Коефіцієнт лінійного розширення твердих речовин 28 страница
г) стала Больцмана; 1,38∙10─23 Дж/К;
д) стала Авогадро; 6,022∙10─23 моль─1.
73. Швидкість обертання електрона на першій стаціонарній орбіті в атомі Гідрогену дорівнює 2250 км/с. Визначте кінетичну енергію електрона та радіус орбіти:
а) 2,3∙10─19 Дж; 5∙10─11 м;
б) 13∙10─19 Дж; 5∙10─10 м;
в) 23∙10─19 Дж; 5∙10─10 м;
г) 23∙10─19 Дж; 5∙10─11 м;
д) 13∙10─19 Дж; 5∙10─11 м.
74. Вкажіть формулу, за якою визначаються радіуси орбіт в атомі Гідрогену:
а) ; (п = 1, 2, …);
б) ; (п = 1, 2, …);
в) ; (п = 1, 2, …);
г) ; (п = 1, 2, …);
д) ; (п = 1, 2, …).
75. Обчисліть радіус другої орбіти електрона в атомі Гідрогену:
а) 2,1∙10─10 м; г) 5,1∙10─10 м;
б) 3,1∙10─10 м; д) 6,1∙10─10 м.
в) 4,1∙10─10м;
76. Виберіть формулу для визначення повної енергії атома Гідрогену в стаціонарних станах:
а) ; (п = 1, 2, …);
б) ; (п = 1, 2, …);
в) ; (п = 1, 2, …);
г) ; (п = 1, 2, …).
д) ; .
77. Визначте повну енергію електрона на першій стаціонарній орбіті в атомі Гідрогену (в джоулях):
а) ─2,9∙10─17 Дж; г) ─1,9∙10─17Дж;
б) ─2,5∙10─17 Дж; д) ─1,5∙10─17 Дж.
в) ─2,1∙10─17 Дж;
78. Рубіновий лазер випромінює в імпульсі 2∙1019 світлових квантів, довжина хвилі яких 694 нм. Визначте середню потужність спалаху лазера, якщо тривалість спалаху 2 мс:
а) 5,86 кВт; г) 2,86 кВт;
б) 4,86 кВт; д) 12,86 кВт.
в) 3,86 кВт;
79. У результаті серії послідовних радіоактивних розпадів атом Урану перетворився на стабільний атом Плюмбуму . Визначте кількість α-розпадів і β-розпадів:
а) 6 і 4; г) 6 і 2;
б) 8 і 4; д) 8 і 2.
в) 8 і 6;
80. Визначте, яка частина від початкової кількості радіоактивних атомів розпадеться за час, що дорівнює двом періодам піврозпаду:
а) 0,1; г) 0,75;
б) 0,25; д) всі атоми розпадуться.
в) 0,5;
81. Період піврозпаду одного з ізотопів Радону дорівнює 3,82 доби. Визначте, у скільки разів зменшиться кількість атомів цього ізотопу за 1,91 доби:
| г) 1,81; д) 2. |
а) 1,21;
б) 1,41;
в) 1,61;
82. Період піврозпаду ізотопу Цезію дорівнює 30 років. Визначте, скільки відсотків атомів цього ізотопу розпадеться за 150 років:
а) 82,2%; г) 98,1%;
б) 87,5%; д) 99,5%.
в) 96,9 %;
83. Період піврозпаду радіоактивного ізотопу дорівнює 20 год. Визначте час, коли із 4 г даного ізотопу залишиться 125 мг:
а) 30 год; г) 60 год;
б) 40 год; д) 100 год.
в) 50 год;
84. Активність радіоактивного елемента зменшилася в 4 рази за 8 діб. Визначте період піврозпаду елемента:
а) 2 доби; г) 6 діб;
б) 3 доби; д) 8 діб.
в) 4 доби;
85. Обчисліть період піврозпаду радіоактивного ізотопу, якщо за 6 год в середньому розпадається 3750 атомів з 5000 атомів:
а) 2 год; г) 8 год;
б) 3 год; д) 12 год.
в) 6 год;
86. Шар свинцю для половинного ослаблення у-випромінювання ядер Кобальту , який використовується в медицині, дорівнює 1,5 см. Визначте частину γ-випромінювання, яка пройде через 6 см свинцю:
а) 1/3; г) 1/9;
б) 1/4; д) 1/16.
