Khi chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì các nguyên tử sẽ phát ra các bức xạ có tần số khác nhau.. Câu 11: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang
Trang 1BÀI TẬP TỔNG HỢP LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – LTĐH Câu 1: 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 = 3.108 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 2: Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014Hz Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 10W Số phôtôn
mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
A 3,02.1019 B 0,33.1019 C 3,02.1020 D 3,24.1019
Gợi ý P = N.hf => N
Câu 3: Hiện tượng nào sau đây khẳng định ánh sáng có tính chất sóng?
A Hiện tượng giao thoa ánh sáng B Hiện tượng quang điện ngoài
C Hiện tượng quang điện trong D Hiện tượng quang phát quang
Câu 4: Trong các loại tia: Rơn-ghen, hồng ngoại, tử ngoại, đơn sắc màu lục; tia có tần số nhỏ nhất là
C tia đơn sắc màu lục D tia Rơn-ghen
Gợi ý tia hồng ngoại có b.sóng lớn nhất => tần số nhỏ nhất
Câu 5: Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En= -1,5 eV sang trạng thái dừng có năng lượng Em = -3,4 eV Bước sóng của bức xạ mà nguyên tử hiđrô phát ra xấp xỉ bằng
A 0,654.10-7m B 0,654.10-6m C 0,654.10-5m D 0,654.10-4m
Gợi ý En-Em=hc
λ ⇒ λ
Câu 6: Hiệu điện thế giữa hai điện cực của ống Cu-lít-giơ (ống tia X) là UAK = 2.104 V, bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bứt ra khỏi catốt Tần số lớn nhất của tia X mà ống có thể phát ra xấp xỉ bằng
A 4,83.1021 Hz B 4,83.1019 Hz C 4,83.1017 Hz D 4,83.1018 Hz
Gợi ý+Bước sóng ngắn nhất tia X có thể phát ra: min
AK
hc eU
min
c f
λ
=
Câu 7: Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với bước sóng 0,55 m µ Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới
đây để kích thích thì chất này không thể phát quang ?
Gợi ýλpq > λkt
Câu 8: Khi nói về quang điện, phát biểu nào sau đây sai?
A Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài vì nó nhận năng lượng ánh sáng từ bên ngoài
B Điện trở của quang điện trở giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
C Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp
D Công thoát eelectron của kim loại thường lớn hơn năng lượng cần thiết để giải phóng eelectron liên kết trong chất bán dẫn
Câu 9: Các nguyên tử hidro đang ở trạng thái dừng ứng với electron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính gấp 9 lần so với bán
kính Bo Khi chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì các nguyên tử sẽ phát ra các bức xạ có tần số khác nhau
Có thể có nhiều nhất bao nhiêu tần số?
HD: r=n2 r0 =9r0 suy ra n =3; Electrron đang ở quỹ đạo M
Vậy Electrron có thể chuyển từ M sang L; M sang K; L sang K Nên có nhiều nhất 3 tần số
Câu 10: Tia laze có tính đơn sắc rất cao vì các photon do laze phát ra có:
A độ sai lệch có tần số là rất nhỏ B độ sai lệch năng lượng là rất lớn
C độ sai lệch bước sóng là rất lớn D, độ sai lệch tần số là rất lớn
Câu 11: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, mỗi nguyên tử hay phân tử của chất phát quang hấp thụ
hoàn toàn một photon của ánh sáng kích thích có năng lượng ε để chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó
A giải phóng một electron tự do có năng lượng nhỏ hơn ε do có mất mát năng lượng
B phát ra một photon khác có năng lượng lớn hơn ε do có bổ sung năng lượng
C giải phóng một electron tự do có năng lượng lớn hơn ε do có bổ sung năng lượng
D phát ra một photon khác có năng lượng nhỏ hơn ε do mất mát năng lượng
Câu 12: Giữa anôt và catôt của một ống phát tia X có hiệu điện thế không đổi là 25 kV Bỏ qua động năng của eelectron khi bứt
ra từ catôt Bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra bằng
A 31,57 pm B 39,73 pm C 49,69 pm D 35,15 pm.
