100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao) - Vật Lí lớp 12

---

100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao)

Với 100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao) Vật Lí lớp 12 tổng hợp 100 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Lượng tử ánh sáng từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 1)

Bài 1: Một tấm kim loại có giới hạn quang điện là 0,6 μm được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng 0,3 μm thì các quang êlectron có vận tốc ban đầu cực đại là V m/s. Để các quang êlectron có vận tốc ban đầu cực đại là 2V m/s thì phải chiếu tấm đó bằng ánh sáng có bước sóng bằng

A. 0,28 μm    B. 0,24 μm    C. 0,21 μm    D. 0,12 μm

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:Ta có : λ = 0,3μm = λ₀/2 => ℇ = hc/λ = 2hc/λ₀ = 2A

Áp dụng phương trình Anhxatnh → Wđ = hc/λ – A = A

Để các quang êlectron có vận tốc ban đầu cực đại là 2V m/s thì Wđ' = 4Wđ = 4A

=> ℇ' = hc/λ’ = hc/λ₀ + Wđ’= 5A =>λ' = λ₀/5 = 0,6/5 = 0,12 μm

Bài 2: Lần lượt chiếu vào bề mặt một kim loại các bức xạ điện từ có bước sóng λ₁ = λ₀/3 và λ₂ = λ₀/9; λ₀ là giới hạn quang điện của kim loại làm catốt. Tỷ số tốc độ ban đầu của quang e tương ứng với các bước sóng λ₁ và λ₂ là:

A. v1/v2 = 4    B. v1/v2 = 1/2    C. v1/v2 = 2    D. v1/v2 = 1/4

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

+) λ₁ = λ₀/3 → ε1 = hc/λ = 3A => Wđ1 = 2A

+) λ₂ = λ₀/9 →ε2 = hc/λ₂ = 9A => Wđ2 = 8A

=> Wđ1/Wđ2 = 1/4 => v1/v2 = ½

Bài 3: Chiếu một bức xạ có bước sóng λ = 0,18µm vào một quả cầu kim loại có giới hạn quang điện λ₀ = 0,3µm đặt xa các vật khác. Quả cầu được tích điện đến điện thế cực đại bằng bao nhiêu?

A. 2,76 V    B. 0,276 V    C. – 2,76 V    D. – 0,276 V

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Ta có: ε = hc/λ = hc/λ₀ + e.Umax (Umax là điện thế cực đại của quả cầu)

=> 6,625.10^-31.3.10⁸/(0,18.10^-6) = 6,625.10^-31.3.10⁸/(0,3.10^-6) + 1,6.10^-19.Umax

=> Umax = 2,76 V

Bài 4: Chiếu lần lượt hai bức xạ điện từ có bước sóng λ₁ và λ₂ với λ₂ = λ₁/2 vào một tấm kim loại thì tỉ số động năng ban đầu cực đại của quang electron bứt ra khỏi kim loại là 9. Giới hạn quang điện của kim loại là λ₀ . Tỉ số λ₀/λ₁ bằng:

A. 8/7    B. 2    C. 16/9    D. 16/7

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:Theo phương trình Anhxtanh ta có:

(1) chia (2)

Bài 5: Hai tấm kim loại có giới hạn quang điện là λ₁ và λ₂. Giới hạn quang điện của một tấm kim loại khác có công thoát êlectron bằng trung bình cộng công thoát êlectron của hai kim loại trên là

A. (2λ₁.λ₂)/(λ₁ + λ₂).    B. λ₁.λ₂/2(λ₁ + λ₂).    C. (λ₁ + λ₂)/2.    D. √(λ₁.λ₂)

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Ta có: A1 = hc/λ₁; A2 = hc/λ₂

Mặt khác: A=(A₁+A₂)/2 → λ= (2λ₁.λ₂)/(λ₁+λ₂ )

Bài 6: Chiếu bức xạ có tần số f₁ vào quả cầu kim loại đặt cô lập thì xãy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu là V₁ và động năng ban đầu cực đại của e quang điện đúng bằng một nửa công thoát của kim loại. Chiếu tiếp bức xạ có tần số f₂ = f₁ + f vào quả cầu đó thì điện thế cực đại của quả cầu là 5V₁. Hỏi chiếu riêng bức xạ có tần số f vào quả cầu trên (đang trung hòa về điện) thì điện thế cực đại của quả cầu là:

A. 2 V₁    B. 2,5 V₁    C. 4 V₁    D. 3 V₁

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Chiếu f₁ thì:

Điện thế cực đại:

* Chiếu f₂ = f₁ + f thì:

* Chiếu f thì: hf = A + |e|V_max

Vậy:

Bài 7: Khi chiếu hai bức xạ đơn sắc có tần số f₁ = 2.10¹⁵ Hz và f₂ = 3.10¹⁵ Hz lên bề mặt một kim loại người ta thấy tỷ số giữa vận tốc ban đầu cực đại của các quang electrôn bứt ra khỏi tấm kim loại bằng 2. Tần số giới hạn của kim loại đó là :

A. 0,67.10¹⁶ Hz.    B. 1,95.10¹⁶Hz.    C. 1,45.10¹⁵Hz.    D. 1,67.10¹⁵Hz.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:Ta có: hf₁ - hf₀ = (1/2)mv₁² (1), hf₂ - hf₀ = (1/2)mv₂² (2)

Nhân 4 với phương trình (1) rồi trừ đi ta được: 4hf₁ - 4hf₀ = hf₂ - hf₀ → f₀ = 1,67.10¹⁵Hz.

Bài 8: Một nguồn sáng có công suất P = 2 W, phát ra ánh sáng có bước sóng λ = 0,597 μm tỏa ra đều theo mọi hướng. Nếu coi đường kính con ngươi của mắt là 4 mm và mắt còn có thể cảm nhận được ánh sáng khi tối thiểu có 80 phôtôn lọt vào mắt trong 1s. Bỏ qua sự hấp thụ phôtôn của môi trường. Khoảng cách xa nguồn sáng nhất mà mắt còn trông thấy nguồn là

A. 274 km    B. 6 km    C. 27 km    D. 470 km

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:Năng lượng mà mắt nhận được trong 1s là:

Mà năng lượng của chùm sáng mắt người nhận được trong 1s là: W = 80.hc/λ

Suy ra:

Bài 9: Biết công thoát electron của Liti (Li) là 2,39 eV. Bức xạ điện từ nào có thành phần điện trường biến thiên theo quy luật dưới đây sẽ gây ra được hiện tượng quang điện ở Li ?

A. E = E₀cos(10π.10¹⁴t)

B. E = E₀cos(9π.10¹⁴t)

C. E = E₀cos(2π.10¹⁵t)

D. E = E₀cos(π.10¹⁵t)

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Ta có A = hc/λ₀ = h.f₀ → f₀ = 5,772.10¹⁴ Hz

Bức xạ điện từ có thành phần điện trường biến thiên có tần số f ≥ f₀ sẽ gây ra được hiện tượng quang điện ở Li.

Chọn C vì f = 1.10¹⁵Hz > f₀ = 5,772.10¹⁴ Hz.

Bài 10: Khi chiếu lần lượt lên một tấm kim loại cô lập hai bức xạ có bước sóng λ₁ và λ₂ = λ₁/2 thì vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron là 350 km/s và 1050 km/s. Nếu chiếu bức xạ có bước sóng λ₃ = 2λ₁/3 thì vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron là:

A. 783km/h    B. 783km/s    C. 850km/h    D. 850km/s

Lời giải:

Đáp án:

HD Giải:Ta có:

Lấy phương trình (2) trừ đi (1) ta được:

Bài 11: Chiếu một ánh sáng có bước sóng λ = 0,489μm lên kim loại kali dùng làm catôt của một tế bào quang điện. Biết cường độ dòng điện bão hòa I_bh = 0,1mA, và công suất của ánh sáng chiếu tới là P = 0,1W. Hiệu suất lượng tử của hiệu ứng quang điện trên bằng bao nhiêu phần trăm?

A. 0,27%    B. 1,12%    C. 0,19%    D. 1,14%

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

- Số êlectron bật ra khỏi catôt trong 1 giây:

electron

- Số phôtôn chiếu tới kim loại trong mỗi giây:

(phôtôn)

Hiệu suất lượng tử H bằng tỉ số giữa số quang êlectron bứt ra trong mỗi giây và số phôtôn chiếu tới kim loại trong mỗi giây.

Bài 12: Một ống phát tia X hoạt động ở hiệu điện thế U = 10kV với dòng điện I = 0,001A. Coi rằng chỉ có 1 % số êlectron đập vào mặt đối catôt là tạo ra tia Rơn-ghen. Hỏi sau một phút hoạt động của ống Rơn-ghen, nhiệt độ của đối catôt tăng thêm bao nhiêu? Biết đối catôt có khối lượng M = 100g và nhiệt dung riêng của chất làm đối catôt bằng C = 120J/kg.K.

A. 39,5⁰C    B. 42,5⁰C    C. 41,5⁰C    D. 49,5⁰C

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Gọi n là số êlectron đập vào mặt đối catôt trong một phút, ta có:

I =q/t=ne/t → n = It/e = 3,75.10¹⁷ electron.