в) 1/8;
87. Визначте дефект маси атома Неону :
а) 1,832∙10─28 кг; г) 3,132∙10─28 кг;
б) 2,132∙10─28 кг; д) 3,832∙10─28 кг.
б) 2,132∙10─28 кг;
в) 2,832∙10─28 кг;
88. Визначте межі, у яких знаходиться значення енергії зв'язку ядра ізотопу Літію :
а) менше 5∙10─12 Дж;
б) від 5∙10─12 Дж до 5,4∙10─12 Дж;
в) від 5,5∙10─12 Дж до 5,8∙10─12 Дж;
г) від 5,9∙10─12 Дж до 6,3∙10─12 Дж;
д) більше до 6,3∙10─12 Дж.
89. Визначте енергію, необхідну для поділу ядра атома Гелію на нуклони (вважайте масу ядра рівною 4,0015 а.о.м.; відповідь виразіть у МеВ):
а) 18,3 МеВ; г) 25,3 МеВ;
б) 20,3 МеВ; д) 28,3 МеВ.
в) 22,3 МеВ;
90. Визначте питому енергію зв'язку ядра Дейтерію :
| г) 4,45 МеВ/нуклон; д) 5,56 МеВ/нуклон. |
а) 1,12 МеВ/нуклон;
б) 2,23 МеВ/нуклон;
в) 3,34 МеВ/нуклон;
91. Сумарна маса спокою продуктів ядерної реакції на 0,032 а.о.м. менша, ніж сумарна маса спокою ядер і частинок, які вступили в реакцію. Визначте енергетичний вихід даної ядерної реакції:
а) поглинуто 29,8 МеВ;
б) виділилося 29,8 МеВ;
в) поглинуто 22,8 МеВ;
г) виділилося 22,8 МеВ;
д) поглинуто 15,8 МеВ.
92. Обчисліть енергетичний вихід термоядерної реакції :
а) 3 МеВ; г) 6 МеВ;
б) 4 МеВ; д) 7 МеВ.
в) 5 МеВ;
93. Визначте енергетичний вихід ланцюгової реакції поділу ядра Урану :
а) 208 МеВ; г) 232 МеВ;
б) 184 МеВ; д) 197 МеВ.
в) 201 МеВ;
94. Визначте енергію, яка виділиться при діленні 1 г урану-235 (вважайте, що при поділі одного ядра виділяється приблизно 200 МеВ енергії; відповідь дайте в кіловат-годинах):
а) 5,3∙104 кВт∙год; г) 2,3∙104 кВт∙год;
б) 4,3∙104 кВт∙год; д) 1,3∙104 кВт∙год.
в) 3,3∙104 кВт∙год;
95. Визначте енергію, яка виділиться при реакції ,якщо розпадуться всі ядра, які містяться в 1 г берилію:
а) 40,7 кДж; г) 50,7 кДж;
б) 42,7 кДж; д) 52,7 кДж.
в) 46,7 кДж;
96. Атомний криголам має потужність 32 МВт і використовує за добу 200 г урану-235. Визначте ККД реактора криголама:
а) 56,7%; г) 26,7%;
б) 46,7%; д) 16,7%.
в) 36,7%;
97. Вкажіть основну властивість елементарних частинок:
а) існування у вигляді частинок і античастинок;
б) здатність до взаємоперетворень;
в) дуже мала маса;
г) участь у сильних взаємодіях;
д) участь у слабких взаємодіях.
Завдання 98—108 містять кілька правильних відповідей. Вкажіть усі правильні відповіді.
98. Вкажіть, що можна пояснити за допомогою постулатів Бора:
а) розмір атома Гідрогену;
б) розміри всіх атомів;
в) енергію йонізації атома Гідрогену;
г) спектральні лінії атома Гідрогену;
д) спектральні лінії всіх атомів.
99. Виберіть пристрої, які розділяють хвилі різної довжини:
а) спектроскоп; г) мікроскоп;
б) фотометр; д) телескоп,
в) спектрограф;
100. Виберіть застосування лазерів:
а) різання металів;
б) зварювання матеріалів;
в) передавання інформації (зв'язок);
г) освітлення приміщень;
д) джерела монохроматичного випромінювання.
101. Вкажіть частинки, які належать до нуклонів:
а) електрони; г) позитрони;
б) протони; д) π-мезони.
