Решения заданий ФИПИ ОГЭ по физике: «Квантовая и ядерная физика» — с ответами

Физические понятия и примеры

Установите соответствие между физическими понятиями и примерами этих понятий. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

1. 1
   Мощность излучения характеризует физическое явление количественно, поэтому является физической величиной.
2. 2
   Джоуль — это единица измерения энергии, поэтому он является единицей физической величины.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Физические понятия и примеры

Установите соответствие между физическими понятиями и примерами этих понятий.

1. 1
   Энергия — физическая величина, которую можно измерять.
2. 2
   Кулон — единица измерения электрического заряда.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Зарядовое число после альфа-распада

Чему равно зарядовое число ядра, которое образуется из ядра радия $^{224}_{88}\mathrm{Ra}$ в результате двух последовательных $\alpha$-распадов?

1. 1
   При одном $\alpha$-распаде из ядра испускается частица $^{4}_{2}\mathrm{He}$, поэтому зарядовое число уменьшается на 2.$$Z \to Z - 2$$
2. 2
   Так как произошло два последовательных $\alpha$-распада, зарядовое число уменьшилось на 4.$$Z = 88 - 2 \cdot 2 = 84$$

Число протонов в ядре

Сколько протонов содержит ядро изотопа кальция $^{44}_{20}\mathrm{Ca}$?

1. 1
   В записи изотопа нижний индекс обозначает порядковый номер элемента и число протонов в ядре.$$Z = 20$$
2. 2
   Следовательно, ядро изотопа кальция содержит 20 протонов.

Массовое число при альфа-распаде

Изотоп золота $^{179}_{79}\mathrm{Au}$ испытывает $\alpha$-распад. Чему равно массовое число ядра, полученного в результате этого распада?

1. 1
   При $\alpha$-распаде ядро испускает частицу, состоящую из двух протонов и двух нейтронов. Поэтому массовое число уменьшается на 4.$$A' = A - 4$$
2. 2
   Подставляем массовое число исходного изотопа золота:$$A' = 179 - 4 = 175$$

Массовое число радия

В результате $\alpha$-распада ядра радия возникает ядро радона $^{222}_{86}\mathrm{Rn}$. Чему было равно массовое число исходного ядра радия?

1. 1
   При $\alpha$-распаде ядро испускает частицу $^{4}_{2}\mathrm{He}$, поэтому массовое число уменьшается на 4.$$A_{\text{дочернего}} = A_{\text{исходного}} - 4$$
2. 2
   Для ядра радона массовое число равно 222, следовательно, массовое число исходного ядра радия:$$A_{\text{исходного}} = 222 + 4 = 226$$

Период полураспада изотопа

На рисунке показан график изменения массы находящегося в пробирке радиоактивного изотопа с течением времени. Каков период полураспада этого изотопа?

1. 1
   Период полураспада — время, за которое масса радиоактивного вещества уменьшается в два раза.$$m = \dfrac{m_0}{2}$$
2. 2
   По графику начальная масса равна $2\ \text{мг}$, а масса $1\ \text{мг}$ достигается через $4\ \text{ч}$.$$T_{1/2} = 4\ \text{ч}$$

Число протонов в изотопе

Сколько протонов содержит ядро изотопа железа $^{56}_{26}\mathrm{Fe}$?

1. 1
   В ядерной записи нижний индекс обозначает зарядовое число $Z$, то есть число протонов в ядре.$$Z = 26$$
2. 2
   Следовательно, ядро изотопа железа содержит 26 протонов.

Массовое число ядра

Каково массовое число ядра X в реакции $^{238}_{92}\mathrm{U} + ^{12}_{6}\mathrm{C} \rightarrow X + 4\,^{1}_{0}\mathrm{n}$?

1. 1
   По закону сохранения массового числа сумма массовых чисел частиц до реакции равна сумме массовых чисел частиц после реакции.$$238 + 12 = A_X + 4 \cdot 1$$
2. 2
   Находим массовое число ядра X:$$A_X = 238 + 12 - 4 = 246$$

Число нейтронов изотопа

Сколько нейтронов содержит ядро изотопа кислорода $^{15}_{8}\mathrm{O}$?

1. 1
   В изотопе $^{15}_{8}\mathrm{O}$ массовое число равно $A = 15$, а зарядовое число равно $Z = 8$.$$A = 15,\quad Z = 8$$
2. 2
   Число нейтронов равно разности массового и зарядового чисел.$$N = A - Z = 15 - 8 = 7$$

Число протонов в изотопе

Сколько протонов содержит ядро изотопа титана $^{50}_{22}\mathrm{Ti}$?

