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

Зарядовое число исходного ядра

Чему равно зарядовое число ядра, из которого в результате двух последовательных $\alpha$-распадов образуется ядро церия $^{140}_{58}\mathrm{Ce}$?

1. 1
   При одном $\alpha$-распаде зарядовое число уменьшается на 2. При двух последовательных распадах уменьшение составляет 4.$$\Delta Z = 2 \cdot 2 = 4$$
2. 2
   Следовательно, зарядовое число исходного ядра равно зарядовому числу ядра церия плюс 4.$$Z = 58 + 4 = 62$$

Зарядовое число после альфа-распада

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

1. 1
   Альфа-частица представляет собой ядро гелия ${}^{4}_{2}\mathrm{He}$ и уносит два протона.$$Z_{\alpha}=2$$
2. 2
   При альфа-распаде зарядовое число исходного ядра уменьшается на 2.$$Z' = 79 - 2 = 77$$

Число нейтронов бора

Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, определите, сколько нейтронов содержит ядро бора с массовым числом 11.

1. 1
   Из периодической системы находим атомный номер бора: $Z = 5$. Это число протонов в ядре.$$Z = 5$$
2. 2
   Число нейтронов равно разности массового числа и атомного номера.$$N = A - Z = 11 - 5 = 6$$

Число альфа-частиц

Сколько $\alpha$-частиц возникает в реакции $^{1}_{1}\mathrm{p} + ^{7}_{3}\mathrm{Li} \rightarrow ?\,^{4}_{2}\mathrm{He}$?

1. 1
   Обозначим число возникающих $\alpha$-частиц через $n$. По закону сохранения массового числа:$$1 + 7 = 4n$$
2. 2
   Находим число альфа-частиц:$$n = \frac{1 + 7}{4} = 2$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Массовое число при альфа-распаде

Изотоп тория $^{230}_{90}\mathrm{Th}$ испытывает $\alpha$-распад. Чему равно массовое число ядра, полученного в результате этого распада?

1. 1
   При альфа-распаде ядро испускает альфа-частицу, имеющую массовое число 4.$$^{4}_{2}\mathrm{He}$$
2. 2
   Массовое число дочернего ядра равно разности массового числа исходного ядра и массового числа альфа-частицы.$$A = 230 - 4 = 226$$

Число протонов в ядре

Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, определите, сколько протонов содержит ядро бора с массовым числом 11.

1. 1
   Число протонов в ядре атома равно порядковому номеру элемента в Периодической системе.$$Z = N_p$$
2. 2
   В таблице у бора порядковый номер равен 5. Массовое число 11 не изменяет число протонов, а характеризует сумму протонов и нейтронов.$$N_p = 5$$

Число нейтронов кислорода

Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, представленный в таблице, определите, сколько нейтронов содержит ядро кислорода с массовым числом 17.

1. 1
   По таблице порядковый номер кислорода равен $Z = 8$.
2. 2
   Число нейтронов равно разности массового числа и порядкового номера:$$N = A - Z$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Число электронов в атоме

Сколько электронов содержит нейтральный атом, в ядре которого содержится 3 протона и 4 нейтрона?

1. 1
   Нейтральный атом имеет одинаковое число протонов и электронов, поэтому суммарный заряд атома равен нулю.$$N_e = N_p$$
2. 2
   В ядре содержится 3 протона, следовательно, атом содержит 3 электрона.$$N_e = 3$$

Число электронов атома железа

Сколько электронов содержит нейтральный атом железа $^{56}_{26}\mathrm{Fe}$?

1. 1
   Нейтральный атом не имеет электрического заряда, поэтому число электронов в нём равно числу протонов.$$N_e = Z$$
2. 2
   В записи $^{56}_{26}\mathrm{Fe}$ нижний индекс $26$ — это порядковый номер элемента и число протонов.$$N_e = 26$$

Массовое число ядра

Каково массовое число ядра $X$ в реакции $^{238}_{92}\mathrm{U} + ^{14}_{7}\mathrm{N} \rightarrow X + 6\,^{1}_{0}\mathrm{n}$?

1. 1
   По закону сохранения массового числа сумма массовых чисел исходных ядер равна сумме массовых чисел продуктов.$$238 + 14 = A_X + 6 \cdot 1$$
2. 2
   Выразим массовое число ядра $X$ и вычислим его значение.$$A_X = 238 + 14 - 6 = 246$$

Число нейтронов при делении

Сколько нейтронов рождается в результате реакции деления $^{1}_{0}\mathrm{n} + ^{238}_{92}\mathrm{U} \rightarrow ^{146}_{56}\mathrm{Ba} + ^{92}_{36}\mathrm{Kr} + ?\,^{1}_{0}\mathrm{n}$?