AK
hc U
e
hc
.
min
λ
Câu 13: Một kim loại có giới hạn quang điện là λ0 Chiếu bức xạ có bước sóng bằng 0
3
λ
vào kim loại này Cho rằng năng lượng mà eelectron quang điện hấp thụ từ photon của bức xạ trên, một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của nó Giá trị động năng này là
1
Trang 20
3hc
λ B 2 0
hc
λ C 3 0
hc
λ D 0
2hc
λ
HD:
0 0 0
2
λ λ λ λ
λ
hc hc hc W W hc hc
đ
+
=
Câu 14: Theo mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng của nguyên tử
A có thể là trạng thái cơ bản hoặc trạng thái kích thích B chỉ là trạng thái kích thích
C là trạng thái mà các electron trong nguyên tử dừng chuyển động D chỉ là trạng thái cơ bản
Câu 15: Gọi εĐ, εL, εT lần lượt là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và phôtôn ánh sáng tím Ta có
A εĐ > εL > εT B εT > εL > εĐ C εT > εĐ > εL D εL > εT > εĐ
Câu 16: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,30 µm Công thoát của êlectron khỏi kim loại này là
A 6,625.10-20J B 6,625.10-17J C 6,625.10-19J D 6,625.10-18J
Giải: A =
0
λ
hc
= 6,625.10 -19 J Chọn đáp án C
Câu 17: 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
Giải: Đáp án C
Câu 18: Pin quang điện là nguồn điện
A biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng B biến đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng
C hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài D hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
Giải Chọn đáp án A
Câu 19: Bức xạ có tần số nhỏ nhất trong số các bức xạ hồng ngoại, tử ngoại, Rơn-ghen, gamma là
Câu 20: 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 21: Nguyên tử hiđtô ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng bằng -13,6 eV Để chuyển lên trạng thái dừng có mức năng
lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ một phôtôn có năng lượng
E=E M -E N =(-3,4) - (-13,6) =10,2 eV Chọn A.
Câu 22: Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng N Khi êlectron
chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch?
Ở quỹ đạo bất kì tức quỹ đạo n thì số vạch quang phổ là
2
) 1 ( n +
n
Với quỹ đạo N tức quỹ đạo 4 6 vạch Chọn C.
Câu 23: Công thoát êlectron của một kim loại là 7,64.10-19J Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ có bước sóng là λ1 = 0,18 µm, λ2 = 0,21 µm và λ3 = 0,35 µm Lấy h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó?
A Hai bức xạ (λ1 và λ2) B Không có bức xạ nào trong ba bức xạ trên
C Cả ba bức xạ (λ1, λ2 và λ3) D Chỉ có bức xạ λ1
m A
c
h
µ
λ0 = . = 0 , 26 Chọn A.
Câu 24: Pin quang điện là nguồn điện, trong đó
A hóa năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng B quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng
C cơ năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng D nhiệt năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng
Câu 25: 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 = 6,625.10-34J.s, e = 1,6.10-19 C và c = 3.108m/s Năng lượng của phôtôn này bằng
Câu 26: Khi electron ở quĩ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđro được tính theo công thức 13 ,26
n
En = − (eV) (n
= 1, 2, 3, ) Khi electron trong nguyên tử hidro chuyển từ quĩ đạo dừng thứ n = 3 sang quĩ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử hidro phát ra photon ứng với bức xạ có bước sóng bằng
Giải: Áp dụng CT:
λ
hc E
E3− 2 = (đổi đơn vị eV ra Jun) ⇒ đáp án C
Trang 3Câu 27: Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số 6.10 Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới dây
để kích thích thì chất này không thể phát quang?
λ = 3 . 108 = 0 , 5 10− 6 = 0 , 5 < 0,55 µm ⇒ đáp án A
Câu 28: Theo tiên đề của Bo, khi electron trong nguyên tử hidro chuyển từ quĩ đạo L sang quĩ đạo K thì nguyên tử phát ra
photon có bước sóng λ21, khi electron chuyển từ quĩ đạo M sang quĩ đạo L thì nguyên tử phát ra photon có bước sóng λ32, khi electron chuyển từ quĩ đạo M sang quĩ đạo K thì nguyên tử phát ra photon có bước sóng λ31 Biểu thức xác định λ31 là
A
32 21
21 32
31 λ λ
λ λ λ
−
= B λ31= λ32− λ21 C λ31= λ32+ λ21 D
32 21
21 32
31 λ λ
λ λ λ
+
=
Giải: Đáp án D.
