Đề kiểm tra 1 tiết chương 6: Lượng tử ánh sáng - Đề số 1

Tổng hợp đề thi giữa kì 2 lớp 12 tất cả các môn

Toán - Văn - Anh - Lí - Hóa - Sinh - Sử - Địa - GDCD

Đề bài

Câu 1 :

Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng được xác định bởi:

  • A

    \({r_n} = \frac{{{r_0}}}{{{n^2}}}\)

  • B

    \({r_n} = \frac{{{n^2}}}{{{r_0}}}\)

  • C

    \({r_n} = {n^2}{r_0}\)

  • D

    \({r_n} = {r_0}^{{n^2}}\)

Câu 2 :

Ưu điểm nổi bật của đèn laze so với các loại đèn thông thường

  • A

    Có truyền qua mọi môi trường mà không bị hấp thụ

  • B

    Không gây ra tác dụng nhiệt cho vật được chiếu sáng

  • C

    Có thể truyền đi xa với độ định hướng cao, cường độ lớn

  • D

    Có thể phát ra ánh sáng có màu sắc bất kì với tính đơn sắc cao

Câu 3 :

Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?

  • A

    Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt

  • B

    Khi bước sóng của ánh sáng càng ngắn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ nét, tính chất sóng càng ít thể hiện

  • C

    Khi tính chất hạt thể hiện rõ nét, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa.

  • D

    Khi bước sóng của ánh sáng càng dài thì tính chất hạt ít thể hiện, tính chất sóng thể hiện càng rõ nét.

Câu 4 :

Biết công thoát 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 bức xạ có bước sóng \(0,33{\text{ }}\mu m\) vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện ngoài xảy ra với các kim loại nào sau đây ?

  • A

    Kali và đồng

  • B

    Kali và canxi

  • C

    Bạc và đồng

  • D

     Canxi và bạc

Câu 5 :

Cường độ dòng quang điện bão hòa

  • A

    Tỉ lệ nghịch với cường độ chùm sáng kích thích

  • B

    Tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích

  • C

    Không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích

  • D

    Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ chùm sáng kích thích

Câu 6 :

Chọn câu phát biểu sai về pin quang điện.

  • A

    Hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chắn.

  • B

    Là nguồn điện biến đối trực tiếp quang năng thành điện năng.

  • C

    Là nguồn điện biến đổi toàn bộ năng lượng Mặt Trời thành điện năng.

  • D

    Có suất điện động nằm trong khoảng từ 0,5V đến 0,8V.

Câu 7 :

Màu đỏ của rubi do ion nào phát ra ?

  • A

    Ion nhôm

  • B

    Ion ô-xi

  • C

    Ion crôm

  • D

    Ion khác

Câu 8 :

Chọn câu sai :

  • A

    Lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (từ 10-6s trở lên).

  • B

    Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10-8s).

  • C

    Bước sóng \(\lambda '\) ánh sáng phát quang luôn nhỏ hơn bước sóng $\lambda $ của ánh sáng hấp thụ :  \(\lambda ' < \lambda \)

  • D

    Bước sóng \(\lambda '\) ánh sáng phát quang luôn lớn hơn bước sóng $\lambda $ của ánh sáng hấp thụ : \(\lambda ' > \lambda \)

Câu 9 :

Giới hạn quang điện của kim loại Natri là \({\lambda _0} = {\text{ }}0,50\mu m\) . Công thoát electron của Natri là

  • A

    2,48eV

  • B

    4,48eV

  • C

    3,48eV                             

  • D

    1,48eV

Câu 10 :

Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein thì một hạt ánh sáng (photon) của ánh sáng đơn sắc có tần số f phải có năng lượng là

  • A

    \(\varepsilon  = hf\)

  • B

    \(\varepsilon  = \frac{{{\text{hc}}}}{f}\).                     

  • C

    \(\varepsilon  = \frac{{\text{h}}}{f}\)

  • D

    \(\varepsilon  = \frac{{\text{c}}}{f}\).

Câu 11 :

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 = 13,25.10-10 m. Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng

  • A

    N

  • B

    M

  • C

    O

  • D

    P

Câu 12 :

Chọn câu đúng:

  • A

    Năng lượng kích hoạt trong hiện tượng quang điện trong nhỏ hơn công thoát của electron khỏi kim loại trong hiện tượng quang điện ngoài.

  • B

    Hiện tượng quang điện trong không bứt electron khỏi khối chất bán dẫn.

  • C

    Giới hạn quang dẫn của hiện tượng quang điện trong có thể thuộc vùng hồng ngoại.

  • D

    A, B, C đều đúng.