в) нейтрони;
102. Вкажіть, де застосовують ізотопи:
а) встановлення віку археологічних знахідок;
б) прискорення мутацій для штучного відбору;
в) запис і зчитування інформації;
г) застосування «мічених атомів» для діагностики в медицині;
д) джерела γ -променів.
103. Виберіть визначення енергії зв'язку атомного ядра:
а) енергія, яка необхідна для розділення ядра на окремі нуклони;
б) енергія, яка виділяється при утворенні ядра з окремих нуклонів;
в) енергія, яка необхідна для утворення ядра з окремих нуклонів;
г) енергія, яка виділяється при розділенні ядра на окремі нуклони;
д) енергія, що необхідна для утримання електронів на орбітах навколо ядра.
104. Закінчіть речення: «Термоядерні реакції...»
а) завжди йдуть з поглинанням енергії;
б) ─ це реакції поділу важких ядер;
в) відбуваються при дуже високих температурах;
г) ─ це реакції синтезу важких ядер з легких;
д) відбуваються тільки в штучно створених установках.
105. Вкажіть речовини, які використовують для сповільнення нейтронів:
а) графіт; г) сталь;
б) вода; д) важка вода.
в) бетон;
106. Вкажіть фактори, якими визначається значення коефіцієнта розмноження нейтронів при ланцюговій реакції поділу урану в ядерному реакторі:
а) поглинання повільних нейтронів ядрами наступ ним поділом та поглинання швидких нейтронів ядрами і наступним поділом;
б) наявність системи охолодження реактора;
в) поглинання повільних нейтронів ядрами і без наступного поділу;
г) поглинання нейтронів продуктами поділу, сповільнювачем та конструкційними елементами установки;
д) вилітання нейтронів із зони ядерних реакцій назовні.
107. Вкажіть частинки, які можуть народитися в результаті зіткнення двох фотонів:
а) протон; г) позитрон;
б) нейтрон; д) π-мезон,
в) електрон;
108. Вкажіть частинки, які належать до антиречовини:
а) протон; г) позитрон;
б) антидейтрон; д) нейтрон,
в) електрон;
III рівень
Розв'яжіть задачі.
109. Чому дорівнює довжина хвилі, що випромінює атом Гідрогену при переході його електрона з третьої орбіти на першу? До якої серії належить ця спектральна лінія?
110. Під час опромінення люмінофора ультрафіолетовими променями, довжина хвилі яких 225 нм, він випромінює світло з довжиною хвилі 500 нм. Скільки відсотків енергії падаючої хвилі витрачається на неоптичні процеси (нагрівання, хімічні реакції тощо)?
111. Скільки різних спектральних ліній можна спостерігати при поверненні атомів Гідрогену в незбуджений стан, коли в основному стані вони поглинають кванти ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 102,8 нм?
112. Концентрація атомів активних домішок у робочому тілі імпульсного лазера дорівнює 1,75∙1019 см─3. Інверсна заселеність рівнів перед спалахом створюється в об'ємі 2 см3. Тривалість спалаху 1 мс, інтервал між спалахами 0,1 с, а довжина хвилі випромінювання 694 нм. Яка середня потужність спалаху? Вважайте, що всі атоми домішок беруть участь у випромінюванні.
113. Електрон у атомі Гідрогену переходить з першої орбіти на орбіту, радіус якої в 9 разів більший. Яку енергію атом має поглинути для цього?
114. Атомарний водень при опроміненні його моноенергетичним пучком електронів випромінює хвилю, довжина якої 122,1 нм. Визначте кінетичну енергію електронів у пучку, номер орбіти, на яку перейде електрон у атомі Гідрогену, та енергію електрона на цій орбіті.
115. Період піврозпаду калію дорівнює 12 год. При розпаді кожного ядра виділяється енергія 5 МеВ. Скільки енергії виділить за 1 год препарат, який містив у початковий момент 1 мг?
116. Радіоактивний ізотоп Карбону в старому шматку дерева складає 0,0416 маси цього ізотопу в живих деревах. Який вік цього шматка дерева? Період піврозпаду даного ізотопу 5570 років.
117. Період піврозпаду радію дорівнює 1620 років. Обчисліть сталу розпаду, активність 1 г ізотопу Радію і час, протягом якого активність зменшиться на 10%.
118. Період піврозпаду кобальту дорівнює 1620 років. Яка маса даного ізотопу необхідна для одержання активності 1 кКі?У скільки разів зменшиться активність через 10,5 років?