Động năng cực đại của một êlectron :

W_đmax = eU = 1,6.10^-15J (U = 10kV = 10⁴V)

Nhiệt độ của đối catôt nóng lên do số electron n’ không tạo ra tia Rơn-ghen truyền hoàn toàn động năng của mình cho đối catôt. Theo đề bài chỉ có 1% số êlectron đập vào bề mặt đối catôt là tạo ra tia Rơn-ghen, do đó n’ = 0,99n = 37,125.10¹⁶ electron. Sau một phút nhiệt độ đối catôt nóng thêm Δt, xác định bởi phương trình:

McΔt = n'.W_đmax (với M = 100g = 0,1 kg) hay Δt = n'.W_đmax / Mc = 49,5⁰C .

Bài 13: Khi chiếu vào catôt một tế bào quang điện bức xạ λ = 0,31μm thì có dòng quang điện. Có thể triệt tiêu dòng quang điện nhờ hiệu điện thế hãm có độ lớn là U_h, U_h có giá trị thay đổi thế nào khi bức xạ chiếu vào cạtôt có bước sóng λ' = 0,8λ?

A. Tăng 1V.    B. Tăng 0,8V.    B. Giảm 2V.    B. Giảm 0,8V.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Ta có:

Từ đó: .

Thay

Suy ra: .

Từ đó: U'_h = 1+ U_h : hiệu điện thế hãm tăng 1V.

Bài 14: : Một tấm kim loại có giới hạn quang điện là λ₀. Chiếu lần lượt tới bề mặt catôt hai bức xạ có bước sóng λ₁ = λ₀/2 và λ₂ < λ₁ thì vận tốc ban đầu cực đại của êlectron bắn ra khác nhau 2 lần. Tính λ₂.

A. λ₂ = λ₀/4    B. λ₂ = λ₀/3    C. λ₂ = λ₀/6    D. λ₂ = λ₀/2

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Từ phương trình Anhxtanh ta có:

λ₂ = λ₁/3 = λ₀/6

Bài 15: Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ₁ = 0,405μm; λ₂ = 0,436μm vào bề mặt của một kim loại và đo hiệu điện thế hãm tương ứng ta được U_h1 = 1,15V; U_h2 = 0,93V. Công thoát êlectron của kim loại là:

A. 1,92 eV    B. 1,12 eV    C. 2,12 eV    D. 1,67 eV

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Ta có:

Theo điều kiện bài toán:

Suy ra: .

Bài 16: Electron của nguyên tử Hidro đang ở trạng thái dừng P, chuyển động tròn đều quanh hạt nhân với tốc độ v. Khi electron trở về trạng thái kích thích thứ nhất (mức L) thì tốc độ chuyển động tròn đều quanh hạt nhân của electron là

A. 3v    B. 9v    C. 6v    D. 36v

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Lực Cu - lông giữa hạt nhân với electron đóng vai trò là lực hướng tâm.

Bài 17: Tính số êlectron bị bật ra khỏi catôt của một tế bào quang điện trong mỗi giây khi cường độ của dòng quang điện bão hòa là 40μA. Chọn đáp án đúng:

A. 3,5.10¹⁴ hạt e    B. 2,5.10¹⁴ hạt e    C. 4,5.10¹⁴ hạt e    D. 1,5.10¹⁴ hạt e

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Điện lượng chuyển qua tế bào quang điện trong một giây:

q = It; I = 40μA = 4.10^-5A; t = 1s → q = 4.10^-5C.

Số êlectron bật ra khỏi catôt trong 1 giây:

N_e = q/e = 4.10^-5 / 1,6.10^-19 êlectron.

Bài 18: Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát electron A = 2,2eV. Chiếu vào catôt một bức xạ có bước sóng λ. Muốn triệt tiêu dòng quang điện, người ta phải đặt vào anôt và catôt một hiệu điện thế hãm U_h = 0,4V. Điện thế cực đại của tấm kim loại khi λ =2λ₀/3 là:

A. Vmax = 2,125V.    B. Vmax = 2,55V.    C. Vmax = 2,45V.    D. Vmax = 2,235V

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Ta có:

Bài 19: Chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng kích thích có bước sóng λ₁ = 600μm thì hiệu điện thế hãm là U₁. Thay bằng ánh sáng có λ₂ = 450μm thì hiệu điện thế hãm U₂ = 2U₁. Công thoát A₀ của kim loại là

A. 1,5eV.    B. 1,4eV.    C. 2eV.    D. 2,208.10^-19J.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Ta có: λ₂ = 3/4.λ₁ nên:

Nhân hai vế của (1) với 2, rồi trừ (2) theo vế:

Bài 20: Chiếu bức xạ có λ = 0,3μm vào tấm kim loại có giới hạn quang điện λ₀ = 0,6μm. Cho chùm hẹp các quang electron này đi vào từ trường đều vuông góc với vận tốc ban đầu (V₀ vuông góc B) và không đổi, có cảm ứng từ B = 10^-4T, thì bán kính quỹ đạo tròn của quang êlectron là:

A. r = 2cm.    B. r ≤ 4,85cm.    C. r = 1,5cm    D. r = 1,44cm.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Khi đi vào từ trường mà V₀ vuông góc B thì quang electron chuyển động tròn đều.

Lực Lo - ren - xơ là lực hướng tâm:

.

Do v_0max ≥ v0 nên .Tính v_0max từ công thức Anh-xtanh:

Thay số, ta được r ≤ 4,85cm.

Bài 21: Để gây ra hiện tượng quang điện với kim loại có công thoát electron là 1,88eV thì ánh sáng kích thích phải có tần số tối thiểu bằng bao nhiêu? Biết hằng số Plăng h = 6,625.10^-34J.s, tốc độ ánh sáng trắng chân không c = 3.10⁸m/s và 1eV = 1,6.10^-19J.

A. 1,45.10¹⁴Hz.    B. 4,04.10¹⁴Hz.    C. 4,54.10¹⁴Hz.    D. 2,54.10¹⁴Hz.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

→tần số tối thiểu bằng 4,54.10¹⁴Hz.

Bài 22: Trong thí nghiệm về tế bào quang điện, cường độ dòng quang điện bão hòa là 64μA. Hiệu suất lượng tử là 2%. Số phôtôn phát ra trong mỗi giây là

A. 2.10¹⁶.    B. 4.10¹⁷.    C. 4.10¹⁸.    D. 4.10¹⁹.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Ta có:

Bài 23: Trong đồ thị hình vẽ, đường tiệm cận ngang của phần kéo dài đồ thị là U_h = U₁. Chọn phát biểu đúng.

A. Vẽ đường kéo dài nét đứt là vì theo quy ước Uh > 0.

B. Không tính được U₁.

C. U₁ = -3V.

D. U₁ = -1,875V.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Ta có:

Bài 24: Một bộ pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin là 0,55 m². Dòng ánh sáng chiếu vuông góc vào bộ pin có cường độ 1220 W/m². Khi cường độ dòng điện mà bộ pin cung cấp cho mạch ngoài là 2,25 A thì điện áp đo được giữa hai cực của bộ pin là 25 V. Hiệu suất của bộ pin là

A. 8,4%    B. 11,3%    C. 10,2%    D. 9,31%

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Công suất chiếu sáng của mặt trời là: P = 1220.0,55 = 671W

Công suất của bộ pin là: P_pin = U.I = 56,25W

Hiệu suất của bộ pin: H = P_pin / P = 0,084

Bài 25: Một tụ điện có anôt và catốt đều là những bản kim loại phẳng, đặt song song, đối diện và cách nhau một khoảng 2 cm. Đặt vào anốt và catốt một hiệu điện thế 8 V, sau đó chiếu vào một điểm trên catốt một tia sáng có bước sóng λ xảy ra hiện tượng quang điện. Biết hiệu điện thế hãm của kim loại làm catốt ứng với bức xạ trên là 2 V. Bán kính lớn nhất của vùng trên bề mặt anốt có electron đập vào bằng :

A. 2 cm    B. 16 cm    C. 1 cm    D. 8 cm

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Khi ánh sáng thích hợp chiếu vào tấm catot, xảy ra hiện tượng quang điện nên e bay ra từ catot theo mọi hướng, bỏ qua trọng lực của e, ta thấy e chuyển đông trong điện trường đều giống như một chuyển động ném xiên. Bán kính lớn nhất của vùng trên bề mặt anốt có electron đập vào ứng với e chuyển động như vật ném ngang với vận tốc ban đầu vomax (quan sát hình vẽ)

Ta thấy chuyển động của e:

Bài 26: Khi tăng điện áp cực đại của ống cu lít giơ từ U lên 2U thì bước sóng giới hạn của tia X phát ra thay đổi 1,9 lần. Vận tốc ban đầu cực đại của các electron thoát ra từ ống bằng

A.    B.    C.    D.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Áp dụng: .

Ta có:

Chia vế với vế của hai phương trình trên cho nhau:

Bài 27: Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ₁ = 0,30μm vào catôt của một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện và hiệu điện thế hãm lúc đó là 2 V. Nếu đặt vào giữa anôt và catôt của tế bào quang điện trên một hiệu điện thế UAK = -2V và chiếu vào catôt một bức xạ điện từ khác có bước sóng λ₂ = 0,15μm thì động năng cực đại của êlectron quang điện ngay trước khi tới anôt bằng

A. 1,325.10^-18J.    B. 6,625.10^-19J.    C. 9,825.10^-19J.    D. 3,425.10^-19J.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Công thoát của Catot: A = hc/λ₁ -e.U_h = 3,425.10^-19J.;

- Khi được chiếu bởi bức xạ λ₂ : W_đ2max = hc/λ₂ - A = 9,825.10^-19J.