Câu 29: Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quĩ đạo K của electron trong nguyên tử hidro là r0 Khi electron chuyển từ quĩ đạo N
về quĩ đạo L thì bán kính quĩ đạo giảm bớt
Giải: rn = n2 r0 ⇒ r4 = 16 r0 ; r2 = 4 r0 ⇒ đáp án A
Câu 30: Một kim loại có công thoát electron là 7,2.10-19J Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ có bước sóng λ1 = 0,18µm
; λ2 = 0,21µm ; λ3 = 0,32µm và λ4 = 0,35µm Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này có bước sóng là
A λ1, λ2 và λ3 B λ1 và λ2 C λ2, λ3 và λ4 D λ3 và λ4
Giải: λ0 = 0,276µm ⇒ đáp án B
Câu 31: Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexerin thì thấy dung dịch này phát ra ánh sáng
màu lục Đó là hiện tượng
Câu 32: Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 µ mthì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 m
µ 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
phá quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là
A
10
1
5
4
5
2
5
1
Giải:
5
2 4 , 0
2 , 0
2 , 0 2
,
=
kt
pq kt
pq kt
kt pq
pq kt
N t
hc N t
hc N P P
λ
λ λ
Câu 33: Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11 m Ở một trạng thái kích thích của nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r = 2,12.10-10 m Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng
Giải: = 2 = 4 ⇒ = 2 ⇒
0
n n
r
rn
Quỹ đạo L ⇒ Đáp án A
Câu 34: Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào
A hiện tượng quang điện trong B hiện tượng tán sắc ánh sáng.
B hiện tượng phát quang của chất rắn D hiện tượng quang điện ngoài.
Câu 35: Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi
A cho dòng điện chạy qua tấm kim loại này.
B tấm kim loại này bị nung nóng bởi một nguồn nhiệt.
C chiếu vào tấm kim loại này một bức xạ điện từ có bước sóng thích hợp.
D chiếu vào tấm kim loại này một chùm hạt nhân heli.
Câu 36: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức
) eV
(
n
6
,
13
En = − 2
(với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng n =
1 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên
tử phát ra phôtôn có bước sóng λ2 Mối liên hệ giữa hai bước sóng λ1 và λ2 là
A λ2 = 5 λ1 B 27 λ2 = 128 λ1 C λ2 = 4 λ1 D 189 λ2 = 800 λ1
Giải:
*
1 1
9
8 1 9
1 6 , 13
λ
hc E
−
−
=
*
2 2
100
21 4
1 25
1 6 , 13
λ
hc E
−
−
=
* Chia từng vế (1) cho (2) được: 189λ =2 800 λ1 ⇒ Đáp án D
3
Trang 4Câu 37: 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 2,75.108 m/s B 2,24.108 m/s C 1,67.108 m/s D 2,41.108 m/s
Giải: Wđ = E - E0 = 0
2
1
c v
c m E
2
3 1
2
0 2
2
2 0
−
⇔
=
⇒
⇒ Đáp án B
Câu 38: Khi nói về tia γ, phát biểu nào sau đây sai?
A Tia γ không phải là sóng điện từ. B Tia γ không mang điện.
C Tia γ có tần số lớn hơn tần số của tia X. D Tia γ có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X.
Câu 39: Công thoát êlectron của một kim loại là A = 1,88 eV Giới hạn quang điện của kim loại này có giá trị là
A 550 nm B 1057 nm C 220 nm D 661 nm.