119. Кишеньковий дозиметр радіоактивного опромінення є мініатюрним конденсатором ємністю 3 пФ, зарядженим до різниці потенціалів 180 В. Під впливом випромінювання напруга знизилася до 160 В. Скільки рентген покаже дозиметр, якщо до цього стрілка була виставлена на нуль, а об'єм камери конденсатора дорівнює 1,8 см3?
120. На яку мінімальну відстань α-частинка наблизиться до нерухомого ядра атома Стануму, якщо її маса 6,7∙10─27 кг, а швидкість руху 107 м/с?
121. Протон з кінетичною енергією 5 МеВ налітає на нерухоме ядро . У результаті реакції вилітають дві α-частинки з однаковими енергіями. Визначте кут між напрямами руху α-частинок.
122. Якої довжини трек може утворити α-частинка, енергія якої 5 МеВ, у бульбашковій камері, що заповнена рідким воднем? Потенціал йонізації атома Гідрогену вважайте 13,6 В, а густину рідкого водню ─ 31 кг/м3.
123. На нерухоме важке ядро масою т1налітає легка заряджена частинка масою т2, що має енергію Е. Після центрального пружного зіткнення ядро одержало кінетичну енергію Е1,а частинка відлетіла в зворотному напрямку з енергією Е2. Визначте вирази для енергій Е1і Е2.
124. Протон, енергія якого 0,1 МеВ, розсіюється на ядрі під кутом 90°. Визначте енергії протона і ядра після розсіювання.
125. Камера Вільсона знаходиться в однорідному магнітному полі,
перпендикулярному до площини рисунка. За треком електрона визначте,
на скільки відсотків зменшилася кінетична енергія електрона, коли він
пролетів крізь свинцеву пластинку?
126. Протон із «сонячного вітру» входить у зовнішній радіаційний пояс Землі зі швидкістю 400 км/с під кутом 30° до ліній індукції геомагнітного поля. Визначте початковий радіус гвинтової траєкторії протона. Вважайте індукцію магнітного поля Землі 10─6 Тл.
127. Яка кількість урану-235 витрачається за добу на атомній електростанції потужністю 5 МВт? ККД електростанції дорівнює 17%. Вважайте, що при кожному поділі ядра Урану виділяється енергія 200 МеВ. Скільки кам'яного вугілля треба витратити, щоб замінити уран?
128. Скільки води можна нагріти від 20°С до 100°С за рахунок енергії, що виділяється при поділі 4,7 г урану-235? Вважайте, що при кожному поділі ядра Урану виділяється енергія 200 МеВ.
Завдання 129—132 передбачають встановлення відповідності понять першого та другого стовпчиків. Відповідь дайте у вигляді комбінацій цифр та букв.
129. Встановіть відповідність між прізвищем вченого (вчених) та відкриттям:
| а) мазер; б) голографія; в) лазер; г) синтез першого антиядра; д) синтез першого трансуранового елемента. |
1) Т.Мейман;
2) М.Басов, О.Прохоров, Ч.Таунс;
3) Ф.Абельсон, Е.Макміллан;
4) Д.Габор;
5) Л. Ледерман;
130. Встановіть відповідність приладу та його типу:
| а) лічильники; б) трекові прилади; в) прискорювачі; г) інші. |
1) камера Вільсона;
2) дифузійна камера;
3) лічильник Гейгера-Мюллера;
4) бетатрон;
5) бульбашкова камера;
6) фотоемульсійний метод;
7) лічильник Черенкова;
8) циклотрон;
9) синхрофазотрон;
131. Встановіть відповідність реакції та частинки, яка бере в ній участь:
1) ; а) ;
2) ; б) ;
3) ; в) ;
4) ; г) ;
5) ; д) .
