Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д25 C5 № 33075
i

В ре­зуль­та­те син­те­за  _1 в квад­ра­те H плюс _2 в кубе He = _2 в сте­пе­ни 4 He плюс _1 в сте­пе­ни 1 H об­ра­зу­ет­ся гелий и про­тон. В ре­зуль­та­те дан­ной ре­ак­ции вы­де­ля­ет­ся 18,3 МэВ энер­гии. Масса ядра гелия равна 4 мас­сам про­то­на. Какую ки­не­ти­че­скую энер­гию уно­сит про­тон, если сум­мар­ный им­пульс ис­ход­ных ча­стиц равен нулю, а их ки­не­ти­че­ская энер­гия пре­не­бре­жи­мо мала по срав­не­нию с вы­де­лив­шей­ся?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­пи­шем закон со­хра­не­ния им­пуль­са для про­то­на и атома гелия:

M\vec v плюс m\vecu=0,

где M и m  — массы атома гелия и про­то­на,  v и u  — их ско­ро­сти.

Так как до раз­ле­та ча­сти­цы по­ко­и­лись, то оче­вид­но, что после вза­и­мо­дей­ствия они раз­ле­тят­ся в про­ти­во­по­лож­ные сто­ро­ны. Тогда по­лу­ча­ем:

 v = дробь: чис­ли­тель: mu, зна­ме­на­тель: M конец дроби = дробь: чис­ли­тель: mu, зна­ме­на­тель: 4m конец дроби = дробь: чис­ли­тель: u, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Энер­гия, вы­де­лив­ша­я­ся при ре­ак­ции равна сум­мар­ной ки­не­ти­че­ской энер­гии раз­ле­тев­ших­ся ча­стиц

E=E_He плюс E_H= дробь: чис­ли­тель: M v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: mu в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4mu в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 16 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: mu в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5mu в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби E_H.

Тогда энер­гия, уно­си­мая про­то­ном, равна

E_H= дробь: чис­ли­тель: 4E, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4 умно­жить на 18,3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби =14,64МэВ.

Ответ: 14,64 МэВ.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы

При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее сле­ду­ю­щие эле­мен­ты:

I) за­пи­са­ны по­ло­же­ния тео­рии и фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи вы­бран­ным спо­со­бом;

II) опи­са­ны все вновь вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи, и стан­дарт­ных обо­зна­че­ний ве­ли­чин, ис­поль­зу­е­мых при на­пи­са­нии фи­зи­че­ских за­ко­нов);

III) пред­став­ле­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния и расчёты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);

IV) пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны

3

Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые пре­об­ра­зо­ва­ния, но име­ет­ся один или не­сколь­ко из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объёме или от­сут­ству­ют.

И (ИЛИ)

В ре­ше­нии име­ют­ся лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), ко­то­рые не от­де­ле­ны от ре­ше­ния и не зачёрк­ну­ты.

И (ИЛИ)

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) в ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях/вы­чис­ле­ни­ях про­пу­ще­ны ло­ги­че­ски важ­ные шаги.

И (ИЛИ)

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нём до­пу­ще­на ошиб­ка (в том числе в за­пи­си еди­ниц из­ме­ре­ния ве­ли­чи­ны)

2

Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.

Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо и до­ста­точ­но для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи, без каких-либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи (или утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве ре­ше­ния), но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мых для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи (или в утвер­жде­нии, ле­жа­щем в ос­но­ве ре­ше­ния), до­пу­ще­на ошиб­ка, но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи

1

Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным

кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла

0
Мак­си­маль­ный балл3
Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 05.06.2023. Ос­нов­ная волна. Раз­ные за­да­чи
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.6 Ядер­ные ре­ак­ции. Де­ле­ние и син­тез ядер