Câu 40: 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 41: Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số là f1, f2 (với f1 < f2) vào một quả cầu kim loại đặt cô lập thì đều xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu lần lượt là V1, V2 Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì điện thế cực đại của nó là
HD: Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện bằng công cản: max
max
mv
2 2
2
2
Câu 42: Trong quang phổ của nguyên tử hiđrô , nếu biết bước sóng dài nhất của vạch quang phổ trong dãy Laiman là λ1 và bước sóng của vạch kề với nó trong dãy này là λ2 thì bước sóng λα của vạch quang phổ Hα trong dãy Banme là
A (λ1 + λ2) B 1 2
1 2
λ λ
λ − λ . C (λ1−λ2) D 1 2
1 2
λ λ
λ + λ
HD:
hc
λ
λ
2 1
3 2
3 1
2
Câu 43: Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là U = 25 kV Coi vận tốc ban đầu của chùm êlectrôn (êlectron)
phát ra từ catốt bằng không Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34J.s, điện tích nguyên tố bằng 1,6.10-19C Tần số lớn nhất của tia Rơnghen do ống này có thể phát ra là
A 60,380.1018Hz B 6,038.1015Hz C 60,380.1015Hz D 6,038.1018Hz
HD: max e UAK
h
Câu 44: Tia Rơnghen có
A cùng bản chất với sóng âm B bước sóng lớn hơn bước sóng của tia hồng ngoại
C cùng bản chất với sóng vô tuyến D điện tích âm
Câu 45: Trong nguyên tử hiđrô , bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11m Bán kính quỹ đạo dừng N là
A 47,7.10-11m B 21,2.10-11m C 84,8.10-11m D 132,5.10-11m
HD: r 4 = 4 2 r 0 = 84,8.10 -11 m
Câu 46: Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45µ mvới công suất 0,8W Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng
0,60µ m 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
3 4
Giải: P A = N A
A
hc
λ ; P B = N B
B
hc
λ > NB A
N
=
B
A
P
P
B
A
λ
λ
=
6 , 0
8 , 0 60 , 0
45 , 0
= 1 Chọn đáp án A Câu 47: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai?
A Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 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 48: 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 µ mvào 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
Trang 5HD:Năng lượng photon chiếu tới phải lớn hơn hoặc bằng công thoát khi đó mới xảy ra hiện tượng quang điện.
λ
hc
3,76 eV => Hiện tượng quang điện không xảy ra với Bạc và đồng
Câu 49: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hidrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra
phôton ứng với bức xạ có tần số f1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P về quỹ đạo L thì nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bức xạ
có tần số f2 Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bức xạ có tần số
A f3 = f1 – f2 B f3 = f1 + f2 C f3 = f + f12 22 D 3 1 2
1 2
f f f
= +
HD: ε = hf => ε LK = E L –E K => hf LK = E L – E P + E P - E K = hf 1 – hf 2 => f 3 = f 1 – f 2
Câu 50: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 7,044.1015 B
1,127.1016 C 5,635.1016 D 2,254.1016
Giải:
Số hạt phôtôn khi chiếu laze trong một giây là: N0 =
c h
P P
.
λ
ε =
Vậy số hạt phôtôn khi chiếu laze trong 4giây là: N = 4 N0 = 4
c h
P P
.
.
ε =
Vì rằng cứ 5 hạt phôtôn bay vào thì có 1 hạt phôtôn bị electron hấp thụ nên có 4 hạt phôtôn bay ra
Nên hiệu suất là H = 4/5
Số hạt tải điện sinh ra khi chiếu tia laze trong 4s là N’ = N =
5
4
8 34
6 3
10 3 625 , 6 5
10 7 , 0 10 2 16
5
16 5
4
.