1. 1
   По закону сохранения массового числа сумма массовых чисел ядер и частиц до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.$$1 + 238 = 146 + 92 + x$$
2. 2
   Находим число рождающихся нейтронов:$$x = 1 + 238 - 146 - 92 = 1$$

Протоны в ядре кислорода

Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, определите, сколько протонов содержит ядро кислорода с массовым числом 16.

1. 1
   В Периодической системе кислород имеет порядковый номер $Z = 8$.$$Z = 8$$
2. 2
   Порядковый номер элемента равен числу протонов в ядре. Массовое число 16 на число протонов не влияет.$$N_p = Z = 8$$

Массовое число при альфа-распаде

Чему равно массовое число ядра, из которого в результате двух последовательных $\alpha$-распадов образуется ядро церия $^{140}_{58}\mathrm{Ce}$?

1. 1
   При одном $\alpha$-распаде из ядра вылетает частица $^{4}_{2}\mathrm{He}$, поэтому массовое число уменьшается на 4.$$A \to A - 4$$
2. 2
   При двух последовательных $\alpha$-распадах массовое число уменьшается на 8.$$A - 2 \cdot 4 = 140$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Число нейтронов азота

Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, определите, сколько нейтронов содержит ядро азота с массовым числом 15.

1. 1
   По таблице определяем атомный номер азота: $Z = 7$. Это число протонов в ядре.$$Z = 7$$
2. 2
   Число нейтронов равно массовому числу за вычетом числа протонов.$$N = A - Z = 15 - 7 = 8$$

Зарядовое число изотопа

Элемент резерфордий можно получить при бомбардировке ядер изотопа $X$ ядрами изотопа титана $^{50}_{22}\mathrm{Ti}$ в соответствии с реакцией…

1. 1
   По закону сохранения зарядового числа сумма зарядовых чисел ядер и частиц до реакции равна сумме зарядовых чисел после реакции.$$Z_X + 22 = 104 + 3 \cdot 0$$
2. 2
   Нейтроны не имеют электрического заряда, поэтому зарядовое число изотопа $X$ равно:$$Z_X = 104 - 22 = 82$$

Число нейтронов в изотопе

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

1. 1
   Число нейтронов в ядре равно разности массового числа и заряда ядра:$$N = A - Z$$
2. 2
   Для изотопа $^{56}_{26}\mathrm{Fe}$:$$N = 56 - 26 = 30$$

Число нейтронов в изотопе

Известно, что нейтральный атом изотопа X содержит 5 электронов, а в атомном ядре содержится 11 нуклонов. Сколько нейтронов содержится в ядре этого изотопа?

1. 1
   Так как атом нейтральный, число протонов в его ядре равно числу электронов: $Z = 5$.$$Z = 5$$
2. 2
   Число нуклонов равно сумме протонов и нейтронов.$$A = Z + N$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Электроны в атоме алюминия

Сколько электронов содержит нейтральный атом алюминия $^{27}_{13}\mathrm{Al}$?

1. 1
   В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, то есть порядковому номеру элемента.$$N_e = Z$$
2. 2
   Для алюминия порядковый номер $Z = 13$.$$N_e = 13$$

Массовое число при β-распаде

Ядро стронция $^{90}_{38}\mathrm{Sr}$ претерпело $\beta^-$-распад. Каково массовое число образовавшегося ядра?

1. 1
   При $\beta^-$-распаде один нейтрон превращается в протон, поэтому зарядовое число увеличивается на единицу, а число нуклонов не изменяется.$$^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A}_{Z+1}Y + \beta^-$$
2. 2
   Массовое число исходного ядра стронция равно $90$, следовательно, массовое число образовавшегося ядра также равно $90$.$$A' = A = 90$$

Число электронов в атоме

Сколько электронов содержит нейтральный атом изотопа кислорода $^{15}_{8}\mathrm{O}$?

1. 1
   Нижний индекс в записи изотопа показывает порядковый номер элемента и число протонов в ядре.$$Z = 8$$
2. 2
   Атом нейтрален, поэтому число электронов равно числу протонов.$$N_e = Z = 8$$