Luyện thi quốc gia 2015 môn Vật Lý - Bài tập tổng hợp chương Vật lý hạt nhân

LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 CHƯƠNG 5 : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG Câu 1 ĐH (2014): Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây đúng? A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại. B. Tần số của tia hồng ngoại nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại. C. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều làm ion hóa mạnh các chất khí. D. Một vật bị nung nóng phát ra tia tử ngoại, khi đó vật không phát ra tia hồng ngoại. Câu 2(ĐH 2014): Trong chân không, các bức xạ có bước sóng tăng dần theo thứ tự đúng là A. ánh sáng nhìn thấy; tia tử ngoại; tia X; tia gamma; sóng vô tuyến và tia hồng ngoại. B. sóng vô tuyến; tia hồng ngoại; ánh sáng nhìn thấy; tia tử ngoại; tia X và tia gamma. C. tia gamma; tia X; tia tử ngoại; ánh sáng nhìn thấy; tia hồng ngoại và sóng vô tuyến. D. tia hồng ngoại; ánh sáng nhìn thấy; tia tử ngoại; tia X; tia gamma và sóng vô tuyến. Câu 3( ĐH 2014) : Trong chân không, bước sóng ánh sáng lục bằng A. 546 mm B. 546 m µ C. 546 pm D. 546 nm Câu 23(2014) : Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m. Nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,45 m µ . Khoảng vân giao thoa trên màn bằng A. 0,2 mm B. 0,9 mm C. 0,5 mm D. 0,6 mm Câu 25(2014) : Gọi n đ , n t và n v lần lượt là chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, tím và vàng. Sắp xếp nào sau đây là đúng? A. n đ < n v < n t B. n v >n đ > n t C. n đ >n t > n v D. n t >n đ > n v Câu 2 (2014): Hiện tượng chùm ánh sáng trắng đi qua lăng kính, bị phân tách thành các chùm sáng đơn sắc là hiện tượng A. phản xạ toàn phần. B. phản xạ ánh sáng. C. tán sắc ánh sáng. D. giao thoa ánh sáng. Câu 28(2014) : Chùm ánh sáng laze không được ứng dụng A. trong truyền tin bằng cáp quang. B. làm dao mổ trong y học . C. làm nguồn phát siêu âm. D. trong đầu đọc đĩa CD. Câu 50(2014) : Tia X A. mang điện tích âm nên bị lệch trong điện trường. B. cùng bản chất với sóng âm C. có tần số nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại D. cùng bản chất với tia tử ngoại CĐ 2013 Câu 1: Thực hiện thí nghiệm giao thoa Y âng về giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 m µ , khoảng cách giữa hai khe là 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là 1m. Trên màn quan sát, vân sáng bậc 4 cách vân trung tâm A. 1,6mm B. 4,8mm C. 2,4mm D. 3,2mm Câu 5: Phát biểu nào sau đây là đúng: A. Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. B. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. C. Chỉ có ánh sáng trắng mới bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. D. Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc sẽ luôn được ánh sáng trắng. Câu 7: Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,38 m µ đến 0,76 m µ . Tần số của ánh sáng nhìn thấy có giá trị: A. từ 3,95.10 14 Hz đến 7,89.10 14 Hz B. từ 3,95.10 14 Hz đến 8,50.10 14 Hz C. từ 4,20.10 14 Hz đến 6,50.10 14 Hz D. từ 4,20.10 14 Hz đến 7,89.10 14 Hz Câu 15: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa với ánh sáng đơn sắc, khoảng vân trên màn quan sát là 1mm. khoảng cách giữa hai vân sáng bậc ba là: A. 6mm B. 4mm C. 3mm D. 5mm 1 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 Câu 38: Tia Rơn- ghen (tia X) có tần số: A. nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại B. Nhỏ hơn tần số của tia màu đỏ. C. lớn hơn tần số của tia gamma D. Lớn hơn tần số của tia màu tím. Câu 45: Một chùm electron, sau khi được tăng tốc từ trạng thái đứng yên bằng hiệu điện thế không đổi U, đến đập vào một kim loại làm phát ra tia X. Cho bước sóng nhỏ nhất của chùm tia X này là 6,8.10 -11 m. Giá trị của U bằng: A. 9,2kV B. 18,3kV C. 36,5kV D. 1,8kV THUYẾT TƯƠNG ĐỐI CỦA ANHXTANH I. CÁC