- Khi đặt vào A và K hiệu điện thế âm U_AK = - 2V → U_KA = 2V: các elctrôn đi sang A đi theo chiều điện trường chậm dần đều.

Ta có : W_đA - W_đmax = e.U_KA → W_đA = W_đmax + e.U_KA 9,825.10^-19 -1,6.10^-19 .2 = 6,625.10^-19 J

Bài 28: Chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,2 μm vào một tấm kim loại có công thoát electron là A = 6,62.10^-19 J. Elêctron bứt ra từ kim loại bay vào một miền từ trường đều có cảm ứng từ B = ^-5 T. Hướng chuyển động của electron quang điện vuông góc với B^→. Cho rằng năng lượng mà quang electron hấp thụ một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại hoàn toàn biến thành động năng của nó. Bán kính quỹ đạo lớn nhất của quang electron trong từ trường là

A. 0,97 cm.    B. 6,5 cm.    C. 7,5 cm.    D. 9,7 cm.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Khi đi vào từ trường mà thì quang electron chuyển động tròn đều.

Lực Lo - ren - xơ là lực hướng tâm: .

Tính v_0max từ công thức Anh-xtanh:

→ R = 9,7cm

Bài 29: Cho một tụ điện phẳng có hai bản cực rộng cách nhau d = 1 cm. Giới hạn quang điện của bản âm K là λ₀. Cho U_AK = 4,55 V. Chiếu vào bản K một tia sáng đơn sắc có λ = λ₀/2 các quang êlêctron rơi lên bề mặt bản dương A trong một mặt tròn bán kính R = 1 cm. Bước sóng λ₀ có giá giá trị là

A. 1,092 μm    B. 2,345 μm    C. 3,022 μm    D. 3,05 μm

Lời giải:

Đáp án:

HD Giải:

Khi ánh sáng thích hợp chiếu vào tấm catot, xảy ra hiện tượng quang điện nên e bay ra từ catot theo mọi hướng, bỏ qua trọng lực của e, ta thấy e chuyển đông trong điện trường đều giống như một chuyển động ném xiên. Bán kính lớn nhất của vùng trên bề mặt anốt có electron đập vào ứng với e chuyển động như vật ném ngang với vận tốc ban đầu v_omax (quan sát hình vẽ)

Ta thấy chuyển động của e:

theo Ox là chuyển động đều → x = v_omax.t

Theo Oy là nhanh dần đều →y = 0,5.a.t² ( với a= |eE|/m_e )

e đến anot khi y = d

Thay E = UAK /d

Mặt khác

Với R_max = 1cm và d = 1cm → U_h = U_AK/4

Mà

Bài 30: Chiếu một bức xạ có bước sóng λ = 0,48 μm lên một tấm kim loại có công thoát A = 2,4.10^-19 J. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các êlectron quang điện và hướng chúng bay theo chiều véc tơ cường độ điện trường có E = 1000 V/m. Quãng đường tối đa mà êlectron chuyển động được theo chiều véc tơ cường độ điện trường xấp xỉ là

A. 0,83 cm    B. 0,37 cm    C. 1,3 cm    D. 0,11 cm

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Áp dụng định lý biến thiên động năng ta có:

(vì lực điện trường tác dụng lên e có chiều ngược với chiều điện trường)

d_max là quãng đường tối đa mà vật đi được trong điện trường.

Bài 31: Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ = 138 nm vào một tấm kim loại có công thoát của êlectron ra khỏi bề mặt kim loại là 7,2.10^-19 J. Các electrôn quang điện bay ra được cho đi vào một vùng không gian có điện trường đều và từ trường đều hướng vuông góc với nhau. Biết hướng vận tốc của êlectron quang điện vuông góc với cả điện trường và từ trường. Người ta thấy electron chuyển động thẳng đều. Biết cảm ứng từ B = 10^-3 T. Cường độ điện trường E bằng :

A. 104 V/m    B. 1258 V/m    C. 1285 V/m    D. 12580 V/m

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Sử dụng phương trình Anhxtanh ta được:

Khi chuyển động trong điện trường đều và từ trường hướng vuông góc với nhau, e chuyển động thẳng đều khi lực điện cân bằng với lực lorenxo khi đó ta có:

e.v_maxB = e.E →E = 1258V/m

Bài 32: Khi hiệu điện thế hai cực ống Cu-lít -giơ giảm đi 2000V thì tốc độ các êlectron tới anốt giảm 6000km/s. Tốc độ êlectron tới anốt ban đầu là

A. 5,86.10⁷m/s.    B. 3,06.10⁷m/s.    C. 4,5.10⁷m/s.    D. 6,16.10⁷m/s.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Kí hiệu ΔU = 2.10³ (V); Δv = 6.10⁶m/s

Ta có ΔWđ = mv²/2 - mv₀²/2 = eU_AK (1) với v₀ vận tốc electron ở catot

Lấy (1) – (2)

Bài 33: Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,533 μm 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 = 22,75 mm. Cho c = 3.10⁸ m/s; h = 6,625.10^-34 Js; me = 9,1.10^-31 kg. Bỏ qua tương tác giữa các electron. Tìm độ lớn cảm ứng từ B của từ trường?

A. B = 2.10^-4 T.    B. B = 10^-4 T.    C. B = 2.10^-5 T.    D. B = 10^-3 T.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Sử dụng phương trình Anhxtanh ta được:

Khi đi vào từ trường mà thì quang electron chuyển động tròn đều.

Lực Lo - ren - xơ là lực hướng tâm:

Bài 34: 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 lâu bằng ánh sáng có tần số f = 10¹⁵ Hz cho đến khi dòng quang điện mất hoàn toàn. Công thoát êlêctrôn ở Canxi là A = 2,7625 eV. Điện tích q trên các bản tụ khi đó gần bằng:

A. 11.10^-8 C    B. 1,1 μC    C. 1,1 nC    D. 1,1.10^-8 C

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Khi chiếu ánh sáng vào 1 trong 2 bản Canxi thì sau đó 1 bản mang điện tích dương, bản này sẽ tích được một điện tích cực đại khi xảy ra sự cân bằng động giữa lượng e bay ra và lượng e bị hút về. Bản còn lại sau đó mang điện tích âm do hiện tượng điện hưởng toàn phần nên 2 bản tương đương như 1 tụ điện. Khi ghép 2 bản Canxi với tụ điện thành mạch kín thì giữa hai đầu tụ điện có hiệu điện thế bằng điện thế cực đại trên bản Canxi

Gọi V_max là điện áp cực đại trên bản Canxi khi được chiếu sáng. Ta có

Hiệu điện thế 2 đầu tụ điện là: U = V_max

Điện tích q trên các bản tụ khi đó là: q = C. U = 11,025 nC

Bài 35: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 546 nm vào bề mặt ca tốt của một tế bào quang điện. Giả sử các electron đó được tách ra bằng màn chắn dể lấy một chùm hẹp hướng vào một từ trường đều có B = 10^-4T, sao cho vec tơ B vuông góc với vân tốc của hạt. Biết quỹ đạo của hạt có bán kính cực đại R = 23,32 mm. Tìm độ lớn vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện.

A. 1,25.10⁵m/s.    B. 2,36.10⁵m/s.    B. 3,5.10⁵m/s.    B. 4,1.10⁵m/s.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Khi đi vào từ trường mà thì quang electron chuyển động tròn đều.

Lực Lo - ren - xơ là lực hướng tâm:

Bài 36: Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc v₀ = 10⁶ (m/s) cho bay dọc theo đường sức trong một điện trường đều có cường độ 9,1 (V/m) sao cho hướng của vận tốc ngợc hướng với điện trường. Tính quãng đường đi được sau thời gian 1000ns.

A. 1,6 (m)    B. 1,8 (m)    C. 2m    D. 2,5m

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Vì e bay dọc theo hướng ngược với hướng điện trường →Hạt e chuyển động nhanh dần đều với gia tốc:

a =F/m = |e|E/m = | 1,6. 10^-19|.9,1 / (9,1.10^-31) = 1,6.10¹² m/s²

⇒ quãng đường đi được sau thời gian 1000ns là:

S = v_ot + at²/2 = 10⁶.1000.10^-9 + (1,6.10¹² . (1000.10^-9)2)/2 = 1,8m

Bài 37: Mức năng lượng của ng tử Hyđrô có biểu thức E_n = – 13,6/n² (eV). Khi kích thích ng tử hidro từ quỹ đạo dừng m lên quỹ đạo n bằng năng lượng 2,55eV, thấy bán kính quỹ đạo tăng 4 lần. Bước sóng nhỏ nhất mà nguyên tử hidro có thể phát ra là:

A. 1,46.10–6m    B. 9,74.10–8m    C. 4,87.10–7m    D. 1,22.10–7m

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

r_m = m²r₀; r_n = n²r₀ ( với r₀ bán kính Bo)

Bước sóng nhỏ nhất ng tử hidro có thể phát ra:

Bài 38: Chiếu một bức xạ đơn sắc thích hợp vào catốt của tế bào quang điện. Tách một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc 10⁶ (m/s) và cho đi vào điện trường đều của một tụ điện phẳng tại điểm O cách đều hai bản tụ và phương song song với hai bản tụ. Biết hiệu điện thế giữa hai bản tụ 0,455 (V), khoảng cách giữa hai bản tụ 2cm, chiều dài của tụ 5cm. Tính thời gian electron chuyển động trong tụ.