c h
P c
h
Vậy số hạt N’≈ 0,2254 1017 = 2,254 1016 Đáp án D
Câu 51:: Chiếu lần lượt hai bức xạ có bước sóng λ1= 600nm và λ2 = 0,3µ m vào một tấm kim loại thì nhận được các quang e có vân tốc
cực đại lần lượt là v1 = 2.105 m/s và v2 = 4.105 m/s.Chiếu bằng bức xạ có bước sóng λ3= 0,2µm thì vận tốc cực đại của quang điện tử là
A 5.105 m/s B 2 7.105 m/s C 6.105 m/s D.6.105 m/s
Giải :
2
2 1
1
; 2
1
mv A
hc mv A
λ
1 ) 1 1
1
2 2 1
2
v v m
→
λ λ 2
3
1
mv
A
1 ) 1 1
1
2 3 1
3
v v m
→
λ λ
v v
v v
/ 10 7 2 2
10 4 10 16
10 4 1
1
1 1
5 3
10 10
10 2
3
1 2
1 3 2 1
2 2
2 1
2
−
−
→
−
−
=
−
−
λ λ
λ λ
Câu 52: 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 7,044.1015 B 1,127.1016 C 5,635.1016 D 2,254.1016
Giải: Số photon chiếu vào Si trong 1 giây: n =
hc
= 7,044.1015 hạt
Số hạt phôtôn đến trong 4s là n = 4N= 2,817.1016
Vì 5 hạt phôtôn đến có 1 phôtôn hấp thụ để giải phóng 1 electrôn nên hiệu suất là 1/5 thôi
Do đó số hạt electrôn giải phóng ra khỏi liên kết trong 4s là N e = n
5= 2,635.10
15
Tổng số hạt tải điện gồm các electrôn và các “ lỗ trống mang điện dương” do các electrôn tạo ra là
2.N e = 1,127.10 16 Chọn B Câu 53: Hiệu điện thế hãm của một tế bào quang điện là 1,5 V Đặt vào hai đầu anot (A) và catot (K) của tế bào quang điện
trên một điện áp xoay chiều: uAK = 3 cos (
3
100 π + t π
) (V) Khoảng thời gian dòng điện chạy trong tế bào này trong 2 phút đầu tiên là:
A 60s B 70s C 80s D 90s
5
Trang 6Giải:
Dòng điện chạy qua tế bào khi uAK≥-1,5 V
Trong mỗi chu kì 3cos(
3
100 π + t π
) (V) ≥-1,5 (V) trong khoảng thời gian
3
2T
Trong mỗi chu kỳ T = 0,02 s thời gian chạy qua tế bào là
3
2T
=
3
04 , 0
(s)
Trong 2 phút, thời gian chạy qua là: t =
02 , 0
120 3
04 , 0
= 80 s
Chọn đáp án C.
Câu 53: Mức năng lượng trong nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức E = -132, 6
n (eV) với n ∈ N*, trạng thái cơ bản
ứng với n = 1 Một đám khí hiđrô đang ở trạng thái kích thích và electron đang ở quĩ đạo dừng N Tỉ số giữa bước sóng dài nhất
và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra khi chuyển về trạng thái dừng có mức năng lượng thấp hơn là
A 16/9 B 192/7 C 135/7 D 4
Giải:
min
λ
hc
= EN – EK = E4 – E1 = 13,6( 1-
16
1
) = 13.6
16 15
max
λ
hc
= EN – EM = E4 – E3 = 13,6(
9
1
-
16
1
) = 13.6
9 16 7
->
min
max
λ
λ
=
7
135
Đáp án C Câu 54: Chiếu một ánh sáng công suất rất lớn, bước sóng 0,2 μm vào một quả cầu bằng kim loại cô lập về điện có công thoát 2
eV Nếu nối quả cầu với đất qua một điện trở 15 Ω thì dòng điện tiếp địa (dòng điện chạy xuống đất) qua điện trở bằng bao nhiêu?
A 0,28 A B 4,21 A C 63,2 A D 2,47 A
Giải:
λ
hc
= A + eVmax - eVmax =
λ
hc
- A = 6,21 – 2 = 4,21 eV > Vmax = 4,21V
Dòng điện tiếp địa (dòng điện chạy xuống đất) qua điện trở I =
R
Vmax
= 0,28A Đáp án A Câu 55:Khi chiếu chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 102,5 nm qua chất khí hiđrô ở nhiệt độ và áp suất thích hợp thì thấy chất khí đó phát ra ba bức xạ có các bước sóng λ1 < λ2 < λ3 Cho biết λ3 = 656,3 nm Giá trị của λ1 và λ2 là:
A λ1 = 97,3 nm và λ2 = 121,6 nm B λ1 = 97,3 nm và λ2 = 410,2 nm
C λ1 = 102,5 nm và λ2 = 410,2 nm D λ1 = 102,5 nm và λ2 = 121,5 nm
Giải: Khi chiếu chùm bức xạ λ, nguyên tử hiđrô ở trạng
thái kích thích có thể phat ra 3 bức xạ λ1 < λ2 < λ3