1. 1
   В ядерной записи изотопа нижний индекс показывает зарядовое число $Z$, равное числу протонов в ядре.$$Z = 22$$
2. 2
   Следовательно, ядро изотопа титана содержит 22 протона.

Число нейтронов в изотопе

Сколько нейтронов содержит ядро изотопа титана $^{50}_{22}\mathrm{Ti}$?

1. 1
   В записи изотопа $^{50}_{22}\mathrm{Ti}$ массовое число равно $A = 50$, а зарядовое число — $Z = 22$.$$A = 50,\quad Z = 22$$
2. 2
   Число нейтронов равно разности массового числа и числа протонов.$$N = A - Z = 50 - 22 = 28$$

Массовое число ядра

Каково массовое число ядра $X$ в реакции $^{252}_{98}\mathrm{Cf} + ^{4}_{2}\mathrm{He} \rightarrow X + 3\,^{1}_{0}\mathrm{n}$?

1. 1
   По закону сохранения массового числа сумма массовых чисел исходных частиц равна сумме массовых чисел продуктов реакции.$$252 + 4 = A_X + 3 \cdot 1$$
2. 2
   Находим массовое число ядра $X$.$$A_X = 252 + 4 - 3 = 253$$

Число протонов в неоне

Сколько протонов содержит ядро изотопа неона $^{24}_{10}\mathrm{Ne}$?

1. 1
   Число протонов в ядре определяется порядковым номером химического элемента.$$Z = N_p$$
2. 2
   Для изотопа неона $^{24}_{10}\mathrm{Ne}$ порядковый номер равен 10.$$N_p = 10$$

Число электронов в атоме

Сколько электронов содержит нейтральный атом изотопа полония $^{206}_{84}\mathrm{Po}$?

1. 1
   В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, то есть порядковому номеру элемента.$$N_e = Z$$
2. 2
   Для полония $^{206}_{84}\mathrm{Po}$ порядковый номер $Z = 84$.$$N_e = 84$$

Число протонов в полонии

Сколько протонов содержит ядро изотопа полония $^{206}_{84}\mathrm{Po}$?

1. 1
   В записи изотопа $^{A}_{Z}X$ нижний индекс $Z$ обозначает зарядовое число, равное числу протонов в ядре.$$Z = N_p$$
2. 2
   Для изотопа $^{206}_{84}\mathrm{Po}$ зарядовое число равно 84.$$N_p = 84$$

Период полураспада ядер

На рисунке представлен график изменения количества $N$ радиоактивных ядер с течением времени $t$. Чему равен период полураспада этих радиоактивных ядер?

1. 1
   Начальное количество радиоактивных ядер равно $60 \cdot 10^{17}$. Половина начального количества составляет $30 \cdot 10^{17}$.$$N_{1/2}=\dfrac{N_0}{2}=30\cdot 10^{17}$$
2. 2
   По графику значение $N=30\cdot 10^{17}$ достигается при $t=20\ \text{с}$.$$T_{1/2}=20\ \text{с}$$

Зарядовое число ядра

Каково зарядовое число ядра $X$ в реакции $^{252}_{98}\mathrm{Cf} + ^{4}_{2}\mathrm{He} \rightarrow X + 3\,^{1}_{0}\mathrm{n}$?

1. 1
   По закону сохранения зарядового числа сумма зарядовых чисел исходных ядер равна сумме зарядовых чисел продуктов реакции.$$98 + 2 = Z_X + 3 \cdot 0$$
2. 2
   Нейтроны электрически нейтральны, поэтому их зарядовое число равно нулю.$$Z_X = 98 + 2 = 100$$

Число нейтронов в ядре

Сколько нейтронов содержит ядро изотопа углерода $^{15}_{6}\mathrm{C}$?

1. 1
   В записи изотопа $^{15}_{6}\mathrm{C}$ массовое число равно $A = 15$, а зарядовое число, равное числу протонов, — $Z = 6$.
2. 2
   Число нейтронов находим как разность массового числа и числа протонов.$$N = A - Z = 15 - 6 = 9$$

Зарядовое число ядра изотопа

Известно, что нейтральный атом изотопа X содержит 30 электронов, а в атомном ядре содержится 36 нейтронов. Каково зарядовое число ядра этого изотопа?

1. 1
   Нейтральный атом имеет одинаковое число электронов и протонов.$$N_e = N_p$$
2. 2
   Зарядовое число ядра равно числу протонов, поэтому оно совпадает с числом электронов.$$Z = N_p = N_e = 30$$