A. 50 (ns)    B. 18 (ns)    C. 200 (ms)    D. 2,5.10^-3 (ms)

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Phương trình chuyển động của electron trong điện trường là:

x = v_ot ; y = at²/2

=> Phương trình quỹ đạo là: y = ax² / (2v_o²)

Hạt đi ra được khỏi tụ điện tại điểm D nên ta có:

x = v_ot = l; y = at²/2

=>t = l/v_o = 0,05/ 106 = 50 ns

Bài 39: Năng lượng nguyên tử hiđrô gồm động năng của electron và thế năng của tương tác Cu-lông giữa hạt nhân và electron. Hãy tìm biểu thức năng lượng trạng thái dừng En theo r₀. Cho biết r0 là bán kính quỹ đạo Bo.

A.    B.    C.    D.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Năng lượng trạng thái dừng gồm động năng của electron và thế năng của tương tác Cu-lông: .

Do lực Cu-lông là lực hướng tâm nên:

Vậy

Bài 40: Hai bản cực A, B của một tụ điện phẳng làm bằng kim loại. Khoảng cách giữa hai bản là 4cm. Chiếu vào tâm O của bản B một bức xạ đơn sắc có bước sóng (xem hình) thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là 0,76.10⁶ (m/s). Đặt giữa hai bản A và B một hiệu điện thế UBA = 4,55 (V). Các electron quang điện có thể tới cách bản A một đoạn gần nhất là bao nhiêu?. Bỏ qua trọng lực của e.

A. 6,4 cm    B. 2,5 cm    C. 5,4 cm    D. 2,6 cm

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

U_BA = 4,55V nên chiều điện trường từ B sang A, do vậy e chịu lực cản của lực điện trường chiều từ A sang B.

Ta có:

a = F/m = |e|U/md = 2.10¹³ m/s²

⇒ h_max = v_o²/2a = (0,76.10⁶)² / (2.2.10¹³)=1,4.10^-2 m

⇒Các electron quang điện có thể tới cách bản B một đoạn gần nhất là:

s = d - h_max = 2,6cm

100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 2)

Bài 41: Trong một thí nghiệm về hiệu ứng quang điện bằng cách dùng một hiệu điện thế hãm có giá trị bằng 3,2 V. Người ta tách một chùm hẹp các electron quang điện và hướng đi nó vào một từ trường đều, theo hướng vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biết bán kính quỹ đạo lớn nhất của các electron bằng 20 cm. Từ trường có cảm ứng từ là:

A. 3.10^-6 T    B. 3.10^-5 T    C. 4,2.10^-5 T    D. 6,4.10^-5 T

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: Ta có:

e chuyển động trong từ trường đều theo hướng vuông góc với các đường cảm ứng từ nên e chịu tác dụng của lực lorenxo đóng vai trò là lực hướng tâm

Khi đó ta có

Bài 42: Một nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E₃ = -1,5eV sang trạng thái dừng có năng lượng E₂ = - 3,4eV. Tìm bước sóng của bức xạ do nguyên tử phát ra. Cho biết h = 6,625.10^-34J.s; c = 3.10⁸m/s; 1eV = 1,6.10^-19C.

A. 0,734μm    B. 0,234μm    C. 0,924μm    D. 0,654μm

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Áp dụng công thức h.f_m→n = h.c/λ_m→n = E_m - E_n, ta có: h.f₃₂ = E₃ - E₂

Suy ra:

Bài 43: Cho một chùm electron bắn phá nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản để kích thích chúng. Xác định vận tốc nhỏ nhất để sao cho nó có thể làm xuất hiện tất cả các vạch của quang phổ phát xạ của hiđrô. Biết rằng khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức E_n = -13,6/n² (eV) (với n = 1, 2, 3,…).

A. 2,187.10⁶ m/s    B. 2,237.10⁷ m/s    C. 2,377.10⁵ m/s    D. 4,145.10⁶ m/s

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Để làm xuất hiện tất cả các vạch quang phổ hiđrô thì năng lượng của electron phải đủ lớn, để kích thích nguyên tử hiđrô tới trạng thái n → ∞ (lúc đó năng lượng của nguyên tử hiđrô bằng 0).

Theo định luật bảo toàn năng lượng: W = E_∞ - E₁ =13,6eV

Năng lượng này của electron dưới dạng động năng, do vậy:

Bài 44: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức E_n = -13,6/n² (eV) (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

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải: Ta có:

Bài 45: Kích thích nguyên tử H₂ từ trạng thái cơ bản bởi bức xạ có năng lượng 12,1eV. Hỏi nguyên tử H₂ phát ra tối đa bao nhiêu vạch? Biết khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức E_n = -13,6/n² (eV) (với n = 1, 2, 3,…).

A. 1    B. 2    C. 3    D. 5

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Ta có: E_n - E₁ = 12,1 eV

⇒ E_n = - 1,5 eV ⇒ n =3

⇒ nguyên tử H₂ phát ra tối đa n.(n - 1)/2 = 3 vạch

Bài 46: Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,6μm vào catot của 1 tế bào quang điện có công thoát A= 1,8eV. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào một điện trường từ A đến B sao cho U_AB = -10V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của electron khi tới B lần lượt là:

A. 18,75.10⁵ m/s và 18,87.10⁵ m/s

B. 18,87.10⁵m/s và 18,75.10⁵m/s

C. 16,75.10⁵ m/s và 18.87.10⁵ m/s

D. 18,75.10⁵m/s và 19,00.10⁵m/s

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

-Khi Vận tốc ban đầu cực đại của e theo chiều tăng tốc với U_AB thì ta có vận tốc lớn nhất của electron khi tới B là v: Gọi v ( Hay v_max ) là vận tốc cực đại của e khi đến B. Áp dụng định lí động năng:

-Khi vận tốc ban đầu của e bằng 0 thì ta có vận tốc nhỏ nhất của electron khi tới B là vmin

Bài 47: Khi elêctrôn ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi E_n = -13,6/n² (eV). 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:

A. 32/3.    B. 32/27.    C. 32/5.    D. 5/27

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: Ta có:

Bài 48: Mức năng lượng En trong nguyên tử hiđrô được xác định E_n= -E₀/n² (eV) (trong đó n là số nguyên dương, E₀ là năng lượng ứng với trạng thái cơ bản). Khi êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ ba về quỹ đạo thứ hai thì nguyên tử hiđrô phát ra bức xạ có bước sóng λ₀. Nếu êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ hai về quỹ đạo thứ nhất thì bước sóng của bức xạ được phát ra sẽ là

A. λ₀/15    B. 5λ₀/7    C. λ₀    D. 5λ₀/27

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải: Ta có:

Bài 49: Vạch quang phổ có tần số nhỏ nhất trong dãy Ban-me là tần số f₁. Vạch quang phổ có tần số nhỏ nhất trong dãy Lai-man là tần số f₂. Vạch quang phổ trong dãy Lai-man sát với vạch có tần số f₂ sẽ có tần số là

A. f₂ - f₁    B. f₁ + f₂    C. f₁.f₂    D. f₁.f₂/(f₁ + f₂)

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Ta có: h.f₁ = E₃ - E₂ và h.f₂ = E₂ - E₁

⇒ h.f₃ = E₃ - E₁ = hf₁ + hf₂ => f₃ = f₁ + f₂

Bài 50: Chiếu lần lượt 3 bức xạ đơn sắc có bước sóng theo tỉ lệ λ₁:λ₂:λ₃ = 1:2:1,5 vào catôt của một tế bao quang điện thì nhận được các electron quang điện có vận tốc ban đầu cực đại tương ứng và có tỉ lệ f₁:f₂:f₃ =2:1:k , với k bằng:

A. √3    B. 1/√3    C. √2    D. 1/√2

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Bài 51: Mức năng lượng trong nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức E = - 13,6/n² (eV) 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

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:Ta có

Bài 52: Cho mức năng lượng của nguyên tử hirdo xác định bằng công thức E_n=E₀/n² (E₀ = -13,6eV, n=1,2,3,4,5... ). Để có thể bức xạ tối thiểu 6 photon thì Nguyên tử H phải hấp thụ photon có mức năng lượng là:

A. 12,75 eV    B. 10,2 eV    C. 12,09 eV    D. 10,06 eV

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Để có thể bức xạ tối thiểu 6 photon nguyên tử Hiđro phải hấp thụ photon để chuyển lên quỹ đạo từ N trở lên tức là n ≥ 4

Năng lượng của photon hấp thụ

ε ≥ E₄ – E₁ = E₀.(1/4² - 1/2²) = -13,6.(-15/16) eV=12,75eV.

