Решение задач ЕГЭ часть С: Физика атома и атомного ядра

1 C11 На рисунке показаны два трека заряженных частиц в камере Вильсона, помещенной в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка Трек I принадлежит протону Какой из частиц (протону, электрону или α-частице) принадлежит трек? Известно, что частицы влетели в камеру Вильсона в плоскости рисунка с одинаковыми скоростями Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения С61 Пациенту ввели внутривенно дозу раствора, содержащего изотоп Активность 1 см 3 этого раствора а 0 = 2000 распадов в секунду Период полураспада изотопа равен Т = 15,3 ч Через t = 3 ч 50 мин активность 1 см 3 крови пациента стала а = 0,28 распадов в секунду Каков объѐм введѐнного раствора, если общий объѐм крови пациента V = 6 л? Переходом ядер изотопа из крови в другие ткани организма Ответ: V o 1 см 3 С62 Пациенту ввели внутривенно дозу раствора, содержащего определѐнный изотоп натрия Активность 1 см 3 этого раствора а 0 = 2000 распадов в секунду Период полураспада изотопа равен T = 15,3 ч Через t = 3 ч 50 мин активность 1 см 3 крови пациента стала а = 0,28 распадов в секунду Каков объѐм введѐнного раствора, если общий объѐм крови пациента V = 6 л? Переходом ядер используемого изотопа натрия из крови в другие ткани организма Ответ: V 0 1 cм 3 С63 С какой скоростью вылетает -частица из радиоактивного ядра, если она, попадая в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл перпендикулярно его силовым линиям, движется по дуге окружности радиуса 0,5 м ( -частица ядро атома гелия, молярная масса гелия 0,004 кг/моль) Ответ: 1, м/с С64 В массивном образце, содержащем радий, за 1 с испускается 3, α-частиц, движущихся со скоростью 1, м/с Найдите энергию, выделяющуюся за 1ч Масса α- частицы равна 6, кг Энергией отдачи ядер, γ-излучением и релятивистскими эффектами Ответ: Е 100 Дж С65 Радиоактивный препарат помещен в медный контейнер массой 0,5 кг За 2 ч температура контейнера повысилась на 5,2 К Известно, что данный препарат испускает α- частицы с энергией 5,3 МэВ, причем энергия всех α -частиц полностью переходит во внутреннюю энергию Найдите активность препарата А, то есть количество α -частиц, рождающихся в нем за 1 с Теплоемкостью препарата и теплообменом с окружающей средой Ответ: А 1, с -1 С66 Образец, содержащий радий, за 1 с испускает 3, α-частиц За 1 ч выделяется энергия 100 Дж Каков средний импульс α-частиц? Масса α -частицы равна 6, кг Энергией отдачи ядер, γ-излучением и релятивистскими эффектами Ответ: p 1, кг м/с

2 С67 Образец, содержащий радий, за 1 с испускает 3, α-частиц За 1 ч выделяется энергия 100 Дж Каков средний импульс α -частицы? Масса α -частицы равна 6,7 10 =27 кг Энергией отдачи ядер, γ-излучением и релятивистскими эффектами Ответ: р 1, кгм/с С B8 Препарат, активность которого равна 1, частиц в секунду, помещен в калориметр, заполненный водой при 293 К Сколько времени потребуется, чтобы довести до кипения 10 г воды, если известно, что данный препарат испускает α - частицы энергией 5,3 МэВ, причем энергия всех α-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию? Теплоемкостью препарата, калориметра и теплообменом с окружающей средой Ответ: Δt = 2330 с = 39 мин С DB Препарат активностью 1, частиц в секунду помещен в медный контейнер массой 0,5 кг На сколько повысилась температура контейнера за 1 ч, если известно, что данное радиоактивное вещество испускает α-частицы энергией 5,3 МэВ? Считать, что энергия всех α-частиц полностью переходит во внутреннюю энергию контейнера Теплоемкостью препарата и теплообменом с окружающей средой Ответ: 2,7 0 С С610 При облучении металлической пластинки быстрыми α-частицами небольшая часть этих частиц в результате упругого взаимодействия с ядрами атомов меняет направление скорости на противоположное (аналог опыта Резерфорда) Найдите заряд ядра, если минимальное расстояние, на которое сближались ядро и частица, составило см Масса и скорость α-частиц составляют соответственно кг и км/с (Частицу считать точечной, а ядро точечным и неподвижным Релятивистским эффектом Потенциальная энергия кулоновского взаимодействия ядра и α-частицы r расстояние между ядром и α-частицей) Ответ: q m = Кл С611 Мировое потребление энергии человечеством составляет примерно Дэк в год Если будет возможно освобождение собственной энергии вещества, сколько килограмм вещества потребуется расходовать человечеству в сутки для удовлетворения современных потребностей в энергии? Ответ: 12 кг С612 Используя таблицы в начале и таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении ядерной реакции:, где

3 Ответ: ΔE -2,6 МэВ С613 Определите, ядро какого изотопа X освобождается при осуществлении ядерной реакции: Используя таблицы в начале и таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении этой ядерной реакции Ответ: 12,9 МэВ С614 При взрыве термоядерной бомбы освобождается энергия 8, Дж Эта энергия получается в основном за счет деления ядер урана 238 При делении одного ядра урана 238 освобождается 200 МэВ, масса ядра равна примерно 238 аем Вычислите массу ядер урана, испытавших деление при взрыве, и суммарный дефект массы Ответ: 0,9 кг С615 Определите, какая частица X образуется при осуществлении ядерной реакции Используя таблицы в начале и таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении этой ядерной реакции

4 Ответ: 5,5 МэВ С616 Используя таблицы в начале и таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при осуществлении ядерной реакции Ответ: - 2,64 МэВ С617 Используя таблицы в начале и таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода дейтерия и трития:

5 Ответ: 4, Дж С618 Вычислите массу радиоактивных продуктов деления ядер урана, накапливающихся в ядерном реакторе тепловой мощностью Вт за сутки, принимая выделение энергии при делении ядра урана 235 равным 200 МэВ Ответ: 3,2 кг С619 При реакции синтеза образуется гелий и протон и выделяется 18,3 МэВ энергии Какую кинетическую энергию уносит ядро гелия, если суммарный импульс исходных частиц равен нулю, а их кинетическая энергия пренебрежимо мала по сравнению с выделившейся? Ответ: 3,66 МэВ

531 Нуклонная модель ядра Гейзенберга Иваненко Заряд ядра Массовое число ядра Изотопы 28 (С1)1 На рисунке показаны два трека заряженных частиц в камере Вильсона, помещенной в однородное магнитное поле,