Câu 13 :

Chọn câu trả lời đúng. Giới hạn quang điện của Natri là \(0,5\mu m.\) Công thoát của Kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là:

  • A

    \(0,7\mu m\)

  • B

    \(0,36\mu m\)

  • C

    \(0,9\mu m\)                             

  • D

    \(0,63\mu m.\)

Câu 14 :

Một tấm kim loại có công thoát A, người ta chiếu vào kim loại chùm sáng có năng lượng của photon là hf  thì các electron quang điện được phóng ra có động năng ban đầu cực đại là K. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới tăng gấp đôi thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện là:

  • A

    K + hf

  • B

    K + A

  • C

    2K

  • D

     K + A + hf

Câu 15 :

Chọn câu sai về hai tiên đề của Bo:

  • A

    Trạng thái dừng là trạng thái có năng lượng xác định mà nguyên tử tồn tại mà không bức xạ.

  • B

    Trạng thái dừng có mức năng lượng càng thấp thì càng bền vững.

  • C

    Nguyên tử phát ra một phôtôn khi chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng thấp Em sang trạng thái dừng có mức năng lượng cao hơn En.

  • D

    Năng lượng của phôtôn hấp thụ hay phát ra bằng đúng với hiệu hai mức năng lượng mà nguyên tử dịch chuyển: \(\varepsilon = {E_n} - {E_m}\) (với En > Em).

Câu 16 :

Giả sử các electron đến được anốt của tế bào quang điện đều bị hút về anốt, khi đó dòng quang điện có cường độ I = 0,32mA. Số electron thoát ra khỏi catốt trong mỗi giây là:

  • A

    1013

  • B

    2.1015

  • C

    1017

  • D

    1019

Câu 17 :

Một đèn laze có công suất phát sáng 1W phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(0,7\mu m.\)

Cho \(h{\rm{ }} = {\rm{ }}6,{625.10^{ - 34}}Js,{\rm{ }}c{\rm{ }} = {\rm{ }}{3.10^8}m/s.\) . Số photon của nó phát ra trong 1 giây là:

  • A

    3,52.1016

  • B

    3,52.1018

  • C

    3,52.1019

  • D

    3,52.1020

Câu 18 :

Trong một đèn huỳnh quang, ánh sáng kích thích có bước sóng \(0,36\mu m\) thì photon ánh sáng huỳnh quang có thể mang năng lượng là?

  • A

    $5 eV$

  • B

    $3 eV$

  • C

    $4 eV$

  • D

    $6 eV$

Câu 19 :

Cho chùm hẹp các electron quang điện có tốc độ 106 (m/s) bay dọc theo đường sức trong một điện trường đều có cường độ 9,1 (V/m) sao cho hướng của vận tốc ngược hướng với điện trường. Tính quãng đường đi được sau thời gian 1000ns. Biết khối lượng và điện tích của electron lần lượt là 9,1.10-31 kg và -1,6.10-19 C.

  • A

    2,5 m

  • B

    0,2 m

  • C

    1,6 m

  • D

    1,8m

Câu 20 :

Trong y học, người ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" các mô mềm, Biểt rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(6 mm^3\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \(45.10^{18}\) phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \(1 mm^3\) mô là \(2,53 J\), Lấy \(h =6,625.10^{-34}J.s\); \(c = 3.10^8 m/s\). Giá trị của \(\lambda\) là:

  • A

    589 nm.

  • B

    683 nrn.

  • C

    485 nm.

  • D

    489 nm.

Câu 21 :

Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một tia laze phát ra những xung ánh sáng có bước sóng 0,52mm, chiếu về phía Mặt Trăng. Thời gian kéo dài mỗi xung là 10-7 s và công suất của chùm laze là 105 MW. Số phôtôn có trong mỗi xung là:

  • A

    2,62.1029 hạt.

  • B

    2,62.1025 hạt

  • C

    2,62.1015 hạt.

  • D

    5,2.1020 hạt.

Câu 22 :

Khi chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo L, nguyên tử hidrô phát ra phôtôn có bước sóng \(0,6563\mu m\) . Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng \(0,4861{\rm{ }}\mu m\) . Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo M, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng:

  • A

    1,1424µm

  • B

    1,8744µm

  • C

    0,1702µm

  • D

    0,2793µm

Câu 23 :

Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công thức \({E_n} =  - \frac{{{E_0}}}{{{n^2}}}\) (eV) (E0 là một hằng số dương và n = 1,2,3. . .). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n + 1 sang quỹ đạo dừng thứ n thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn có bước sóng \({\lambda _0}\)  có năng lượng \(\frac{{5{E_0}}}{{36}}\) (eV). Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng là