Bài 53: Mức năng lượng trong nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức E = - 13,6/n² (eV) ( n =1, 2, 3…), trạng thái cơ bản ứng với n = 1. Chiếu vào đám khí hiđrô ở trạng thái cơ bản bức xạ điện từ có tần số f, sau đó đám khí phát ra 6 bức xạ có bước sóng khác nhau. Tần số f là:

A. 1,92.10^-34 Hz    B. 3,08.10⁹ MHz    C. 3,08.10^-15 Hz    D. 1,92.10²⁸ MHz

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Vì đám khí phát ra 6 bức xạ có bước sóng khác nhau

⇒n.(n – 1)/2 = 6 => n = 4

Mà E₄ – E₁ = h.f = 12,75 (eV)

⇒f = (12,75.1,6.10^-19)/(6,625.10^-34) = 3,08.10¹⁵ Hz = 3,08.10⁹ MHz

Bài 54: Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45μm với công suất 0,8W. Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,60μm 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

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Bài 55: Nguyên tử hiđrô gồm một hạt nhân và một êlectron quay xung quang hạt nhân này. Bán kính quỹ đạo dừng thứ nhất r₁ = 5,3.10^-11m. Tính vận tốc và số vòng quay của êlectron trong 1 giây trên quỹ đạo đó.

A. v₁ = 2,2.10⁶ m/s và n_v1 = 6,6.10¹⁵ vòng/s

B. v₁ = 4,2.10⁶ m/s và n_v1 = 3,6.10¹⁵ vòng/s

C. v₁ = 2,4.10⁶ m/s và n_v1 = 6,3.10¹⁵ vòng/s

D. v₁ = 3,1.10⁶ m/s và n_v1 = 5,1.10¹⁵ vòng/s

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Lực Cu - lông giữa hạt nhân với electron là lực hướng tâm.

Bài 56: Nguyên tử hiđrô gồm một hạt nhân và một êlectron quay xung quang hạt nhân này. Bán kính quỹ đạo dừng thứ nhất r₁ = 5,3.10^-11m. Tính năng lượng của êlectron trên quỹ đạo thứ hai theo đơn vị eV.

A. 3,4eV    B. 2,1eV    C. 5,2eV    D. 1,2eV

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Ta có: r₂ = 2². r₁ = 2,12.10^-10m.

Lực Cu - lông giữa hạt nhân với electron là lực hướng tâm.

.

Động năng của e trên quỹ đạo thứ 2 là: W_đ2 =1/2 mv₂² = 3,396eV

Thế năng của e trên quỹ đạo thứ là thế năng tương tác tĩnh điện: W_t2 = -k.(e²/r₂) = -6,792 eV

W₂=W_đ2+W_t2 = 3,396 - 6,792 = 3,4eV

Bài 57:Trong quang phổ hiđrô, bước sóng λ (μm) của các vạch quang phổ như sau:

Vạch thứ nhất của dãy Lai-man: λ₂₁ = 0,1216.

Vạch H_α của dãy Ban-me: λ₃₂ = 0,6563.

Vạch đầu của dãy Pa-sen: λ₄₃ = 1,8751.

Tính bước sóng của hai vạch quang phổ thứ hai, thứ ba của dãy Lai-man (λ₃₁ và λ₄₁)

A. 0,1026μm và 0,0973μm

B. 0,3221μm và 0,1943μm

C. 0,5626μm và 0,6771μm

D. 0,6232μm và 0,4121μm

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

.

Áp dụng công thức: với m > n (Hình vẽ)

Dãy Lai-man:

Từ

suy ra: λ₃₁ = 0,1026μm.

suy ra

Bài 58:: Trong quang phổ hiđrô, các bước sóng λ của cách vạch quang phổ như sau: Vạch thứ nhất của dãy Lai-man: λ₂₁ = 0,121586μm. Vạch quang phổ H_α của dãy Ban-me: λ₃₂ = 0,656279μm. Ba vạch đầu tiên của dãy Pa-sen: λ₄₃ = 1,8751μm; λ₅₃ = 1,2818μm; λ₆₃ = 1,0938μm. Tần số của các vạch (theo thứ tự) H_β, H_γ, H_δ của dãy Ban-me là

A. 0,6171.10¹⁹Hz và 0,6911.10¹⁹Hz và 0,6914.10¹⁹Hz.

B. 0,6171.10¹⁰Hz và 0,6911.10¹⁰Hz và 0,6914.10¹⁰Hz.

C. 0,6171.10¹⁵Hz và 0,6911.10¹⁵Hz và 0,6914.10¹⁵Hz.

D. Các giá trị khác.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Vạch H_β của dãy Ban-me ứng với trường hợp chuyển mức năng lượng từ E₄ xuống E₂:

    f₄₂ = f₄₃ + f₃₂ = 0,16.10¹⁵ + 0,4571.10¹⁵ = 0,671.10¹⁵Hz

Vạch H_γ của dãy Ban-me ứng với trường hợp chuyển mức năng lượng từ E₅ xuống E₂:

    f₅₂ = f₅₃ + f₃₂ = 0,234.10¹⁵ + 0,4571.10¹⁵ = 0,6911.10¹⁵Hz.

Vạch H_δ của dãy Ban-me ứng với trường hợp chuyển mức năng lượng từ E₆ xuống E₃:

    f₆₂ = f₆₃ + f₃₂ = 0,2743.10¹⁵ + 0,4571.10¹⁵ = 0,6914.10¹⁵Hz.

Bài 59: Cathode của tế bào quang điện có công thoát 1,5eV, được chiếu bởi bức xạ đơn sắc λ. Lần lượt đặt vào tế bào quang điện điện áp U_AK = 3V và U_AK’ = 15V thì thấy vận tốc cực đại của electron khi đập vào anode tăng gấp đôi. Giá trị của λ là

A. 0,795μm.    B. 0,497μm.    C. 0,259μm.    D. 0,211μm.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

, v_omax là vận tốc lớn nhất của electrong khi bức ra khỏi K.

Khi ra khỏi K, dưới tác dụng của UAK thì electron tăng tốc chạy về A với vận tốc v được xác định bởi định lý động năng:

Vậy ta có hệ:

Nhân hai vế phương trình đầu cho 4, rồi lấy phương trình 2 trừ cho phương trình đầu ta được:

Suy ra: λ = 0,497μm

Bài 60: Một đám nguyên tử hyđrô đang ở trạng thái dừng thứ n thì nhận được một phôton có năng lượng hf làm nguyên tử chuyển sang trạng thái dừng có mức năng lượng kế tiếp và bán kính nguyên tử tăng 44%. Tìm số vạch mà đám nguyên tử này có thể phát ra ?

A. 16 vạch.    B. 15 vạch.    C. 12 vạch .    D. 13 vạch.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Ta có: r₂ = 1,44 r₁ → (n+1)2 = 1,44. n² → n+1= 1,2.n → n = 5

Vậy n’ = 6

Số vạch phát ra là : n'(n'-1)/2 = 15

Bài 61: Một nguyên tử hiđrô mà êlectron của nó ở quỹ đạo O có thể phát ra được nhiều nhất là mấy phôtôn, các phôtôn đó ứng với ánh sáng thuộc dãy nào?

A. 10 bức xạ (4 hồng ngoại, 3 khả kiến, 3 tử ngoại)

B. 4 bức xạ (2 hồng ngoại, 1 khả kiến, 1 tử ngoại)

C. 5 bức xạ ( 2 hồng ngoại, 1 khả kiến, 2 tử ngoại)

D. 7 bức xạ ( 4 hồng ngoại, 2 khả kiến, 1 tử ngoại)

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Đám khí Hydro nếu bị kích thích lên quỹ đạo O thì có thể phát ra được tối đa: N = 5(5-1)/2 = 10 loại bức xạ.

Tuy nhiên chỉ 1 nguyên tử thôi thì khi phát ra được nhiều bức xạ nhất là 4 bức xạ: hai hồng ngoại λ₅₄, λ₄₃; một khả biến λ₃₂; một tử ngoại λ₂₁.

Bài 62: Năng lượng ion hóa của nguyên tử hiđrô là 13,6eV. Vạch đỏ trong quang phổ hiđrô ứng với bước sóng λ_đỏ = 0,655μm. Hãy tính bước sóng ngắn nhất ứng với các vạch trong dãy Lai-man và trong dãy Ban-me.

A. 0,09134 μm và 0,1061μm

B. 0,3221μm và 0,1943μm

C. 0,2626μm và 0,3771μm

D. 0,1232μm và 0,4121μm

Lời giải:

Đáp án:

HD Giải:

Năng lượng ion hóa nguyên tử hiđrô là năng lượng cần thiết cung cấp cho nguyên tử hiđrô để đưa electron từ quỹ đạo K ra vô cực.

E_∞ - E_K = 13,6eV = 13,6.1,6.10^-19J

Vạch có bước sóng ngắn nhất trong dãy Lai-man là vạch ứng với bước chuyển của electron từ vô cực về quỹ đạo K.

Vạch đỏ trong quang phổ hiđrô ứng với bước sóng λ_đỏ = 0,655μm = λ_LK

Vạch có bước sóng ngắn nhất trong dãy Ban-me là vạch ứng với bước chuyển của electron từ vô cực về quỹ đạo L.

