Bài tập trắc nghiệm chương lượng tử ánh sáng (6)

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Bài toán v tia X. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - Mt s kin thc trng tâm:  Khi electron đp vào đi âm cc thì phn ln nng lng ca nó bin thành nhit làm nóng đi âm cc, phn còn li to ra nng lng ca tia X.  tìm nhit lng ta ra ti đi âm cc thì ta áp dng đnh lut bo toàn nng lng, ta có 2 1 2 d hc W hf Q mv Q      , vi f là tn s tia X,  là bc sóng tia X phát ra. Q là nhit lng làm nóng đi catot có biu thc tính 0 Q c m t  Nu electron đp vào đi âm cc nhng không tham gia vào làm nóng đi âm cc ngha là toàn b đng nng ca nó bin thành nng lng tia X. Khi đó tia X này có tn s ln nht f max hay bc sóng nh nht  min tha mãn max 2 max max min min min 1 2   AK AK AK eU f hc hc h mv hf e U hf hc eU          Nhit lng làm nóng đi Katt bng tng đng nng ca các quang electron đn đp vào đi Katt: Q = W = N.W đ = N.e. AK U .Vi N tng s quang electron đn đi Katt. Mà Q = mC(t 2 - t 1 ), vi C nhit dung riêng ca kim loi làm đi Katt Ví d 1. Trong mt ng Rnghen ngi ta to ra mt hiu đin th không đi U = 2.10 4 (V) gia hai cc. a) Tính đng nng ca êlectron đn đi Catot (b qua đng nng ban đu ca êlectron khi bt ra khi Catot. b) Tính tn s cc đi ca tia Rnghen. c) Trong mt phút ngi ta đm đc 6.10 18 êlectron đp vào đi Catot. Tính cng đ dòng đin qua ng Rnghen. Hng dn gii: a) ng nng ca electron đn đi Catot: W d = |e|.U = 1,6.10 –19 . 2.10 4 = 3,2.10 –15 (J). b) Tn s cc đi ca tia Rnghen đt đc khi toàn b đng nng ca electron chuyn thành nng lng tia Rnghen, khi đó ta có W d =  max = hf max 15 18 d max 34 W 3,2.10 f 4,8.10 (Hz). h 6,625.10       c) Cng đ dòng đin qua ng Rn ghenμ 18 19 ne 6.10 .1,6.10 I 16 (mA). t 60     Ví d 2. Hiu đin th gia ant và catt mt ng tia Rnghen là 200 (kV). a) Tính đng nng ca electron khi đn đi catt. b) Tính bc sóng ngn nht ca tia Rnghen mà ng đó có th phát ra. Hng dn gii: a) ng nng ca electron đn đi Catot: W d = |e|.U AK = 1,6.10 –19 . 200.10 3 = 3,2.10 –14 (J) b) Bc sóng ngn nht mà tia Rn ghen phát ra tha mãn 26 12 d max AK min 19 3 min AK hc hc 19,875.10 W e U 6,2.10 (m). e U 1,6.10 .200.10             BÀI TOÁN V TIA X (TÀI LIU BÀI GING) GIÁO VIÊN: NG VIT HÙNG ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging “Bài toán v tia X “ thuc khóa hc LTH KIT-1 : Môn Vt lí(Thy ng Vit Hùng) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Bài toán v tia X”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này. Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Bài toán v tia X. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Ví d 3. Trong ng Rnghen cng đ dòng đin đi qua ng là 0,8 mA và hiu đin th gia ant và catt là 1,2 kV. a) Tìm s electron đp vào đi catt mi giây và vn tc ca electron khi đi ti đi catt. b) Tìm bc sóng nh nht ca tia Rnghen mà ng đó có th phát ra. /S: a) n = 5.10 15 ht, v = 2,05.10 7 m/s. b)  min = 10,35.10 –10 (m). Ví d 4. Mt ng Rnghen phát ra đc bc x có bc sóng nh nht là 5 Å. a) Tính vn tc ca electron ti đp vào