}$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
69ФИПИ 9CE5C3№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Ядерная реакция бериллия

Ядро бериллия может захватить альфа-частицу, в результате чего происходит ядерная реакция $^{4}_{2}\mathrm{He} + ^{9}_{4}\mathrm{Be} \rightarrow ^{A}_{Z}X + ^{1}_{0}n$ с образованием ядра…

  1. 1
    Используем закон сохранения электрического заряда: сумма зарядовых чисел ядер до реакции равна сумме зарядовых чисел после реакции.$$2 + 4 = Z + 0$$
  2. 2
    Находим заряд образовавшегося ядра.$$Z = 6$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
70ФИПИ A0EAD1№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Отношение длин волн фотонов

В вакууме распространяются две монохроматические электромагнитные волны. Энергия фотона первой волны в 2 раза больше энергии фотона второй волны. Определите отношение $\dfrac{\lambda_1}{\lambda_2}$…

  1. 1
    Энергия фотона обратно пропорциональна длине волны:$$E = \dfrac{hc}{\lambda}$$
  2. 2
    По условию энергия первого фотона в два раза больше энергии второго:$$E_1 = 2E_2$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
71ФИПИ A1AF4F№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Изменение частоты фотонов

При замене одного лазера на другой мощность испускаемого светового пучка увеличилась в 1,5 раза, а энергия каждого испускаемого фотона уменьшилась в 2,5 раза. Во сколько раз уменьшилась при этом…

  1. 1
    Энергия фотона связана с его частотой формулой Планка.$$E = h\nu$$
  2. 2
    Постоянная Планка не изменяется, поэтому при уменьшении энергии фотона в 2,5 раза частота также уменьшается в 2,5 раза.$$\frac{\nu_1}{\nu_2} = \frac{E_1}{E_2} = 2{,}5$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
72ФИПИ A21154№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Заряд ядра в реакции

Ядро урана захватывает нейтрон, в результате чего происходит ядерная реакция $^{1}_{0}\mathrm{n} + ^{238}_{92}\mathrm{U} \rightarrow ^{A}_{Z}\mathrm{X} + 2\,^{1}_{0}\mathrm{n}$ с образованием ядра…

  1. 1
    Используем закон сохранения электрического заряда. Заряд нейтрона равен нулю.$$0 + 92 = Z + 2 \cdot 0$$
  2. 2
    Следовательно, зарядовое число образовавшегося ядра равно:$$Z = 92$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
73ФИПИ A2B69D№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Альфа-распад висмута

Радиоактивный изотоп висмута $^{212}_{83}\mathrm{Bi}$ претерпевает $\alpha$-распад. Укажите число протонов и число нейтронов в образовавшемся ядре.

  1. 1
    При альфа-распаде исходное ядро испускает частицу $^{4}_{2}\mathrm{He}$, поэтому его зарядовое число уменьшается на 2, а массовое число — на 4.$$Z' = 83 - 2 = 81,\quad A' = 212 - 4 = 208$$
  2. 2
    Число нейтронов в образовавшемся ядре равно разности массового и зарядового чисел.$$N' = A' - Z' = 208 - 81 = 127$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
74ФИПИ A3ED17№ 16БазалықКванттық және ядролық физика

Число нейтронов галлия

Сколько нейтронов содержится в ядре изотопа галлия $^{69}_{31}\mathrm{Ga}$?

  1. 1
    Массовое число $A = 69$ равно общему числу нуклонов в ядре, а зарядовое число $Z = 31$ — числу протонов.$$A = Z + N$$
  2. 2
    Найдём число нейтронов как разность массового и зарядового чисел.$$N = A - Z = 69 - 31 = 38$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
75ФИПИ A773F6№ 16БазалықКванттық және ядролық физика

Изотопы меди и число протонов

Под названием каждого элемента приведены массовые числа его основных стабильных изотопов. Нижний индекс около массового числа указывает в процентах распространённость изотопа в природе. Определите…

  1. 1
    Сравниваем распространённость стабильных изотопов меди: 69% и 31%. Наименее распространён изотоп с массовым числом 65.
  2. 2
    Число протонов в ядре равно порядковому нөміріне элемента. Порядковый нөмір меди — 29.$$Z_{\mathrm{Cu}} = 29$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
76ФИПИ AB2CB2№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Число молей гелия

Образец радиоактивного радия $^{224}_{88}\mathrm{Ra}$ находится в закрытом сосуде, из которого откачан воздух. Ядра радия испытывают $\alpha$-распад с периодом полураспада 3,6 суток. Определите…

  1. 1
    Определим число периодов полураспада:$$n = \dfrac{10{,}8}{3{,}6} = 3$$
  2. 2
    После трёх периодов полураспада останется $\dfrac{1}{2^3} = \dfrac{1}{8}$ исходных ядер. Поэтому распадётся $\dfrac{7}{8}$ исходного количества ядер радия.$$N_{\mathrm{расп}} = 6 \cdot 10^{23} \cdot \dfrac{7}{8} = 5{,}25 \cdot 10^{23}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
77ФИПИ AC25E0№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Сохранение чисел при распаде

При взаимодействии ядра изотопа бора $^{10}_{5}\mathrm{B}$ с нейтроном образуются $\alpha$-частица и ядро $^{A}_{Z}\mathrm{X}$. Определите массовое число $A$ и зарядовое число $Z$ ядра…

  1. 1
    При ядерной реакции сохраняется суммарное массовое число. У нейтрона массовое число равно 1, у $\alpha$-частицы — 4.$$10 + 1 = 4 + A$$
  2. 2
    Находим массовое число неизвестного ядра:$$A = 10 + 1 - 4 = 7$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому4 қадам в разборе
78ФИПИ AE1495№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Заряд ядра после β-распада

Ядро изотопа тория $^{234}_{90}\mathrm{Th}$ испытывает электронный $\beta$-распад, при этом образуется ядро элемента $^{A}_{Z}\mathrm{X}$. Каков заряд $Z$ образовавшегося ядра $\mathrm{X}$ в…

  1. 1
    При электронном $\beta$-распаде один нейтрон превращается в протон, поэтому зарядовое число ядра увеличивается на единицу.$$Z_{\text{доч}} = Z_{\text{исх}} + 1$$
  2. 2
    Для ядра тория исходное зарядовое число равно $90$.$$Z_{\text{доч}} = 90 + 1 = 91$$
Шешім полностьюЖауапШешу самому2 қадам в разборе
79ФИПИ AF193C№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Импульс фотона и длина волны

Длина волны красного света в 2 раза больше длины волны фиолетового света. Во сколько раз импульс фотона красного света меньше импульса фотона фиолетового света?

  1. 1
    Импульс фотона выражается через длину волны:$$p = \dfrac{h}{\lambda}$$
  2. 2
    По условию длина волны красного света в 2 раза больше длины волны фиолетового света:$$\lambda_{\text{к}} = 2\lambda_{\text{ф}}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе
80ФИПИ B00348№ 16КүрделіКванттық және ядролық физика

Изотоп галлия

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…

  1. 1
    Порядковый нөмір галлия равен 31, поэтому зарядовое число и число протонов в его ядре равны 31.$$Z = 31$$
  2. 2
    Наиболее распространённый изотоп галлия имеет массовое число 69.$$A = 69$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Шешім полностьюЖауапШешу самому3 қадам в разборе