Bài 63: Lực tương tác Cu-lông giữa êlectron và hạt nhân của nguyên tử hiđrô khi nguyên tử này ở quỹ đạo dừng L là F. Khi nguyên tử này chuyển lên quỹ đạo N thì lực tương tác giữa êlectron và hạt nhân là

A. F/16.    B. F/4.    C. F/44.    D. F/2.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Lực tương tác Cu-lông giữa êlectron và hạt nhân của nguyên tử hiđrô khi nguyên tử này ở quỹ đạo dừng n là:

Khi nguyên tử này chuyển lên quỹ đạo L: F = F₂ (n = 2)

Khi nguyên tử này chuyển lên quỹ đạo N thì lực tương tác giữa êlectron và hạt nhân là: F' = F₄ (n = 4)

⇒ F' / F = 2⁴ / 4⁴ = 1/16.

Bài 64: Bán kính quỹ đạo Bo thứ nhất là r₁ = 5,3.10^-11m. Tính năng lượng E₁ của electron trên quỹ đạo Bo thứ nhất.

A. W = -14,9 eV    B. W = -13,6 eV    C. W = -15,9 eV    D. W = -12,9 eV

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Lực Cu-lông giữa haạt nhân với êlectron là lực hướng tâm (Hình vẽ)

suy ra

Động năng của êlectron : W_đ = (1/2)mv₁² ≈ 21,7227.10^-19J ≈ 13,6eV.

Thế năng tương tác giữa hạt nhân với electron : W_t = -k.e²/r₁ = -27.2eV .

Năng lượng của êlectron trên quỹ đạo Bo thứ nhât:

W = Wđ + Wt = - 13,6eV

Bài 65: Trong quang phổ hiđrô, bước sóng λ (nm) của các vạch quang phổ như sau:

Vạch thứ 3 của dãy Lai-man λ₄₁ = 97,3.

Vạch H_α của dãy Ban-me λ₃₂ = 656,3.

Ba vạch đầu tiên của dãy Pa-sen λ₄₃ = 1875,1; λ₅₃ = 1281,8; λ₆₃ = 1093,8. Tính bước sóng của các vạch H_β, H_γ, H_δ của dãy Ban-me.

A. 326,5nm, 594,1nm, 410,2nm

B. 186,1nm, 334,1nm, 441,2nm

C. 486,1nm, 434,1nm, 410,2nm

D. 486,1nm, 534,1nm, 643,2nm

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

• Dãy Lai-man.

• Dãy Ban-me.

Bài 66: Khi kích thích nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản, bán kính quỹ đạo dừng của electron tăng lên 9 lần. Tính các bước sóng của các bức xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra sau đó, biết rằng năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô là E_n = -13,6/n² eV với n = 1, 2,...

A. 0,103μm, 0,121μm, 0,657μm

B. 0,103μm, 0,421μm, 0,558μm

C. 0,203μm, 0,321μm, 0,517μm

D. 0,155μm, 0,421μm, 0,837μm

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Nguyên tử hiđrô ở trạng thái kích thích, electron ở trạng thái dừng ứng với n² = 9 ⇒ n = 3.

Sau đó electron trở về các lớp trong cơ thể phát ra các bức xạ có bước sóng λ₃₁, λ₃₂, λ₂₁ như hình vẽ.

• Dãy Lai-an.

• Dãy Ban-me

Bài 67: Bước sóng của vạch đỏ và lam trong quang phổ của nguyên tử hiđrô lần lượt là λ₁ = 0,6563μm và λ₂ = 0,4861μm. Bước sóng dài nhất của vạch quang phổ trong dãy Pa-sen là

A. 1,8744μm.    B. 0,6563μm.    C. 1,5335μm.    D. 0,8746μm.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Vạch đỏ ứng với sự chuyển mức năng lượng từ M → L:

(1)

Vạch lam ứng với sự chuyển mức năng lượng từ N → L:

(2)

Vạch có bước sóng dài nhất trong dãy Pa-sen ứng với sự chuyển mức năng lượng từ N → M. Trừ vế với vế của (2) và (1) ta có:

Từ đó ta có λ_m ≈ 1,8744μm.

Bài 68: Cho biết năng lượng của nguyên tử hiđrô ở mức cơ bản là E₁ = - 13,5900eV. Một ngọn lửa hiđrô có thể hấp thụ phôtôn nào sau đây?

A. Phôtôn có năng lượng ε₁ = 3,3975 eV.

B. Phôtôn có năng lượng ε₂ = 1,5100 eV.

C. Phôtôn có năng lượng ε₃ = 0,8475 eV.

D. Phôtôn có năng lượng ε₄ = 0,6625 eV

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

E₁ = -13,5900eV; E₂ = E₁/4 = -3,3975eV;

E₃ = E₁/9 = -1,5100eV; E₄ = E₁/16 = -0,8475eV.

Theo tiên đề 2 của Bo, nguyên tử chỉ hấp thụ các phôtôn có năng lượng ε_mn = E_m - E_n .

Trong 4 phôtôn nêu ở đề bài, ngọn lửa khí hiđrô chỉ hấp thụ phôtôn có năng lượng ε₄ , đó là phôtôn ứng với bước sóng λ₄₃ ở miền hồng ngoại: ε₄ = E₄ - E₃

Bài 69: Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5µm khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3µm. Hãy tính phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên.

A. 2,65.10^-19 J    B. 26,5.10^-19 J    C. 2,65.10^-18J    D. 265.10^-19 J

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên là:

E = E₁ - E₂ = h.c.(1/λ₁ - 1/λ₂) = 6,625.10^-34.3.10⁸.(1/(0,3.10^-6) – 1/(0,5.10^-6))

= 2,65.10^-19J

Bài 70: Kích thích cho các nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích sao cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần. Trong quang phổ phát xạ của nguyên tử hidro sau đó, tỉ số giữa bước sóng dài nhất và bước sóng ngắn nhất là:

A. 128/3    B. 128/9    C. 128/16    D. 64/3

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích sao cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần (tức là chuyển lên trạng thái n = 5 - Trạng thái O)

Bước sóng dài nhất (năng lượng bé nhất – chuyển từ trạng thái 5 sang trạng thái 4)

Bước sóng ngắn nhất (năng lượng lớn nhất – chuyển từ trạng thái 5 sang trạng thái 1)

Vậy

100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3)

Bài 71: Một điện cực phẳng bằng nhôm được rọi bằng bức xạ tử ngoại có bước sóng λ = 83 (nm). Electron quang điện có thể rời xa bề mặt điện cực một đoạn tối đa bằng bao nhiêu nếu điện trường đều cản lại chuyển động của e có độ lớn E = 7,5 (V/cm)?. Cho giới hạn quang điện của nhôm là 332 (nm).

A. 3cm.    B. 4cm.    C. 1,5cm    D. 3,5cm.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Áp dụng hệ thức Anhxtanh ta có :

Khi electron chuyển động trong điện trường có cường độ điện trường E thì nó chịu tác dụng của lực điện trường F =|e|.E, công do lực điện trường này cản electron là Ac = F.s, với s là quãng đường mà electron đi được.

Quãng đường tối đa mà electron có thể đi được đến khi dừng lại (v = 0) được tính theo định lý động năng:

,(do v = 0)

Thay số ta tính được s = 0,015 (m) = 1,5 (cm).

Bài 72: Xác định bước sóng của ánh sáng đơn sắc chiếu vào bề mặt kim loại khi cho electron quang điện có vận tốc lớn nhất vào trong vùng không gian có cả điện trường đều và từ trường đều có véctơ cảm ứng từ B và véctơ cường độ điện trường E vuông góc với nhau thì thấy electron không bị lệch hướng. Cho E = 106 V/m và B = 0,2 T, công thoát A = 3 eV và véctơ vận tốc của electron vuông góc với B.

A. 0,1672 μm.    B. 0,5623 μm.    C. 0,3422 μm    D. 0,0168 μm

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

+ Do e không bị lệch hướng nên e.E = B.ev ⇒ v = 5.10⁶ m/s.

+ Từ đó ta tính được

Bài 73: Một điện cực có giới hạn quang điện là λ₀ = 332nm, được chiếu bởi bức xạ có bước sóng λ₀ = 83nm thích hợp xảy ra hiện tượng quang điện. Sau khi chiếu một thời gian điện cực được nối với đất qua một điện trở R=2Ω thì dòng điện cực đại qua điện trở là

A. 5,612A    B. 11,225A    C. 12,225A    D. 6,112A

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào tấm kim loại cô lập về điện, hiện tượng quang điện xảy ra làm tấm kim loại mất dần electron, nên điện tích và điện thế V của nó tăng dần. Điện thế của tấm kim loại đạt cực đại khi:

Dòng điện cực đại chạy qua R là:

Thay số → I_max = 5,612A

Bài 74: Coi electron trong nguyên tử hydrô chuyển động tròn đều trên các quỹ đạo dừng. Khi electron chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo M thì vận tốc v của electron và lực tương tác F giữa nó và hạt nhân sẽ:

A. F và v cùng giảm đi 3 lần;

B. F giảm đi 81 lần; v giảm đi 3 lần;

C. F giảm đi 9 lần; v giảm đi 3 lần;

D. F và v cùng giảm đi 9 lần;

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

-Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo dừng

Có bán kính: r_n=n²r₀ Với n=1,2,3..