nên ở quỹ đạo M
ta có
3
λ
hc
= EM – EL (1)
1
λ
hc
= EM – EK =
λ
hc
(2)
2
λ
hc
= EL – EK (3)
Từ (2) -> λ1 = λ = 102,5 nm
Lấy (2) – (1) :
1 λ
hc
-
3 λ
hc
= EL – EK =
2 λ
hc
->
2
1
λ = 1
1
λ - 3
1
λ
-> λ2 =
λ
λ
λ
λ
−
3
3
= 121,47 nm = 121,5 nm λ2 = 121,5 nm Chọn đáp án D
Câu 56: : Hai điện cực bằng canxi đặt gần nhau trong chân không và được nối với một tụ điện có điện dung C = 8 nF chiếu
vào một trong hai điện cực với thời gian đủ dài, bằng ánh sáng có tần số f = 1015 Hz cho đến khi dòng quang điện mất hoàn toàn Biết công thoát e của canxi là A = 4,42.10 – 19 J Khi đó điện tích trên các bản tụ bằng :
M L K
λ1
λ2
λ3
Trang 7Giải :
Khi chiếu ánh sáng vào 1 trong 2 cực caxi làm bật electron nên cực đó tích điện dương, phần đối diện của cực còn lại nhiễm điện âm do hưởng ứng, điện thế chênh lệch này tạo thành 1 điện trường cản lại chuyển động của electron
Khi dòng điện triệt tiêu ta có
V U
U
e
A
320
441 10
6 , 1
10 42 , 4 10
6 , 1
10 10 625 , 6
19 19
15 34
=
−
=
→ +
Diện tích của tụ điện là
Q=C.Uh= 1,1.10-8C
Câu 57: Một ống tia X làm việc dưới hiệu điện thế 50 kV, tiêu thụ dòng điện I = 1 mA Trong mỗi giây ống này bức xạ ra
13
2.10
N = phôtôn có bước sóng là 10
10 m
λ = − Hiệu suất làm việc của ống tia X này bằng :
Giải
Hiệu suất
Xét trong 1 giây: 100 %
P
P
P=U.I
Pbx=N
λ
hc
% 08 , 0
% 100 001 , 0 10 50 10
10 3 10 625 , 6 10
.
2
3 10
8 34 13
=
=
Câu 58: Trong một thí nghiệm với tế bào quang điện, để dập tắt dòng quang điện, người ta phải dùng hiệu điện hãm có giá trị
3,2 V Tách ra một chùm hẹp electron quang điện và hướng nó vào một từ trường đều có B = 3.10 – 5 T, sao cho vận tốc của electron vuông góc với B r
Bán kính quĩ đạo lớn nhất của các electron quang điện là :
Giải:
Bán kính quỹ đạo lớn nhất của electron ứng với tốc độ cực đại của hat e
2
1
Bán kính quỹ đạo
cm e
B
mU m
B e
eU m
B
e
mv
10 6 , 1 10 3
2 , 3 10 1 , 9 2 2
.
2
31
≈
=
=
=
=
−
−
−
Câu 59 Khi electron ở quĩ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử Hydro được tính theo công thức E n = −13,62
(n = 1, 2, 3, ) Khi electron trong nguyên tử Hydro chuyển từ quĩ đạo dừng thứ n = 3 sang quĩ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử Hydro phát ra photon ứng với bức xạ có bước sóng bằng:
A 0,4350 µm B 0,4861 µm C 0,6576 µm D 0,4102 µm
Câu 60 Khi elêctrôn ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi 2
n
E = −13, 6 / n (eV), với
*
n N∈ Một đám khí hiđrô hấp thụ năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao nhất là E3 (ứng với quỹ đạo M)
Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra là
Câu 61 Trong nguyên tử hidro khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công
n
6 , 13
En = − 2
(với n = 1, 2, 3,…) Khi e chuyển từ quỹ đạo N về L thì phát bức xạ λ1, khi từ quỹ đạo O về M thì phát λ2 Tìm tỷ số λ1/ λ2
A 1
2
256
675
λ
675 256
λ
275 256
λ
275 257
λ
λ =
Câu 62 Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34J.s Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng -1,514 eV sang trang thái dừng có năng lượng -3,407 eV thì nguyên tử phát ra bức xạ có tần số:
A 2,571.1013 Hz B 4,572.1014Hz C 3,879.1014Hz D 6,542.1012Hz
Câu 63 Theo tiên đề về trạng thái dừng của Bo, phát biểu nào sau đây là sai?
A Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản
B Ở trạng thái dừng, nguyên tử luôn bức xạ do êlectron luôn chuyển động quanh hạt nhân
7
Trang 8C Trong các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ.
D Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng
Câu 64 Đối với nguyên tử Hyđrô , biểu thức nào dưới đây chỉ ra bán kính r của quỹ đạo dừng ( thứ n ) của nó : ( n là lượng tử
số , ro là bán kính của Bo ) A r = nro B r = n2ro C r2 = n2ro D r = nro2
Câu 65 Khi electron ở quĩ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử Hydro được tính theo công thức E n = −13,62
n eV (n = 1,
2, 3, ) Khi electron ở trạng thái cơ bản được kích thích chuyển lên trạng thái có bán kính quỹ đạo tăng lên 9 lần Khi chuyển dời về mức cơ bản thì phát ra bước sóng của bức xạ có năng lượng lớn nhất là:
Câu 66 Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức
) eV
(
n
6
,
13
En = − 2
(với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 4 về quỹ đạo dừng n =
2 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng
n = 1 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ2 Mối liên hệ giữa hai bước sóng λ1 và λ2 là
A 128λ2=27λ1 B 459λ2 =2216λ1 C 128λ1=27λ2 D 459λ1=2216λ2
Câu 67.Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11 m Ở một trạng thái kích thích của nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r = 8,48.10-10 m Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng
Câu 68: Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng N của electron trong nguyên tử hiđrô là
A 47,7.10-11m B 132,5.10-11m C 21,2.10-11m D 84,8.10-11m
Câu 69: Pin quang điện biến đổi trực tiếp
A hóa năng thành điện năng B quang năng thành điện năng
C nhiệt năng thành điện năng D cơ năng thành điện năng
Câu 70: Công thoát êlectron của một kim loại bằng 3,43.10-19J Giới hạn quang điện của kim loại này là
Câu 71: Phôtôn có năng lượng 0,8eV ứng với bức xạ thuộc vùng
Câu 72 : Phát biểu nào sau đây đúng?
A Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng bị tán sắc khi truyền qua lăng kính
B Ánh sáng trắng là hổn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím
C Tổng hợp các ánh sáng đơn sắc sẽ luôn được ánh sáng trắng
D Chỉ có ánh sáng trắng mới bị tán sắc khi truyền qua lăng kính
Câu 73 : Chiếu bức xạ có tần số f vào một kim loại có công thoát A gây ra hiện tượng quang điện Giả sử một êlectron hấp thụ
phôtôn sử dụng một phần năng lượng làm công thoát, phần còn lại biến thành động năng K của nó Nếu tàn số của bức xạ chiếu tới là 2f thì động năng của êlectron quang điện đó là
Câu 74: 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 75: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 µm Công thoát êlectron ra khỏi kim loại này bằng
A 2,65.10-19J B 26,5.10-19J C 2,65.10-32J D 26,5.10-32J
A
λ
= =2,65.10-19J
Câu 76: Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức 13,62
n
E
n
= 1, 2, 3,…) Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ một phôtôn có năng lượng 2,55 eV thì bước sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hiđrô đó có thể phát ra là
A 1,46.10-8 m B 1,22.10-8 m C 4,87.10-8m D 9,74.10-8m
ε=2,55 (eV) = Em− En ()
2 2
13,6 13,6
2,55
Giải và biện luận: m>n và , n là các số nguyên ta tìm được m=4, n=2
Vậy khi hấp thụ photon có năng lượng ε=2,55 (eV) thì nguyên tử ở trạng thái kích thích n=2 lên mức kích thích m=4 Bước sóng ngắn nhất λ’ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra là khi nguyên tử ở mức kích thích m=4 về mức kích n’=1
(electron về trạng thái cơ bản)
4 1
4 1
'
λ
− =9,7426….10−8m ⇒ chọn Câu D
Trang 9Câu 77: Biết bán kính Bo là r0 = 5,3.10 m Bán kính quỹ đạo dừng M trong nguyên tử hiđrô bằng
A 84,8.10-11m B 21,2.10-11m C 132,5.10-11m D 47,7.10-11m
Giải
M có n=3, r=32r0 = 9.5,3.10-11m= 47,7.10-11m
Câu 78: Gọi εĐ là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ; εLlà năng lượng của phôtôn ánh sáng lục; εVlà năng lượng của phôtôn ánh sáng vàng Sắp xếp nào sau đây đúng?