  • A

    \(\frac{{5{\lambda _0}}}{{27}}\)

  • B

    \(\frac{{7{\lambda _0}}}{{18}}\)                                      

  • C

     \(\frac{{5{\lambda _0}}}{{32}}\)                                     

  • D

    \(\frac{{7{\lambda _0}}}{9}\)

Câu 24 :

Chiếu bức xạ có bước sóng 0,5µm vào một tấm kim loại có công thoát 1,8 eV. Dùng màn chắn tách một chùm hẹp các electron quang điện và cho nó bay vào một điện trường từ A đến B sao cho UAB = − 10,8 V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của electron khi tới B lần lượt là:

  • A

    16,75.105 m/s và 18.105 m/s

  • B

    1875.103 m/s và 1887.103 m/s.

  • C

    18,57.105 m/s và 19.105 m/s.

  • D

    1949.103 m/s và 2009.103 m/s.

Câu 25 :

Người ta dùng một Laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất của chùm laze là P = 10 W, đường kính của chùm sáng là 1 mm. Bề dày tấm thép là e = 2 mm và nhiệt độ ban đầu là 300C. Biết khối lượng riêng của thép D = 7800 kg/m; Nhiệt dung riêng của thép c = 448 J/kg.độ ; nhiệt nóng chảy của thép L = 270 kJ/kg và điểm nóng chảy của thép tc = 15350C. Thời gian khoan thép là

  • A

    1,16 s

  • B

    2,78 s

  • C

    0,86 s

  • D

    1,56 s

Lời giải và đáp án

Câu 1 :

Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng được xác định bởi:

  • A

    \({r_n} = \frac{{{r_0}}}{{{n^2}}}\)

  • B

    \({r_n} = \frac{{{n^2}}}{{{r_0}}}\)

  • C

    \({r_n} = {n^2}{r_0}\)

  • D

    \({r_n} = {r_0}^{{n^2}}\)

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng được xác định bởi:

\({r_n} = {n^2}{r_0}\)

Câu 2 :

Ưu điểm nổi bật của đèn laze so với các loại đèn thông thường

  • A

    Có truyền qua mọi môi trường mà không bị hấp thụ

  • B

    Không gây ra tác dụng nhiệt cho vật được chiếu sáng

  • C

    Có thể truyền đi xa với độ định hướng cao, cường độ lớn

  • D

    Có thể phát ra ánh sáng có màu sắc bất kì với tính đơn sắc cao

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Vận dụng lí thuyết về laze

Lời giải chi tiết :

Dựa vào các đặc điểm của laze:

  • Có cường độ lớn
  • Có tính kết hợp cao
  • Có tính định hướng cao
  • Có tính đơn sắc cao.
Câu 3 :

Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?

  • A

    Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt

  • B

    Khi bước sóng của ánh sáng càng ngắn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ nét, tính chất sóng càng ít thể hiện

  • C

    Khi tính chất hạt thể hiện rõ nét, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa.

  • D

    Khi bước sóng của ánh sáng càng dài thì tính chất hạt ít thể hiện, tính chất sóng thể hiện càng rõ nét.

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

A, B, D - đúng

C - sai: vì khi tính chất sóng thể hiện rõ nét thì ta mới dễ quan sát hiện tượng giao thoa

Câu 4 :

Biết công thoát 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 bức xạ có bước sóng \(0,33{\text{ }}\mu m\) vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện ngoài xảy ra với các kim loại nào sau đây ?

  • A

    Kali và đồng

  • B

    Kali và canxi

  • C

    Bạc và đồng

  • D

     Canxi và bạc

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện: 

\(\lambda {\text{ }} \leqslant {\text{ }}{\lambda _0} \leftrightarrow {\text{ }}\varepsilon {\text{ }} \geqslant {\text{ }}A\)

Lời giải chi tiết :

Năng lượng của bức xạ chiếu vào bề mặt tấm kim loại

 \(\varepsilon  = \frac{{hc}}{\lambda } = 3,76eV\)

Để xảy ra hiện tượng quang điện thì

\(\varepsilon  \geqslant A\)

Nhận thấy năng lượng photon của ánh sáng chiếu vào tấm kim loại lớn hơn công thoát của Kali và canxi. Do đó hiện tượng quang điện xảy ra đối với hai kim loại này.

Câu 5 :

Cường độ dòng quang điện bão hòa

  • A

    Tỉ lệ nghịch với cường độ chùm sáng kích thích

  • B

    Tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích

  • C

    Không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích

  • D

    Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ chùm sáng kích thích

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có \(\lambda  \le {\lambda _0}\) ) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ của chùm sáng kích thích.