Lực điện có lực tương tác giữa electron với hạt nhân

Lực điện đóng vai trò là lực hướng tâm

Bài 75: Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,25 μm vào một kim loại có giới hạn quang điện λ₀ = 0,36 μm, ta thu được môt chùm electron quang điện chuyển động với vận tốc ban đầu cực đại v0 có chiều hướng từ trái sang phải. Tách một chùm nhỏ electron này cho bay vào một vùng không gian có từ trường đều có chiều như hình vẽ và có độ lớn B = 2.10^-3 T. Muốn electron vẫn chuyển động thẳng đều thì phải đặt thêm vào vùng không gian trên một điện trường đều có hướng và độ lớn như thế nào?

A. hướng thẳng đứng từ trên xuống, E = 1462 V/m.

B. hướng thẳng đứng từ dưới lên, E = 1462 V/m.

C. hướng thẳng đứng từ trên xuống, E = 7,31.10⁵ V/m.

D. hướng thẳng đứng từ dưới lên, E = 7,31.10⁵ V/m.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Tính

Electron chuyển động thẳng đều khi : Về độ lớn : f_L = F_đ

eV_omaxB = eE E = V_omax.B = 1462 V/m

Vận dụng qui tắc bàn tay trái : lực lorentz hướng xuống

⇒ lực điện trường hướng lên, vì q<0 nên hướng xuống.

Bài 76: Katốt của tế bào quang điện có công thoát 1,5eV, được chiếu bởi bức xạ đơn sắc λ . Lần lượt đặt vào tế bào, điện áp U_AK = 3V và U’_AK = 15V, thì thấy vận tốc cực đại của elêctrôn khi đập vào anốt tăng gấp đôi. Giá trị của λ là:

A. 0,259 μm.    B. 0,795μm.    C. 0,497μm.    D. 0,211μm.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải: Theo định lý biến thiên động năng:

Bài 77: Trong ống Cu-lit-giơ, nếu bỏ qua tốc độ đầu cực đại của electron phát ra từ catot thì sai số của phép tính tốc độ cực đại của electron đến anot là 2%. Khi đó sai số của phép tính bước sóng ngắn nhất của tia X do ống phát ra là bao nhiêu ?

A. 4%    B. 3%    C. 2%    D. 1%

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Bảo toàn năng lượng: hc/λ = 0,5 mv² ⇒ λ = 2hc/(mv²)

Bài 78: Xét nguyên tử Hidro theo mẫu nguyên tử Bo, giả sử nguyên tử H gồm 6 trạng thái dừng, trong các trang thái dừng electron chuyển động tròn đều xung quanh hạt nhân. Gọi r₀ là bán kính Bo. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo r_m sang trạng thái dừng có bán kính r_n thì lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân giảm đi 16 lần. Giá trị r_n-r_m lớn nhất bằng

A. 12 r₀    B. 3 r₀    C. 16 r₀.    D. 27r₀.

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Lực tương tác tĩnh điện

Giá trị r_n-r_m lớn nhất trong các kết quả trên ứng với m=3, n=6

→ r_n-r_m = 36r₀ – 9r₀ = 27r₀

Bài 79: Trong hiện tượng quang dẫn, năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn gọi là năng lượng kích hoạt. Biết năng lượng kích hoạt của PbS là 0,3 eV, lấy h = 6,625.10^-34 J.s, c = 3.10⁸ m/s, e = 1,6.10^-19 C, giới hạn quang dẫn của PbS là:

A. 2,06 μm.    B. 4,14 μm.    C. 1,51 μm.    D. 4,97 μm.

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải: Sử dụng công thức tính công thoát A:

Bài 80: Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5µm khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3µm. Biết rằng công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,01 công suất của chùm sáng kích thích và công suất chùm sáng kích thích là 1W. Hãy tính số photon mà chất đó phát ra trong 10s.

A. 2,516.10¹⁷    B. 2,516.10¹⁵    C. 1,51.10¹⁹    D. 1,546.10^15.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Ta có: P_phát = 0,01.P_kích → N_phát.h.c/λ_phát = 0,01W

⇒ N_phát = 0,01.0,5.10^-6/(6,625.10^-34.3.10⁸) = 2,516.10¹⁶

⇒ Số photon mà chất đó phát ra trong 10s là N = 10.N_phát= 2,516.10¹⁷

Bài 81: Xét các nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Trong cùng một khoảng thời gian, quãng đường mà êlectron đi được khi chuyển động trên quỹ đạo M và khi chuyển động trên quỹ đạo P lần lượt là s_M và s_P. Tỉ số s_M/s_P có giá trị bằng:

A. 1/2    B. 2    C. 3    D. 1/3

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Phương pháp: Sử dụng tiên đề của Bo về trạng thái dừng, và mối quan hệ giữa lực điện và lực hướng tâm trong chuyển động tròn của electron quanh hạt nhân.

Theo mô hình hành tinh nguyên tử Bo, coi electron chuyển động tròn đều trên quỹ đạo thì: s_M/s_P = v_M/v_P

Trong chuyển động của electron thì lực tĩnh điện giữa hạt nhân và electron đóng vai trò lực hướng tâm nên:

Ta có hệ sau:

Bài 82: 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/m²). Chiếu một chùm sáng hẹp đơn sắc (bước sóng 0,5 µm) tới bề mặt của một tấm kim loại đặt vuông góc với chùm sáng, diện tích của bề mặt kim loại nhận được ánh sáng chiếu tới là 30mm². 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 3.10¹³. Giá trị của cường độ sáng I là:

A. 9,6 W/m²    B. 9,9375 W/m²    C. 5,67 W/m²    D. 2,65 W/m²

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Bài 83: Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,49µm và phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52µm, người ta 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 phôtôn bị hấp thụ đã dẫn đến sự phát quang của dung dịch là:

A. 82,7%    B. 79,6%    C. 75,0%    D. 66,8%

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Ta có: P = N_photon.h.c/λ

⇒ N_phát/N_{hấp thụ} = 75%.λ_phát/λ_{hấp thụ} = 75%.0,52/0,49 = 79,6%

Bài 84: Nguồn sáng có công suất P, phát ra bức xạ có bước sóng λ = 0,597μm tỏa theo mọi hướng. Ở khoảng cách xa nhất là R = 274km người ta còn có thể trông thấy được nguồn sáng này, biết rằng mắt còn thấy nguồn sáng khi có ít nhất n = 80 photon lọt vào mắt trong 1 giây. Biết con ngươi có đường kính d = 4mm. Bỏ qua sự hấp thụ photon của môi trường. Tìm công suất của nguồn sáng.

A. 1W    B. 1,5W    C. 3W    D. 2W

Lời giải:

Đáp án: D

HD Giải:

Năng lượng mà mắt nhận được trong 1s là:

Mà năng lượng của chùm sáng mắt người nhận được trong 1s ở khoảng cách xa nhất là: W = 80.hc/λ

Suy ra:

Bài 85: Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp U = 50000V. Khi đó cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen là I = 5mA. Giả thiết 1% năng lượng của chum electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 75% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tôc bằng 0. Catot được làm nguội bằng dòng nước có nhiệt độ ban đầu t₁ = 10^oC. Hãy tìm số photon X sinh ra trong 1s và lưu lượng nước (lít/s) phải dùng để giữ cho nhiệt độ catot không thay đổi. Biết khi ra khỏi ống Rơn-ghen thì nhiệt độ của nước là t₂ = 25^oC. Nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K . Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m³.

A. 4,2.10¹⁴ photon/s ; 0,39.10^-2 lít/s

B. 4,9.10¹⁴ photon/s ; 0,69.10^-2 lít/s

C. 5,2.10¹⁴ photon/s ; 0,89.10^-2 lít/s

D. 5,9.10¹⁴ photon/s ; 1,19.10^-2 lít/s

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Năng lượng của chùm tia Rơn-ghen sinh ra trong 1 giây: W = 0,01.U.I

Khi electron chuyển động đến catot và bức xạ ra tia Rơn-ghen có bước sóng ngắn nhất sẽ có năng lượng lớn nhất: W_max = |e|U (toàn bộ năng lượng của do electron đem tới đều chuyển hóa thành năng lượng của tia X)

Năng lượng trung bình của các tia X:

Số photon do tia X sinh ra trong 1 giây:

Phần năng lượng biến thành nhiệt trong 1 giây:

Nhiệt độ catot không đổi nên phần nhiệt lượng sinh ra này sẽ bị nước hấp thụ hết và đem đi, do vậy:

(m là khối lượng nước đi qua trong 1 giây)

Bài 86: Cho một chùm electron bắn phá nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản để kích thích chúng. Muốn cho quang phổ hiđrô chỉ xuất hiện một vạch thì năng lượng của electron phải nằm trong khoảng nào?, biết rằng năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô là E_n = -13,6/n² với n = 1, 2,...

A.

B.

C.