đi catt và hiu đin th gia hai cc ca ng. b) Khi ng Rnghen đó hot đng cng đ dòng đin qua ng là 0,002 (A). Tính s electron đp vào đi âm cc catt trong mi giây và nhit lng to ra trên đi catt trong mi phút nu coi rng toàn b đng nng ca êlectron đp vào đi âm cc đc dùng đ đt nóng nó. c)  tng đ cng ca tia Rnghen, tc là đ gim bc sóng ca nó, ngi ta cho hiu đin th gia hai cc tng thêm U = 500 (V). Tính bc sóng ngn nht ca tia Rnghen phát ra khi đó. /S: a) v = 2,96.10 7 m/s. b) n = 1,25.10 16 ht, Q = 300 (J). c)  min = 4,17 Å. Ví d 5. Trong chùm tia Rnghen phát ra t mt ng Rnghen, ngi ta thy có nhng tia có tn s ln nht 5.10 18 (Hz). a) Tính hiu đin th gia hai cc ca ng và đng nng cc đi ca electron đp vào đi âm cc. b) Trong 20 (s) ngi ta xác đnh đc 10 18 electron đp vào đi âm cc. Tính cng đ dòng đin qua ng. Bit m e = 9,1.10 ậ31 kg; e = ậ1,6.10 ậ19 C; h = 6,625.10 ậ34 Js. /S: a) U = 20,7 (kV), W đmax = 3,3125.10 –15 (J). b) I = 8 (mA). Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Bài toán v tia X. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Ví d 6. Mt ng Rn-ghen hot đng di đin áp U = 50000 V. Khi đó cng đ dòng đin qua ng Rn- ghen là I = 5 mA. Gi thit 1% nng lng ca chùm electron đc chuyn hóa thành nng lng ca tia X và nng lng trung bình ca các tia X sinh ra bng 75% nng lng ca tia có bc sóng ngn nht. Bit electron phát ra khi catot vi vn tôc bng 0. a) Tính công sut ca dòng đin qua ng Rn-ghen b) Tính s photon ca tia X phát ra trong 1 giây? c) Catot đc làm ngui bng dòng nc có nhit đ ban đu t 1 = 10 0 C. Hãy tìm lu lng nc (lít/phút) phi dùng đ gi cho nhit đ catot không thay đi. Bit khi ra khi ng Rn-ghen thì nhit đ ca nc là t 2 = 25 0 C. Nhit dung riêng ca nc là c = 4200 J/kg.K. Khi lng riêng ca nc là 1000 kg/m 3 . áp s: a P = 250 W b. S photon do tia X sinh ra trong 1 giây: 14 4,2.10N  (photon/s) c. Phn nng lng bin thành nhit trong 1 giây 0,99.Q UI . 0,23m (lít/phút) Ví d 7. Mt ng Cu-lít-gi có đin áp gia hai đu ng Cu- lít - gi là 10KV vi dòng đin trong ng là I = 1mA. a) Tính s e đp vào đi Katt sau mt phút ? b) Tính đng nng ca e đp vào đi Katt ? c) Tính bc sóng nh nht ca tia X ? d) Coi rng ch có 1% s e đp vào đi Katt to ra tia X. Sau mt phút hot đng thì đi Katt nóng thêm bao nhiêu đ cho khi lng ca đi Katt là m = 100g và nhit dung riêng là 120J/kgđ. áp s: a) N = 3,74. 10 17 b) W đ =1,6.10 -15 J c)  0 =1,24. 10 10  m d) t = 49,368 0 C Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Bài toán v tia X. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - BÀI TP TRC NGHIM Câu 1. Chiu mt chùm bc x đn sc có bc sóng 0,20 m vào mt qa cu bng đng, đt cô lp v đin. Gii hn quang đin ca đng là 0,30 m. in th cc đi mà qu cu đt đc so vi đt là A. 1,34 V. B. 2,07 V. C. 3,12 V. D. 4,26 V Câu 2. Khi chiu mt bc x t đc có bc sóng  vào tm kim loi đc đt cô lp v đin thì đin th cc đi đt đc là 3 V. Bc sóng ca bc x đó là A.  = 0,25 µm. B.  = 0,1926 m. C.  = 0,184 m. D.  = 0,41 m. Câu 3. Công thoát ca kim loi Na là 2,48 eV. Chiu mt chùm bc x có bc sóng 0,36 m vào t bào quang đin có catôt làm bng Nathì cng đ dòng quang đin bão hoà là 3 A. S êlectron b bt ra khi catôt trong mi giây là A. 1,875.10 13 B. 2,544.10 13 C. 3,263.10 12 D. 4,827.10 12 Câu 4. Gi s các electron thoát ra khi catt ca t bào quang đin đu b hút v ant, khi đó dòng quang đin có cng đ I = 0,32 mA. S electron thoát ra khi catt trong mi giây là A. 2.10 15 B. 2.10 17 C. 2.10 19 D. 2.10 13 Câu 5. Chiu vào catôt ca t bào quang đin mt ánh sáng có bc sóng  = 600 nm t mt ngun sáng có công sut 2 mW. Bit c 1000 ht phôtôn ti đp vào catôt thì có 2 electron bt ra, cng đ dòng quang đin bão hòa bng A. 1,93.10 –6 A. B. 0,193.10 –6 A. C. 19,3 mA. D. 1,93 mA. Câu 6. Chiu chùm ánh sáng có công sut 3 W, bc sóng 0,35 m vào catôt ca t bào quang đin có công thoát electron 2,48 eV thì đo đc cng đ dòng quang đin bão hoà là 0,02 A. Hiu sut lng t bng A. 0,2366%. B. 2,366%. C. 3,258%. D. 2,538%. Câu 7. Mt t bào quang đin có catôt đc làm bng Asen. Chiu vào catôt chùm bc x đin t có bc sóng 0,2 m và ni t bào quang đin vi ngun đin mt chiu. Mi giây catôt nhn đc nng lng ca chùm sáng là 3 mJ, thì cng đ dòng quang đin bão hòa là 4,5.10 –6 A. Hiu sut lng t là A. 9,4%. B. 0,094%. C. 0,94%. D. 0,186%. Câu 8. Khi chiu mt bc x đin t có bc sóng  = 0,5 m vào b mt catt ca t bào quang đin to ra dòng quang đin bão hoà I bh = 0,32 A. Công sut bc x đp vào catt là P = 1,5 W. Cho bit h = 6,625.10 –34 J.s ; c = 3.10 8 m/s, e = 1,6.10 –19 C. Hiu sut lng t là A. 52% B. 63% C. 53% D. 43% Câu 9. Mt chùm ánh sáng đn sc tác dng lên b mt mt kim loi và làm bt các electron ra khi kim loi này. Gi W đmax là đng nng ban đu cc đi ca electron quang đin, A là công thoát, N s electron thoát ra khi b mt kim loi trong mi giây. Nu tng cng đ chùm sáng đó lên ba ln thì A. W đmax tng chín ln. B. A gim ba ln. C. W đmax tng ba ln. D. N tng ba ln. Câu 10. Cng đ dòng quang đin bão hoà trong mch là 0,32 mA. Tính s e tách ra khi catt ca t bào quang đin trong thi gian t = 20 (s), bit rng ch có 80% electron tách ra đc chuyn v ant. A. 5.10 16 B. 3.10 18 C. 2,5.10 16 D. 3.10 20 Câu 11. Chiu mt bc x đin t có bc sóng 0,546 m lên mt kim loi dùng catt ca mt t bào quang đin, thu đc dòng bão hòa có cng đ I o = 2 mA. Công sut ca bc x đin t là 1,515 W. Gi s các electron đó đc tách ra bng màn chn đ ly mt chùm hp hng vào mt t trng đu có cm ng t B = 10 -4 T, sao cho B  vuông góc vi phng ban đu ca vn tc electron. Bit qu đo ca các electron có bán kính cc đi là R = 23,32 mm thì vn tc ban đu cc đi ca các electron quang đin. A. 1,25.10 5 m/s B. 2,36.10 5 m/s C. 3,5.10 5 m/s D. 4,1.10 5 m/s Câu 12. Chiu bc x đn sc bc sóng  = 0,533 m vào mt tm kim loi có công tht electron A = 3.10 –19 J . Dùng màn chn tách ra mt chùm hp electron quang đin và cho chúng bay vào mt min t trng đu có cm ng t B  . Hng chuyn đng ca electron quang đin vuông góc vi B . Bit bán kính cc đi ca qu đo các electron là R = 22,75 mm. Tìm đ ln cm ng t B ca t trng. A. B = 2.10 -4 T B. B = 10 -4 T C. B = 1,2.10 -4 T D. B = 0,92.10 -4 T Câu 13: Mt ng phát ra tia Rghen, phát ra bc x có bc sóng nh nht là 5.10 –10 m. Tính nng lng ca photôn tng ng? A. 3975.10 –19 J B. 3,975.10 –19 J C. 9375.10 –19 J D. 3975.10 –16 J Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Bài toán v tia X. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - Câu 14: Mt ng Cu-lít-gi phát ra bc x có bc sóng ngn nht là 2,65.10 –11 m. B qua đng nng ban đu ca các electron khi thoát ra khi b mt catôt. Bit h = 6,625.10 –34 J.s, e = 1,6.10 –19 C. in áp cc đi gia hai cc ca ng là A. 46875 V. B. 4687,5 V C. 15625 V D. 1562,5 V Câu 15: in áp cc đi gia ant và catt ca mt ng Cu-lít-gi là U o = 18200 V. B qua đng nng ca êlectron khi bt khi catt. Tính bc sóng ngn nht ca tia X do ng phát ra. Cho h = 6,625.10 –34 J.s ; c = 3.10 8 m/s ; |e| = 1,6.10 –19 C. A.  min = 68 pm. B.  min = 6,8 pm. C.  min = 34 pm. D.  min = 3,4 pm. Câu 16: Hiu đin th “hiu dng” gia ant và catt ca mt ng Cu-lít-gi là 10 kV. B qua đng nng ca các êlectron khi bt khi catt. Tc đ cc đi ca các êlectron khi đp vào ant. A. 70000 km/s. B. 50000 km/s. C. 60000 km/s. D. 80000 km/s. Câu 17: in áp cc đi gia ant và catt ca mt ng Cu-lít-gi là 18,75 kV. Bit đ ln đin tích electron, tc đ sáng trong chân không và hng s Plng ln lt là 1,6.10 –19 C ; 3.10 8 m/s và 6,625.10 –34 J.s. B qua đng nng ban đu ca electron. Bc sóng nh nht ca tia Rnghen do ng phát ra là A. 0,4625.10 –9 m. B. 0,5625.10 –10 m. C. 0,6625.10 –9 m. D. 0,6625.10 –10 m Câu 18: in áp cc đi gia ant và catt ca mt ng Cu-lít-gi là U o = 25 kV. Coi vn tc ban đu ca chùm electron phát ra t catt bng không. Bit hng s Plng h = 6,625.10 –34 J.s , đin tích nguyên t bng 1,6.10 –19 C. Tn s ln nht ca tia Rnghen do ng này có th phát ra là A. 6.10 18 Hz B. 60.10 15 Hz. C. 6.10 15 Hz. D. 60.10 18 Hz. Câu 19: Hiu đin th cc đi gia hai cc ca ng Cu-lít-gi là 15 kV. Gi s electron bt ra t catôt có vn tc ban đu bng không thì bc sóng ngn nht ca tia X mà ng có th phát ra là bao nhiêu ? A. 75,5.10 –12 m. B. 82,8.10 –12 m. C. 75,5.10 –10 m. D. 82,8.10 –10 m. Câu 20: Mt ng Cu-lít-gi phát ra bc x có bc sóng nh nht là 5 Å. Cho đin tích electron là 1,6.10 –19 C, hng s Planck là 6,625.10 –34 J.s, vn tc ca ánh sáng trong chân không là 3.10 8 m/s. Hiu đin th cc đi U o gia anôt và catôt là bao nhiêu ? A. 2500 V. B. 2485 V. C. 1600 V. D. 3750 V. ÁP ÁN TRC NGHIM Giáo viên: ng Vit Hùng Ngun : Hocmai.vn 01. B 02. D 03. A 04. A 05. A 06. B 07. C 08. C 09. D 10. A 11. D 12. B 13. A 14. A 15. A 16. C 17. D 18. A 19. B 20. B . .200.10             BÀI TOÁN V TIA X (TÀI LIU BÀI GING) GIÁO VIÊN: NG VIT HÙNG ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging Bài toán v tia X “ thuc khóa. th nm vng kin thc phn Bài toán v tia X”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này. Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Bài toán v tia X. Hocmai.vn. C. 2.10 19 D. 2.10 13 Câu 5. Chiu vào catôt ca t bào quang đin mt ánh sáng có bc sóng  = 600 nm t mt ngun sáng có công sut 2 mW. Bit c 1000 ht phôtôn ti đp vào catôt thì có