Физика, 9 класс

Задачи: Состав атомного ядра. Ядерные силы

Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.

База

База Задача 1

Сколько протонов и сколько нейтронов в ядре атома алюминия \({}^{27}_{13}\text{Al}\)?

Подсказка

Нижнее число — протоны, верхнее — все нуклоны.

Решение
Дано
  • \(A = 27\)
  • \(Z = 13\)
Найти
  • \(Z\)
  • \(N\)

Протонов \(Z = 13\). Нейтронов \(N = A - Z = 27 - 13 = 14\).

Ответ
13 протонов, 14 нейтронов
База Задача 2

Какие из ядер \({}^{12}_{6}\text{C}\), \({}^{14}_{7}\text{N}\), \({}^{14}_{6}\text{C}\) являются изотопами одного элемента?

Подсказка

У изотопов одинаковое зарядовое число Z.

Решение

У \({}^{12}_{6}\text{C}\) и \({}^{14}_{6}\text{C}\) одинаковое \(Z = 6\) — это углерод. Массовые числа разные, значит, различается число нейтронов (6 и 8). У азота \(Z = 7\) — это другой элемент, хотя \(A = 14\) совпадает с углеродом-14.

Ответ
¹²₆C и ¹⁴₆C

Средний

Средний Задача 3

В ядре 20 протонов и 24 нейтрона. Какой это элемент? Запишите обозначение ядра.

Подсказка

Номер клетки в таблице Менделеева равен числу протонов.

Решение
Дано
  • \(Z = 20\)
  • \(N = 24\)
Найти
  • элемент
  • \(A\)

\(A = Z + N = 20 + 24 = 44\). Элемент № 20 в таблице Менделеева — кальций. Обозначение: \({}^{44}_{20}\text{Ca}\).

Ответ
кальций, ⁴⁴₂₀Ca (A = 44)
Средний Задача 4

Каков заряд ядра атома кислорода \({}^{16}_{8}\text{O}\) в кулонах? Элементарный заряд \(1{,}6 \cdot 10^{-19}\) Кл.

Подсказка

Заряд ядра — это число протонов, умноженное на заряд одного протона.

Решение
Дано
  • \(Z = 8\)
  • \(e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\) Кл
Найти
  • \(q\)

\(q = Z \cdot e = 8 \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-19} = 1{,}28 \cdot 10^{-18}\) Кл.

Ответ
1,28·10⁻¹⁸ Кл

Сложный

Сложный Задача 5

В ядре некоторого атома всего 90 нуклонов, причём нейтронов на 10 больше, чем протонов. Найдите Z и N и определите элемент.

Подсказка

Составьте систему Z + N = 90, N − Z = 10.

Решение
Дано
  • \(A = 90\)
  • \(N - Z = 10\)
Найти
  • \(Z\)
  • \(N\)

Сложим уравнения \(Z + N = 90\) и \(N - Z = 10\), получим \(2N = 100\), \(N = 50\). Тогда \(Z = 90 - 50 = 40\). Элемент № 40 — цирконий, \({}^{90}_{40}\text{Zr}\).

Ответ
Z = 40, N = 50, цирконий
Сложный Задача 6

Оцените массу ядра атома меди \({}^{63}_{29}\text{Cu}\) в килограммах, если масса одного нуклона примерно 1 а. е. м., а 1 а. е. м. = \(1{,}66 \cdot 10^{-27}\) кг.

Подсказка

Масса ядра в а. е. м. примерно равна массовому числу A.

Решение
Дано
  • \(A = 63\)
  • \(1\) а. е. м. \(= 1{,}66 \cdot 10^{-27}\) кг
Найти
  • \(m\)

\(m \approx A\) а. е. м. \(= 63 \cdot 1{,}66 \cdot 10^{-27} \approx 1{,}05 \cdot 10^{-25}\) кг.

Ответ
≈ 1,05·10⁻²⁵ кг
Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.