TIÊN ĐỀ ANHXTANH 1. TIÊN ĐÊ I ( Nguyên lí tương đối ) Hiện tượng vật lí diễn ra như nhau trong các hệ quy chiếu quán tính, hay phương trình biễu diễn hiện tượng vật lí trong các hệ quy chiếu quán tính có cùng một dạng 2. TIÊN ĐỀ II : ( Nguyên lí về sự bất biến của vận tốc ánh sáng ) Vận tốc của ánh sáng trong chân không có cùng độ lớn bàng c trong mọi hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền và vận tốc của nguồn sáng hay máy thu, c = 3.10 8 (m/s) II. HỆ THỨC ANHXTANH GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG 1. KHỐI LƯỢNG TƯƠNG ĐỐI TÍNH Gọi 0 m là khối lượng nghỉ, khối lượng tương đối tính ( Khối lượng động ) của chất điểm chuyển động với tốc độ V là 2 0 1       − = c v m m Ví dụ 1 : (ĐH 2013) Một hạt có khối lượng nghỉ m 0 . Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính) của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là: A. 1,75 m 0 . B. 1,25 m 0 . C. 0,36 m 0 . D. 0,25 m 0 . Hướng dẫn : áp dụng công thức 2 0 1       − = c v m m ( ) 0 2 0 25,1 6,01 m m m = − =⇒ Ví dụ 2 : Một người có khối lượng nghỉ 0 m = 60 kg chuyển động với tốc độ 0,8 c. Khối lượng động ( khối lượng tương đối tính ) của người này là A. 50 kg B. 100 kg C. 80 kg D. 120 kg 2. HỆ THỨC GIỮA NĂNG LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG Năng lượng toàn phần của một vật bằng năng lượng nghỉ + Động năng (K) + Năng lượng toàn phần : 2 2 0 2 1       − == c v cm mcE + Năng lượng Nghỉ : 2 00 cmE = KEE +=⇒ 0 2 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 Chú ý : Trong thuyết tương đối, nếu động năng của một hạt ( hay vật ) bằng n lần năng lượng nghỉ 0 .EnK = thì tốc độ của hạt được tính theo công thức : 1 1 1 2 2 + =− nc v Câu 1 : (ĐH2011) Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng A. 2,41.10 8 m/s B. 2,75.10 8 m/s C. 1,67.10 8 m/s D. 2,24.10 8 m/s Hướng dẫn : có c = 3.10 8 (m/s) và 2 0 E K = Cách 1 : 0 0 00 2 3 2 E E EKEE =+=+= 3 2 1 2 3 1 2 2 0 2 2 0 =       −⇒=       − ⇒ c v cm c v cm 9 5 9 4 1 22 =       ⇒=       −⇒ c v c v )/(10.24,2 8 smv =⇒ Cách 2 : Ta có 2 0 E K = , so sánh với 0 .EnK = nên suy ra n = 0,5 Vậy vận tốc đuwọc tính theo công thức 1 1 1 2 2 + =− nc v = 3 2 15,0 1 = + 9 5 9 4 1 22 =       ⇒=       −⇒ c v c v )/(10.24,2 8 smv =⇒ Câu 2 : (ĐH2010) Một hạt có khối lượng nghỉ m 0 . Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là A. 1,25m 0 c 2 . B. 0,36m 0 c 2 . C. 0,25m 0 c 2 . D. 0,225m 0 c 2 . Câu 3: (CĐ2012) Biết động năng tương đối tính của một hạt bằng năng lượng nghỉ của nó. Tốc độ của hạt này (tính theo tốc độ ánh sáng trong chân không c) bằng A. 1 2 c. B. 2 2 c. C. 3 2 c. D. 3 4 c. Câu 4: Câu 5 : Năng lượng toàn phần của một vật đứng yên có khối lượng 1 kg bằng A. 9.10 16 (J) B. 9.10 6 (J) C. 9.10 10 (J) D. 9.10 11 (J) Câu 6 : Một vật có khối lượng nghỉ là 1 kg. Theo thuyết tương đối, động năng của vật bằng 6.10 16 (J) khi vật đó chuyển động với tốc độ bằng A. 0,6 c B. 0,7 c C. 0,8 c D. 0,9 c Câu 7 : Một vật có khối lượng nghỉ là 2 kg . Theo thuyết tương đối, khi vật này chuyển động với tốc độ v = 0,6c thì vật có động năng bằng A. 2,5.10 16 (J) B. 4,5.10 16 (J) C. 10 16 (J) C. 2,25.10 16 (J) Câu 8 : Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ của nó. Theo thuyết tương đối, vận tốc của hạt bằng 3 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 A. 2,6.10 8 (m/s) B. 2,3 10 8 (m/s) C. 1,5 8 10 (m/s) D. 2 8 10 (m/s) Câu 9 : Theo thuyết tương đối, Vận tốc của một êléctrôn tăng tốc qua hiệu điện thế 10 5 (V) có giá trị bằng A. 0,4 8 10 (m/s) B. 0,8.10 8 (m/s) C. 1,2.10 8 (m/s) D. 1,6.10 8 (m/s) BÀI TẬP Câu 10 : Tìm tốc độ của hạt mêzôn để năng lượng toàn phần của nó gấp 10 lần năng lượng nghỉ. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.10 8 m/s. A. 0,4.10 8 m/s. B. 2,985.10 8 m/s. C. 1,2.10 8 m/s. D. 0,8.10 8 m/s. Câu 11 : Tìm tốc độ của hạt mezon để năng lượng toàn phần của nó gấp 10 lần năng lượng nghỉ. A. 1,2.10 8 m/s B. 2,985.10 8 m/s C. 0.4.10 8 m/s D. 0.8.10 8 m/s Câu 12 : Theo thuyết tương đối, một êlectron có năng lượng nghỉ bằng 1,5 lần động năng của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng A. 2,09.10 8 m/s B. 2,4.10 8 m/s C. 1,47.10 8 m/s D. 1,5.10 8 m/s Câu 13 : Tính công cần thiết để tăng tốc một electron từ trạng thái nghỉ đến vận tốc 0,50c. A. 2 0 0,144m c . B. 2 0 0,225m c . C. 2 0 0,25m c . D. 2 0 0,5m c . Câu 14 : Tìm tốc độ của hạt mêzôn để năng lượng toàn phần của nó gấp 10 lần năng lượng nghỉ. A. 2,985.10 8 m/s B. 0.8.10 8 m/s C. 1,2.10 8 m/s D. 0.4.10 8 m/s Câu 15 : Electron có khối lượng nghỉ m e = 9,1.10 -31 kg, trong dòng hạt β - electron có vận tốc 8 2 2.10 / . 3 c v m s = = Khối lượng của electron khi đó là A. 6,83.10 -31 kg. B. 13,65.10 -31 kg. C. 6,10.10 -31 kg. D. 12,21.10 -31 kg. Câu 16 : Khi động năng của một hạt êlectrôn chuyển động tương đối tính bằng 0,6 lần năng lượng nghỉ của nó thì tốc độ của êlectrôn bằng A. 2,525.10 8 m/s. B. 2,342.10 8 m/s. C. 1,758.10 7 m/s. D. 2,34310 7 m/s. 4 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 CHƯƠNG 6 : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I. THUYẾT LƯỢNG TỬ - HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 1. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng lẻ, đứt quãng. Mỗi phần đó gọi là một lượng tử năng lượng hay phôtôn. Chùm ánh sáng là chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có năng lượng xác định (năng lượng của 1 phô tôn ε = hf = hc λ (J). Nếu trong chân không thì + f (Hz) : là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng. + h = 6,625.10 -34 J.s : hằng số Plăng. + c =3.10 8 m/s : vận tốc ánh sáng trong chân không.  CT nhanh : )( 242,1 )( m eV µλ ε = + Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây. + Phân tử, nguyên tử, electron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn. + Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 8 m/s trong chân không. + Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa rất nhiều phôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra. Vì vậy ta nhìn thấy chùm sáng liên tục. + Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên. + Phôtôn có khối lượng nghỉ bằng 0, do đó năng lượng nghỉ cũng bằng 0.  Nếu cho bước sóng truyền trong môi trường có chiết suất n là , λ thì , λλ n= ( bước sóng trong không không khí là lớn nhất , khi ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n thì bước sóng của ánh sáng sẽ giảm đi n lần , nghĩa là năng lượng photôn tăng lên n lần )và , λλ ε n hchc == BÀI TẬP VÍ DỤ Câu 1 : Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về A. sự hình thành các vạch quang phổ của nguyên tử. B. sự tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô. C. cấu tạo của các nguyên tử, phân tử. D. sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử. Câu 2 : Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì năng lượng của A. một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectrôn (êlectron). B. một phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó. C. các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau D. một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó. Câu 3: Trong chân không, bức xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589 µm. Lấy h = 6,625.10 -34 J.s; c=3.10 8 m/s và e = 1,6.10 -19 C. Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là A. 2,11 eV. C. 4,22 eV. C. 0,42 eV. D. 0,21 eV. Câu 4 : Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích được A. hiện tượng quang – phát quang. B. hiện tượng giao thoa ánh sáng. C. nguyên tắc hoạt động của pin quang điện. D. hiện tượng quang điện ngoài. Câu 5: Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là ε Đ , ε L và ε T thì 5 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 A. ε T > ε L > e Đ . B. ε T > ε Đ > e L . C. ε Đ > ε L > e T . D. ε L > ε T > e Đ . Câu 6(CĐ 2008): Khi truyền trong chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ 1 = 720 nm, ánh sáng tím có bước sóng λ 2 = 400 nm. Cho hai ánh sáng này truyền trong một môi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của môi trường đó đối với hai ánh sáng này lần lượt là n 1 = 1,33 và n 2 = 1,34. Khi truyền trong môi trường trong suốt trên, tỉ số năng lượng của phôtôn có bước sóng λ 1 so với năng lượng của phôtôn có bước sóng λ 2 bằng A. 5/9. B. 9/5. C. 133/134. D. 134/133. Câu 7 (ĐH 2009): Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Năng lượng phôtôn càng nhỏ khi cường độ chùm ánh sáng càng nhỏ. B. Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên. C. Năng lượng của phôtôn càng lớn khi tần số của ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ. D. Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn. Câu 8 (ĐH 2009): Đối với nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 0,1026 µm. Lấy h = 6,625.10 -34 J.s, e = 1,6.10 -19 C và c = 3.10 8 m/s. Năng lượng của phôtôn này bằng A. 1,21 eV B. 11,2 eV. C. 12,1 eV. D. 121 eV. Câu 9: (2010)Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn. B. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng. C. Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 8 m/s. D. Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn. Câu 10 ( 2011): Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi tấm kim loại khi A. chiếu vào tấm kim loại này một chùm hạt nhân heli. B. chiếu vào tấm kim loại này một bức xạ điện từ có bước sóng thích hợp. C. cho dòng điện chạy qua tấm kim loại này. D. tấm kim loại này bị nung nóng bởi một nguồn nhiệt. Câu 11 (ĐH 2012): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai? A. Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng. B. Phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì mang năng lượng khác nhau. C. Năng lượng của một phôtôn không đổi khi truyền trong chân không. D. Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động Câu 12 ( CĐ2012): Gọi ε Đ , ε L , ε T lần lượt là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và phôtôn ánh sáng tím. Ta có A. ε Đ > ε L > ε T . B. ε T > ε L > ε Đ . C. ε T > ε Đ > ε L . D. ε L > ε T > ε Đ . Câu 13 (ĐH 2013): Khi nói về phôtôn, phát biểu nào dưới đây đúng? A. Năng lượng của phôtôn càng lớn khi bước sóng ánh sáng ứng với phôtôn đó càng lớn. B. Phôtôn có thể tồn tại trong trạng thái đứng yên. C. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f xác định, các phôtôn đều mang năng lượng như nhau. D. Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ. Câu 14 : Khi truyền trong chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ 1 = 720 nm, ánh sáng tím có bước sóng λ 2 = 400 nm. Cho hai ánh sáng này truyền trong một môi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của môi trường đó đối với hai ánh sáng này lần lượt là n 1 = 1,33 và n 2 = 1,34. Khi truyền trong môi trường trong suốt trên, tỉ số năng lượng của phôtôn có bước sóng λ 1 so với năng lượng của phôtôn có bước sóng λ 2 bằng A. 5/9. B. 9/5. C. 133/134. D. 134/133. Câu 15(ĐH2014): Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng là 0,60 µm. Năng lượng của phôtôn ánh sáng này bằng A. 4,07 eV. B. 5,14 eV. C. 3,34 eV. D. 2,07 eV. 6 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 Câu 16(CĐ 2013) : Phôtôn có năng lượng 0,8eV ứng với bức xạ thuộc vùng: A. sóng vô tuyến B. Tia hồng ngoại C. Tia X D. Tia tử ngoại. II. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang điện). Các êlectrôn bật ra gọi là các electron quang điện hay quang electron. III. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN 3.1. ĐỊNH LUẬT 1: (định luật về giới hạn quang điện): Đối với mỗi kim loại được dùng làm ca – tốt của một tế bào quang điện đều có một bước sóng 0 λ giới hạn nhất định, gọi là giới hạn quang điện. Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng của ánh sang kích thích nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện hay λ ≤ λ 0 . + Giải thích định luật 1: A ≥ ε với  0 . λ ch A = : Công thoát êlectron CT nhanh : )( 242,1 )( 0 m eVA µλ = + Tần số sóng ánh sáng giới hạn quang điện : 0 0 λ c f = 0 ff ≥⇒ BÀI TẬP VÍ DỤ : Câu 1: Công thoát êlectrôn (êlectron) ra khỏi một kim loại là A = 1,88 eV. Biết hằng số Plăng h = 6,625.10 -34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.10 8 m/s và 1 eV = 1,6.10 -19 J . Giới hạn quang điện của kim loại đó là A. 0,33 μm. B. 0,22 μm. C. 0,66. 10 -19 μm. D. 0,66 μm. Câu 2 : ( ĐH 2010) Một kim loại có công thoát êlectron là 7,2.10 -19 J. Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ có bước sóng λ 1 = 0,18 μm, λ 2 = 0,21 μm, λ 3 = 0,32 μm và λ = 0,35 μm. Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này có bước sóng là A. λ 1 , λ 2 và λ 3 . B. λ 1 và λ 2 . C. λ 2 , λ 3 và λ 4 . D. λ 3 và λ 4 . Câu 3 (ĐH 2012): Biết công thoát êlectron của các kim loại: canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là: 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV và 4,14 eV. Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 m µ vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện không xảy ra với các kim loại nào sau đây? A. Kali và đồng B. Canxi và bạc C. Bạc và đồng D. Kali và canxi Câu 4: ( CĐ 2012): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,30 µm. Công thoát của êlectron khỏi kim loại này là A. 6,625.10 -20 J. B. 6,625.10 -17 J. C. 6,625.10 -19 J. D. 6,625.10 -18 J. Câu 5 (CĐ 2012): Ánh sáng nhìn thấy có thể gây ra hiện tượng quang điện ngoài với A. kim loại bạc. B. kim loại kẽm. C. kim loại xesi. D. kim loại đồng. Câu 6 (ĐH 2013):Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 µm. Công thoát êlectron ra khỏi kim loại này bằng A. 2,65.10 -19 J. B. 26,5.10 -19 J. C. 2,65.10 -32 J. D. 26,5.10 -32 J. Câu 7 : Năng lượng của phôtôn là 2,8.10 -19 J. Cho hằng số Planck h = 6,625.10 -34 J.s ; vận tốc của ánh sáng trong chân không là c = 3.10 8 m/s. Bước sóng của ánh sáng này là : A. 0,45 µ m B. 0,58 µ m C. 0,66 µ m D. 0,71 µ m Câu 8 : Kim loại làm catốt của tế bào quang điện có công thoát A= 3,45eV. Khi chiếu vào 4 bức xạ điện từ có λ 1 = 0,25 µm, λ 2 = 0,4 µm, λ 3 = 0,56 µm, λ 4 = 0,2 µm thì bức xạ nào xảy ra hiện tượng quang điện 7 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 A. λ 3, λ 2 B. λ 1, λ 4 C. λ 1, λ 2, λ 4 D. cả 4 bức xạ trên Câu 9(2014): Công thoát êlectron của một kim loại là 4,14 eV. Giới hạn quang điện của kim loại này là A. 0,6 m µ B. 0,3 m µ C. 0,4 m µ D. 0,2 m µ Câu 10(CĐ 2013) : Công thoát electron của một kim loại bằng 3,43.10 -19 J. Giới hạn quang điện của kim loại này là: A. 0,30 m µ B. 0,5 m µ C. 0,43 m µ D. 0,38 m µ 3.2. Cường độ sáng I ( W/m 2 ) là năng lượng được ánh sáng truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền : ISNISP S P stmS JA I f =⇔=⇔== ε )().( )( 2 CÔNG SUẤT BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA CHÙM SÁNG (NGUỒN SÁNG) f f f hc P = N .ε = N hf = N . λ N f : Số phôtôn do nguồn sáng phát ra trong mỗi giây. BÀI TẬP VÍ DỤ : Câu 1: Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là 1,5.10 -4 W. Lấy h = 6,625.10 -34 J.s; c = 3.10 8 m/s. Số phôtôn được nguồn phát ra trong 1 s là A. 5.10 14 . B. 6.10 14 . C. 4.10 14 . D. 3.10 14 . Câu 2: (2010) Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.10 14 Hz. Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng A. 3,02.10 19 . B. 0,33.10 19 . C. 3,02.10 20 . D. 3,24.10 19 . * Câu 3( 2011): Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 µm thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 µm. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm sáng kích thích. Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là A. 4 5 . B. 1 10 . C. 1 5 . D. 2 5 . Câu 4 (ĐH 2012): Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45 m µ với công suất 0,8W. Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,60 m µ với công suất 0,6 W. Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của laze A phát ra trong mỗi giây là A.1 B. 20 9 C.2 D. 3 4 Câu 5 (ĐH 2013):Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 7.5.10 14 Hz. Công suất phát xạ của nguồn là 10W. Số phôtôn mà nguồn sáng phát ra trong một giây xấp xỉ bằng: A. 0,33.10 20 B. 2,01.10 19 C. 0,33.10 19 D. 2,01.10 20 Câu 6 : Một bút laze phát ra ánh sáng đơn sắc bước sóng 532 nm với công suất 5 mW. Một lần bấm sáng trong thời gian 2 s, bút phát ra bao nhiêu phôtôn ? A. 2,68.10 16 phôtôn. B. 1,86.10 16 phôtôn. C. 2,68.10 15 phôtôn. D. 1,86.10 15 phôtôn. Câu 7 : Công suất của nguồn sáng là 2,5W. Biết nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 0,3 µ m. Số phôtôn tới catôt trong một đơn vị thời gian bằng A. 38.10 17 . B. 46.10 17 . C. 58.10 17 . D. 68.10 17 . Câu 8 : Một nguồn Laze phát ra ánh sáng đỏ bước sóng bằng 630 nm với công suất P = 40 mW. Số phô- tôn bức xạ ra trong thời gian t = 10 s là A. 83.10 16 B. 76.10 16 C. 95.10 16 D. 55.10 16 8 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 3.3. Nếu nguồn sáng phát ra từ O với công suất P ( số phô-tôn phát ra trong 1 giây là ε P N = ) phân bố đều theo mọi hướng thì số photôn đập lên diện tích S đặt cách O một khoảng R là 2 4 . R SN n π = . Nếu S có dạng hình tròn bán kính r hoặc đường kính d thì 4 2 2 d rS ππ == .  Hay đơn giản là 2 2 4 cau tron N n N n S s R r π π = → = BÀI TẬP VÍ DỤ Câu 1: Ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,39.10 -6 (m) chiếu vuông góc vào một diện tích 4 (cm 2 ). Nếu cường độ sáng bằng 0,15 (W/m 2 ) thì số photôn đập lên diện tích ấy trong một đơn vị thời gian là A. 5,8.10 13 B. 1,888.10 14 C. 3,118.10 14 D. 1,177.10 14 ( * ) Câu 2 : Gọi năng lượng do một chùm sáng đơn sắc chiếu tới một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương chiếu sáng trong một đơn vị thời gian là cường độ của chùm sáng đơn sắc, kí hiệu là I(W/m 2 ). Chiếu một chùm sáng hẹp đơn sắc (bước sóng 0,50 m µ ) tới bề mặt của một tấm kim loại đặt vuông góc với chùm sáng, diện tích của phần bề mặt kim loại nhận được ánh sáng chiếu tới là 30mm 2 . Bức xạ đơn sắc trên gây ra hiện tượng quang điện đối với tấm kim loại (coi rằng cứ 20 phôtôn tới bề mặt tấm kim loại làm bật ra 3 electron), số electron bật ra khỏi bề mặt tấm kim loại trong thời gian 1s là 3.10 13 . Giá trị của cường độ sáng I là A. 9,9375W/m 2 B. 9,6W/m 2 C. 2,65W/m 2 D. 5,67W/m 2 (*) Câu 3: Một nguồn sáng có công suất 3,58 (W) , phát ra ánh sáng tỏa ra đều theo mọi hướng mà mỗi photôn có năng lượng 3,975.10 -19 (J). Một người quan sát đứng cách nguồn sáng 300 (km). Bỏ qua sự hấp thụ ánh sáng bởi khí quyển. Tính số phô-tôn lọt vào mắt người quan sát trong mỗi giây. Coi bán kính con ngươi là 2 (mm). A. 70 B. 80 C. 90 D. 100 (*) Câu 4: Một nguồn sáng có công suất 2,4 (W), phát ra ánh sáng có bước sóng 0,6 m µ tỏa ra đều theo mọi hướng. Hãy xác định khoảng cách xa nhất người quan sát còn trông thấy nguồn sáng này. Biết rằng mắt còn cảm nhận được ánh sáng khi có ít nhất 100 phô-tôn lọt vào mắt trong mỗi giây. Coi đường kính con ngươi vào khoảng 4 (mm). Bỏ qua sự hấp thụ ánh sáng bởi khí quyển. A. 470 (km) B. 274 (km) C. 220 (km) D. 269 (km) ĐỊNH LUẤT II QUANG ĐIỆN ( Định luật về cường độ dòng quang điện bảo hòa I bh ). Đối với ánh sáng thỏa mãn định luật I, thì cường độ dòng quang điện bảo hòa tỉ lệ với số electron bứt ra trong mỗi giay . bh e I = N .e Trong đó : N e : số electron