D.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Để chỉ xuất hiện một vạch thì sau khi bị electron kích thích nguyên tử chỉ nhảy lên mức L. Nghĩa là năng lượng của electron phải thõa mãn điều kiện:

Bài 87: Chiếu bức xạ có bước sóng λ vào catot của tế bào quang điện.dòng quang điện bị triệt tiêu khi U_AK ≤ - 4,1V. Khi U_AK = 5V thì vận tốc cực đại của electron khi đập vào anot là:

A. 1,789.10⁶m/s    B. 1,789.10⁵m/s    C. 1,789.10⁵ km/s    D. 1,789.10⁴ km/s

Lời giải:

Đáp án:

HD Giải:Theo định lý động năng ta có:

Bài 88: Electron trong nguyên tử hydro chuyển từ quỹ đạo dừng có mức năng lượng lớn về quỹ đạo dừng có mức năng lượng nhỏ hơn thì vận tốc electron tăng lên 4 lần. Electron đã chuyển từ quỹ đạo

A. N về L.    B. N về K.    C. N về M.    D. M về L.

Lời giải:

Đáp án:

HD Giải:

Giải: Lực culong đóng vai trò là lực hướng tâm nên ta có:

mà bán kính Bo r_n =n²r₀ vậy n= 4 ứng với quỹ đạo N và chuyển về quỹ đạo cơ bản là K (N về K)

Bài 89: Mức năng lượng của các trạng thái dừng trong nguyên tử hiđrô E_n = -13,6/n² (eV); với n = 1, 2, 3... Một electron có động năng bằng 12,6 eV đến va chạm với nguyên tử hiđrô đứng yên, ở trạng thái cơ bản. Sau va chạm nguyên tử hiđrô vẫn đứng yên nhưng chuyển động lên mức kích thích đầu tiên. Động năng của electron sau va chạm là

A. 2,4 eV.    B. 1,2 eV.    C. 10,2 eV.    D. 3,2 eV.

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Năng lượng mà nguyên tử hiđro nhận:

W = W₂ – W₁ = - 13,6/4 (eV) – (- 13,6) (eV) = 10,2 (eV)

Động năng của electron sau va chạm là:

W_đ = 12,6 (eV) – 10,2 (eV) = 2,4 (eV).

Bài 90: Catốt của một tế bào quang điện có công thoát là 2,26eV. Bề mặt catốt được chiếu bởi bức xạ có bước sóng 0,4m. Bề mặt catốt nhận được một công suất chiếu sáng là 3mW. Tính số phôtôn mà bề mặt catốt nhận được trong 30s.

A. 201,2.10¹⁵.    B. 215,2.10¹⁵.    C. 181,2.10¹⁵.    D. 231,2.10¹⁵

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Gọi N_λ là số phôtôn chiếu đến tế bào quang điện trong 1s.

Công suất bức xạ:

Số phôtôn mà bề mặt catốt nhận được trong 30s: N=30.n_λ =181,2.10₁₅

Bài 91: Các mức năng lượng của nguyên tử hiđrô ở trạng thái dừng được cho bằng công thức: En = -13,6/n² eV với n là số nguyên; n = 1 ứng với mức cơ bản K; n = 2, 3, 4, …ứng với các mức kích thích L, M, N,…Tính ra mét bước sóng của vạch đỏ H_α trong dãy Banme.

A. 1,658.10^-6 m    B. 0,658.10^-6 m    C. 0,758.10^-6 m    D. 0,458.10^-6 m

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Ta có:

Bài 92: Người ta dùng một loại laze có công suất P = 12 W để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ mổ sẽ làm nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Nhiệt dung riêng của nước là 4186 J/kg.độ. Nhiệt hóa hơi của nước là L = 2260 kJ/kg, nhiệt độ cơ thể là 37^oC, khối lượng riêng của nước 1000 kg/m³. Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s là

A. 4,557 mm³.    B. 7,455 mm³.    C. 4,755 mm³    D. 5,745 mm³.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Gọi m là khối lượng nước bị bay hơi trong 1s.

Ta có:

Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s là: V = m/D = 4,755mm³

Bài 93: Người ta làm thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc động năng ban đầu cực đại của electron quang điện bay ra từ bề mặt catot vào tần số của ánh sáng kích thích. Sai số tuyệt đối của phép đo động năng ban đầu cực đại và tần số lần lượt là 0,6.10^-19J và 0,05.10¹⁵Hz. Kết quả đo thu được các điểm thực nghiệm như trên hình vẽ. Theo kết quả của thí nghiệm này thì hằng số Plăng có giá trị xấp xỉ bằng

A. 4.10^-34J.s.    B. 6.10^-34J.s.    C. 8.10^-34J.s.    D. 10.10^-34J.s.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

- Theo công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện, ta có:

hf = A + W_đ0max → W_đ0max = hf – A (*)

Do đó đồ thị động năng ban đầu cực đại W_đ0max theo tần số f là đường thẳng.

- Ta biểu diễn sai số của phép đo (∆W_đ0max = 0,6.10^-19J và ∆f = 0,05.10¹⁵Hz) là các hình chữ nhật có tâm là các điểm thực nghiệm như hình vẽ.

- Vẽ đường thẳng đi qua hầu hết các hình chữ nhật, và các điểm thực nghiệm nằm trên hoặc phân bố đều về hai phía của đường thẳng. Chú ý rằng, hai điểm nằm trên trục hoành không thuộc đường thẳng (*) vì khi đó chưa xảy ra hiện tượng quang điện.

- Từ hình vẽ, ta thấy:

+ Với f = f₁ = 1,2.10¹⁵ Hz thì W_đ0max1 = 0.

+ Với f = f₂ = 2,4.10¹⁵ Hz thì W_đ0max2 = 9,6.10^-19 J.

- Kết hợp với (*) ta suy ra: h=(W_đ0max2-W_đ0max1)/(f₂- f₁ )= 8.10^-34 J.s

Bài 94: Theo Bo, trong nguyên tử hidro electron chuyển động tròn quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện. Chuyển động có hướng các điện tích qua một tiết diện là một dòng điện vì thế chuyển động của electron quanh hạt nhân là các dòng điện – gọi là dòng điện nguyên tử. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo L thì dòng điện nguyên tử có cường độ I₁, khi electron chuyển động trên quỹ đạo N thì dòng điện nguyên tử có cường độ là I₂. Tỉ số I₂/I₁ là

A. 1/4    B. 1/8    C. 1/2    D. 1/16

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

Ta có I=∆q/∆t . Nguyên tử hidro hạt nhân gồm có 1 proton và 1 electron chuyển động tròn xung quanh proton. Xét trong một chu kì (thời gian để electron chuyển động hết 1 vòng xung quanh proton) thì lượng ∆q dịch chuyển là 1e → I = |e|/T

Lực Cu-lông đóng vai trò lực hướng tâm. Ta có:

Ta có

Bài 95: Theo mẫu nguyên tử Bo thì trong nguyên tử hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng của electron trên các quỹ đạo là r_n = n²r_o, với r_o=0,53.10^-10m; n=1,2,3, ... là các số nguyên dương tương ứng với các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử. Gọi v là tốc độ của electron trên quỹ đạo L. Khi nhảy lên quỹ đạo O, electron có tốc độ bằng

A. 2v/5    B. 4v    C. v/√5    D. v/3

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Khi e chuyển động trong trên các quỹ đạo thì lực tĩnh điện Culông đóng vai trò là lực hướng tâm

Ở quỹ đạo L thì n =2 nên

Ở quỹ đạo O thì n =5 nên

Nên v'/v = 2/5 → v' = 2v/5

Bài 96: Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ =0,180μm vào katot của một tế bào quang điện thì hiện tượng quang điện xảy ra. Để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện thì hiện điện thế hãm có độ lớn 2.124V . Tính giới hạn quang điện λ₀ của kim loại dùng làm katot. Nếu đặt giữa anod và katot của tế bào quang điện hiệu điện thế U_AK = 8V thì động năng cực đại của electron quang điện khi nó tới anod bằng bao nhiêu? Cho c = 3x10⁸ m/s; h = 6.625 x 10^-34 J.S; điện tích của e:|e|=1.6 x 10^-19 C

A. 13,124MeV    B. 10,124MeV    C. 16,124MeV    D. 18,124MeV

Lời giải:

Đáp án: B

HD Giải:

-Từ công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:

-Động năng cực đại của quang điện electron khi nó tới anod:

Bài 97: 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 0,33μm 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

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Năng lượng của photon kích thích ℇ = hc/λ = 3,764 MeV < A_Ag; A_Cu

Nên Hiện tượng quang điện không xảy ra với Bạc và đồng.

Bài 98: Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,452 µm và 0,243 µm vào catôt của một tế bào quang điện. Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,5 µm. Lấy h = 6,625. 10^-34 J.s, c = 3.10⁸ m/s và m_e = 9,1.10^-31 kg. Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng

A. 2,29.10⁴ m/s.    B. 9,24.10³ m/s    C. 9,61.10⁵ m/s    D. 1,34.10⁶ m/s

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Bài 99: Khi chiếu một bức xạ vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc cực đại và hướng nó vào một từ trường đều cảm ứng từ 10^-4T vuông góc với phơng vận tốc ban đầu của electron. Tính chu kì của electron trong từ trường.

A. 3,57.10^-7 s    B. 2.10^-5 s    B. 0,26.10^-3 s    B. 0,36s

Lời giải:

Đáp án: A

HD Giải:

Bài 100: 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: u_AK = 3 cos (100πt + π/3) (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.

Lời giải:

Đáp án: C

HD Giải:

Ta có: T = 2π/ω = 0,02s

Dòng điện chạy qua tế bào khí U_AK > -1,5V ⇒ thời gian dòng điện chạy trong tế bào trong 1 chu kì là:

t = 2T/3 = 0,04/3s.

Lại có: 2 phút = 6000T

⇒ Thời gian dòng điện chạy trong tế bào trong 2 phút là:

t' = 6000.0,04/3 = 80s