| а) ΔM; б) ΔЕ; в) D; г) Т; д) Езв.. |
132. Встановіть відповідність фізичної величини та її буквеного позначення:
1) період піврозпаду;
2) дефект маси;
3) енергетичний вихід ядерної реакції;
4) енергія зв'язку атомного ядра;
5) поглинута доза випромінювання;
Додаток
Таблиця 1Густина речовин
| Речовина при 20 °С | Густина | |
| кг/м3 | г/см3 | |
| Алюміній | 2,7 | |
| Бетон | 2,2 | |
| Граніт | 2,6 | |
| Дуб | 0,8 | |
| Залізо, сталь | 7,8 | |
| Золото | 19,3 | |
| Іридій | 22,4 | |
| Корок | 0,24 | |
| Латунь | 8,5 | |
| Лід | 0,9 | |
| Мармур | 2,7 | |
| Мідь | 8,9 | |
| Олово | 7,3 | |
| Нікель | 8,9 | |
| Парафін | 0,9 | |
| Платина | 21,5 | |
| Свинець | 11,3 | |
| Скло | 2,5 | |
| Срібло | 10,5 | |
| Цегла | 1400 ─ 1600 | 1,4 ─ 1,6 |
| Цинк | 7,1 |
| Ацетон | 0,79 | |
| Бензин | 0,71 | |
| Вода чиста | ||
| Вода морська | 1,03 | |
| Гас | 0,8 | |
| Машинне масло | 0,9 | |
| Мед | 1,35 | |
| Нафта | 0,8 | |
| Ртуть | 13,6 | |
| Сірчана кислота | 1,8 | |
| Спирт | 0,8 |
| Речовина при 0°С і нормальному тиску | Густина | |
| кг/м | г/см3 | |
| Азот | 1,25 | 0,00125 |
| Водень | 0,09 | 0,00009 |
| Вуглекислий газ | 1,98 | 0,00198 |
| Гелій | 0,18 | 0,00018 |
| Кисень | 1,43 | 0,00143 |
| Повітря | 1,29 | 0,00129 |
| Чадний газ | 1,25 | 0,00125 |
| Хлор | 3,21 | 0,00321 |
Таблиця 14 Діелектрична проникність середовища
| Речовина | ε | Речовина | ε |
| Вода | Парафінований папір | 2,2 | |
| Гас,парафін | 2,1 | Скло, текстоліт | |
| Гліцерин | 39,1 | Слюда | |
| Масло | 2,5 | Спирт |
Таблиця 15 Питомий опір провідників при 20 оС
| Речовина | ρ, 10─8 Ом∙м | ρ, | Речовина | ρ, 10─8 Ом∙м | ρ, |
| Алюміній | 2,8 | 0,028 | Нікелін | 0,42 | |
| Вольфрам | 5,5 | 0,055 | Ніхром | 1,1 | |
| Залізо, | 0,1 | Ртуть | 95,8 | 0,958 | |
| сталь | Срібло | 1,6 | 0,016 | ||
| Константан | 0,5 | Фехраль | 1,2 | ||
| Манганін | 0,45 | Хромель | 1,4 | ||
| Мідь | 1,7 | 0,017 | |||
Таблиця 16 Термічний коефіцієнт опору провідників
| Речовина | α, К─1 | Речовина | α, К─1 |
| Алюміній | 0,0042 | Ніхром | 0,0001 |
| Вольфрам | 0,0048 | Свинець | 0,0037 |
| Латунь | 0,001 | Срібло | 0,004 |
| Мідь | 0,0043 | Сталь | 0,006 |
| Нікелін | 0,0001 | Фехраль | 0,0002 |
Таблиця 2
Коефіцієнт об'ємного розширення рідин за температури 20°С і тиску 1,013∙105 Па
| Рідина | β, | Рідина | β, | Рідина | β, |
| Ацетон Бензин | 0,0013 0,0011 | Вода Гліцерин | 0,00021 0,00051 | Ртуть Спирт | 0,00018 0,0011 |
Таблиця 3
Коефіцієнт лінійного розширення твердих речовин
| Речовина | α, | Речовина | α, | Речовина | α, |
| Алмаз Алюміній Графіт | 0,0000012 0,000024 0,0000071 | Залізо Золото Каучук | 0,000012 0,000014 0,000066 | Мідь Скло Свинець | 0,000017 0,0000095 0,000028 |
Таблиця 4 Питома теплоємність
| Речовина | с, Дж/(кг∙°С) | Речовина | с, Дж/(кг∙°С) |
| Алюміній | Олія | ||
| Бензин | Олово | ||
| Вода | Ртуть | ||
| Гас, лід | Свинець | ||
| Гліцерин | Скло лабораторне | ||
| Ефір | Спирт | ||
| Залізо | Срібло | ||
| Золото | Сталь | ||
| Мідь, цинк, латунь |
Таблиця 5 Питома теплота згоряння палива