bứt ra khỏi kim loại trong mỗi giây và e = - 1,6.10 – 19 (C) . VD: 3.4. Hiệu suất Lượng tử ( Hiệu suất quang điện, Hiệu suất phát quang, ) Hiệu suất lượng tử = Tỉ số giữa Số êléctrôn phát ra và Số phô-tôn chiếu tới trong cùng một khoảng thời gian (%) f e N N H = 9 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 Câu 1: Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng 0,1325 m µ vào catôt của tế bào quang điện được làm bằng kim loại có bước sóng giới hạn quang điện 0,265 m µ với công suất bức xạ là 0,3 W. Cường độ dòng quang điện bão hòa là 0,32 (mA). Hiệu suất lượng tử của hiện tượng quang điện là A. 0,8%. B. 1%. C. 1,5%. D. 1,8%. Câu 2 : Chất fluorexerin hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng 0,48 m λ µ = và phát ánh sáng có bước sóng ' 0,64 m λ µ = . Biết hiệu suất của sự phát quang này là 90%. Số phô tôn của ánh sáng kích thích chiếu đến trong 1s là 2012.10 10 hạt. Số photon của của chùm sáng pahts quang phát ra trong 1s là: A. 2,6827.10 12 . B. 2,4144.10 13 .C. 1,3581.10 13 . D. 2,9807.10 11 . Câu 3 : Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,552 µ m vào catôt một tế bào quang điện, dòng quang điện bão hoà có cường độ là I bh = 2m A. Công suất của nguồn sáng chiếu vào catôt là 1,20W. Hiệu suất lượng tử bằng A. 0,650%. B. 0,375%. C. 0,550%. D. 0,425%. Câu 4 : Công suất của nguồn sáng có bước sóng 0,3 µ m là 2,5W. Hiệu suất lượng tử H = 1%. Cường độ dòng quang điện bão hoà là A. 0,6A. B. 6mA. C. 0,6mA. D. 1,2A. Câu 5: Công suất bức xạ của Mặt Trời là 3,9.10 26 W. Năng lượng Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là A. 3,3696.10 30 J. B. 3,3696.10 29 J. C. 3,3696.10 32 J. D. 3,3696.10 31 J. (*) Câu 6 : Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,3 μm vào một chất thì thấy có hiện tượng phát quang. Cho biết công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,5% công suất của chùm sáng kích thích và cứ 300 phôtôn ánh sáng kích thích cho 2 phôtôn ánh sáng phát quang. Bước sóng ánh sáng phát quang là A. 0,5 μm B. 0,4 μm C. 0,48 μm D. 0,6 μm (*) Câu 7 : Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30 µm vào một chất thì thấy chất đó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,50 µm. Cho rằng công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,01 công suất của chùm sáng kích thích. Hãy tính tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích phát trong cùng một khoảng thời gian. A. 1,7% B. 60%. C. 6% D. 17% (*) Câu 8 : Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48μm và phát ra ánh có bước sóng λ’ = 0,64μm. Biết hiệu suất của sự phát quang này là 90%, số phôtôn của ánh sánh kích thích chiếu đến trong 1s là 2011.10 9 ( hạt ). Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong 1s là A. 2,4132.10 12 B. 1,356.10 12 C. 2,4108.10 1 D. 1,356.10 11 (*) Câu 9 : Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một tia LAZE phát ra những xung ánh sáng có bước sóng 0,52μm chiếu về phía Mặt Trăng . Thời gian kéo dài mỗi xung là 10 -7 (s) và công suất chùm LAZE là 100000MW. Số photon chứa trong mổi xung là A. 2,62.10 15 hạt B. 2,62.10 29 hạt C. 2,62.10 22 hạt D. 5,2.10 20 hạt Câu 10 : Người ta chiếu một chùm tia laze hẹp có công suất 2mW và bước sóng λ = 0,7µm vào một chất bán dẫn Si thì hiện tượng quang điện trong sẽ xảy ra. Biết rằng cứ 5 hạt phôtôn bay vào thì có 1 hạt phôtôn bị electron hấp thụ và sau khi hấp thụ phôtôn thì electron này được giải phóng khỏi liên kết. Số hạt tải điện sinh ra khi chiếu tia laze trong 4s là: A. 7,044.10 15 . B. 1,127.10 16 . C. 5,635.10 16 . D. 2,254.10 16 . THUYẾT BO. QUANG PHỔ HIĐRÔ. 10 [...]