A εĐ > εV>εL B εL>εĐ >εV C εV> εL>εĐ D εL> εV> εĐ
Câu 79: Trong chân không, ánh sáng có bước sóng lớn nhất trong số các ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lam, tím là
A ánh sáng tím B ánh sáng đỏ C ánh sáng vàng D ánh sáng lam
Câu 80: Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 7.5.1014Hz Công suất phát xạ của nguồn là 10W Số phôtôn mà nguồn sáng phát ra trong một giây xấp xỉ bằng:
Câu 82 Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48μm và phát ra ánh sáng có bước sóng λ’ =
0,64μm Biết hiệu suất của sự phát quang này là 50%, số photon của ánh sánh kích thích chiếu đến trong 1s là 2,014.1012 hạt Số photon của chùm sáng phát quang phát ra trong 1s là
A 2,4132.1012 B 1,3427.1012 C 2,4108.1011 D 1,3567.1011
Câu 83 Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,49µm và phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52µm, gọi hiệu suất
của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng ánh sáng phát quang và năng lượng ánh sáng hấp thụ Biết hiệu suất của sự phát quang của dung dịch Fluorêxêin là 75% Số phần trăm của photon bị hấp thụ chuyển thành photon phát quang của dung dịch là
Câu 84 Trong nguyên tử Hiđrô khi e chuyển từ mức năng lượng từ P về các mức năng lượng thấp hơn thì có thể phát ra tối đa
bao nhiêu bức xạ?
Câu 85 Một nguyên tử hidro đang ở trạng thái kích thích ứng với quỹ đạo dừng có bán kính 16r0 Xác định số bức xạ tối mà nguyên tử có thể phát ra khi chuyển về trạng thái thấp hơn?
Câu 86 Hai vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hiđrô có bước sóng λ21 và λ31 Từ hai bước sóng đó có thể tính được bước sóng đầu tiên λ32 trong dãy Banme là
A 32 λ31 λ21
λ
2
+
= B 32 λ21 λ31
λ
2
−
= C λ32 = λ λ21 31 D 32 21 31
21 31
λ λ λ
=
−
Câu 87 Trong quang phổ hidro, bước sóng dài nhất của dãy Laiman là 0,1216µm, bước sóng ngắn nhất của dãy Banme là
0,3650 µm Hãy tính bước sóng ngắn nhất của bức xạ mà hiđrô có thể phát ra
A λ1 = 486,6 nm B λ1 = 243,4 nm C λ1 = 656,3 nm D λ1 = 91,2 nm
Câu 88 Khi chuyển từ quỹ đạo M vê quỹ đạo L, nguyên tử hidrô phát ra photon có bước sóng 0,6563µm Khi chuyển từ quỹ
đạo N về quỹ đạo L, nguyên tử hidro phát ra photon có bước sóng 0,4861 µm Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo M, nguyên
tử hidro phát ra photon có bước sóng bằng
Câu 89 Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45 µm với công suất 0,8W Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng
0,60µm với công suất 0,6W Tỉ số giữa số photon của laze B và số photon của laze A phát ra trong mỗi giây là
Câu 90 Chiếu bức xạ có bước sóng λ vào bề mặt một kim loại có công thoát electron bằng A = 2eV Hứng chùm electron quang
điện bứt ra cho bay vào một từ trường đều B với B = 10–4 T, theo phương vuông góc với đường cảm ứng từ Biết bán kính cực đại của quỹ đạo các electron quang điện bằng 23,32mm Bước sóng λ của bức xạ được chiếu là
Câu 91 Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,533µm lên tấm kim loại có công thoát A = 3.10–19 J Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào từ trường đều theo hướng vuông góc với các đường cảm ứng từ Biết bán kính cực đại của qũy đạo của các electron là R = 22,75mm Bỏ qua tương tác giữa các electron Độ lớn cảm ứng từ B là
A B = 2.10–4 (T) B B = 2.10–5 (T) C B = 10–4 (T) D B = 10–3 (T)
9