... là: A 132,5.1 0-1 1m B 84,8.1 0-1 1m C 21,2.1 0-1 1m D 47,7.1 0-1 1m CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ HẠT NHÂN I – KIẾN THỨC CƠ BẢN 1- CẤU TẠO HẠT NHÂN - Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ ( đường kính cỡ 1 0-1 4 m đến 1 0-1 5 m ), được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là nuclôn - Có 2 loại nuclôn là : 1 + Hạt Prô – tôn ( 1 p ) mang điện tích +1 e 1 + Hạt N - trôn ( 0 n ) không mang điện tích 2 – KÍ HIỆU HẠT NHÂN A z X +... 2,73.1015 J Câu 34: Để phản ứng hạt nhân thu năng lượng xảy ra thì năng lượng tối thi u cung cấp cho các hạt nhân ban đầu phải bằng A tổng năng lượng liên kết riêng của các hạt sinh ra B năng lượng mà phản ứng hấp thu C tổng năng lượng liên kết của các hạt ban đầu D tổng động năng của các hạt sinh ra 29 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ Câu 35: Cho ba hạt nhân 4 2 GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 235 92 I và... 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 28: (ĐH2009) Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì A hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X B hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y C năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau D năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y Câu 29: (ĐH2010) Cho khối lượng của prôtôn,... trường hợp các đồng vị nhẹ như hiđrô, ôxi, nitơ,… 1- CẤU TẠO HẠT NHÂN Câu 1 Hạt nhân 60 27 Co có cấu tạo gồm 22 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 A 33 prôton và 27 nơtron; B 27 prôton và 60 nơtron C 27 prôton và 33 nơtron; D 33 prôton và 27 nơtron Câu 2 Biết số Avôgađrô là 6,02.1023mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani nơtron trong 119 gam 25 A 2,2.10 hạt C 8,8.10 25 hạt. .. rã phóng xạ sau thời gian t) N = N 0 2 -t T hay N = N 0 e-λt Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ Vì khối lượng tỉ lệ với số hạt nên khối lượng m của chất phóng xạ cũng giảm theo thời gian, với cùng qui luật như số hạt nhân N : m = m 0 2 -t T hay m = m0 e-λt 31 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 Trong đó , m0 là khối lượng... 12 B u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử 6 C 1 12 C u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử 6 C 2 1 12 D u bằng khối lượng của một nguyên tử 6 C 2 23 209 84 Po LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 207 Câu 13 Sử dụng công thức về bán kính hạt nhân với R0=1,23fm, hãy cho biết bán kính hạt nhân 82 Pb lớn 27 hơn bán kính hạt nhân 13 Al bao nhiêu lần? A hơn... thời gian t = 2T kể từ thời điểm ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác và số hạt nhân chất phóng xạ X còn lại là: A 1/3 B 3 C 4/3 D 4 34 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 Câu 13: Đồng vị X là một chất phóng xạ, có chu kì bán rã T Ban đầu có một mẫu chất X nguyên chất, hỏi sau bao lâu số hạt nhân phân rã bằng một nửa số hạt. .. hoàn Men-đê-l - p Các đồng vị phóng xạ của một nguyên tố hóa học có cùng tính chất hóa học như đồng vị bền của nguyên tố đó VẬN DỤNG Câu 1: Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy? A 0,5T B 3T C 2T D T 33 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971... vị là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số 25 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 A prôtôn nhưng khác số nuclôn B nuclôn nhưng khác số nơtron C nuclôn nhưng khác số prôtôn D nơtron nhưng khác số prôtôn 230 210 Câu 39(2014) : Số nuclôn của hạt nhân 90 Th nhiều hơn số nuclôn của hạt nhân 84 Po là A 6 B 126 C 20 D 14 35 Cl có: Câu 40(CĐ 2013) : Hạt nhân 17 A.35notron B 18... số Prô-tôn A : Số khối ( số Nuclôn) A = Z + N ⇒ N = A − Z : Số Nơ-trôn Xác định số nguyên tử, phân tử, số hạt nhân có trong m (g) chất X m N = NA Công thức : ( N : số hạt nhân hay số nguyên tử ) A + m (g) : khối lượng của chất X + A : số khối ( số nuclôn) 21 LUYỆN THI QUỐC GIA 2015 MÔN VẬT LÍ GV: LÊ VĂN MỸ - 0913.540.971 + NA = 6,02.1023 mol-1 ( số Avôgađrô)  Nếu một nguyên tố hóa học là hỗn hợp nhiều