Câu 6 :

Chọn câu phát biểu sai về pin quang điện.

  • A

    Hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chắn.

  • B

    Là nguồn điện biến đối trực tiếp quang năng thành điện năng.

  • C

    Là nguồn điện biến đổi toàn bộ năng lượng Mặt Trời thành điện năng.

  • D

    Có suất điện động nằm trong khoảng từ 0,5V đến 0,8V.

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

A, B, D - đúng

C - sai vì: Pin quang điện là nguồn điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng

Câu 7 :

Màu đỏ của rubi do ion nào phát ra ?

  • A

    Ion nhôm

  • B

    Ion ô-xi

  • C

    Ion crôm

  • D

    Ion khác

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết về laze rubi (Xem lí thuyết phần 4)

Lời giải chi tiết :

Ta có: Rubi (hồng ngọc) là Al2O3 có pha Cr2O3. Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion Cr phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản => màu của Laze cũng là màu Rubi

Câu 8 :

Chọn câu sai :

  • A

    Lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (từ 10-6s trở lên).

  • B

    Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10-8s).

  • C

    Bước sóng \(\lambda '\) ánh sáng phát quang luôn nhỏ hơn bước sóng $\lambda $ của ánh sáng hấp thụ :  \(\lambda ' < \lambda \)

  • D

    Bước sóng \(\lambda '\) ánh sáng phát quang luôn lớn hơn bước sóng $\lambda $ của ánh sáng hấp thụ : \(\lambda ' > \lambda \)

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

A, B, D - đúng

C - sai vì Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích

Câu 9 :

Giới hạn quang điện của kim loại Natri là \({\lambda _0} = {\text{ }}0,50\mu m\) . Công thoát electron của Natri là

  • A

    2,48eV

  • B

    4,48eV

  • C

    3,48eV                             

  • D

    1,48eV

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Sử dụng công thức liên hệ giữa công thoát và giới hạn quang điện: A = hc/λ0

Lời giải chi tiết :

Công thoát của Natri

\(A = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} = 3,{975.10^{ - 19}}J = 2,48eV\)

Câu 10 :

Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein thì một hạt ánh sáng (photon) của ánh sáng đơn sắc có tần số f phải có năng lượng là

  • A

    \(\varepsilon  = hf\)

  • B

    \(\varepsilon  = \frac{{{\text{hc}}}}{f}\).                     

  • C

    \(\varepsilon  = \frac{{\text{h}}}{f}\)

  • D

    \(\varepsilon  = \frac{{\text{c}}}{f}\).

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Năng lượng của photon ánh sáng:

\(\varepsilon  = hf{\text{ }} = {\text{ }}hc/\lambda \)

Lời giải chi tiết :

Theo thuyết lượng tử ánh sáng của, mỗi photon có  năng lượng:

\(\varepsilon  = hf\)

Câu 11 :

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 = 13,25.10-10 m. Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng

  • A

    N

  • B

    M

  • C

    O

  • D

    P

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Sử dụng công thức tính bán kính quỹ đạo dừng \({r_n} = {n^2}.{r_0}\)

Lời giải chi tiết :

Quỹ đạo dừng có bán kính  rn = 13,25.10-10 m = 52r0   => n = 5  =>  Quỹ đạo O

Câu 12 :

Chọn câu đúng:

  • A

    Năng lượng kích hoạt trong hiện tượng quang điện trong nhỏ hơn công thoát của electron khỏi kim loại trong hiện tượng quang điện ngoài.

  • B

    Hiện tượng quang điện trong không bứt electron khỏi khối chất bán dẫn.

  • C

    Giới hạn quang dẫn của hiện tượng quang điện trong có thể thuộc vùng hồng ngoại.

  • D

    A, B, C đều đúng.

Đáp án : D

Lời giải chi tiết :

Ta có: A, B, C đều đúng

Câu 13 :

Chọn câu trả lời đúng. Giới hạn quang điện của Natri là \(0,5\mu m.\) Công thoát của Kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là:

  • A

    \(0,7\mu m\)

  • B

    \(0,36\mu m\)

  • C

    \(0,9\mu m\)                             

  • D

    \(0,63\mu m.\)

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Sử dụng công thức liên hệ giữa công thoát và giới hạn quang điện: A = hc/λ0

Lời giải chi tiết :

Ta có:

$A = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} \Rightarrow \frac{{{A_{Zn}}}}{{{A_{Na}}}} = \frac{{{\lambda _{0Na}}}}{{{\lambda _{0Zn}}}} = 1,4 \Rightarrow {\lambda _{0Zn}} = 0,36\mu m$

Câu 14 :

Một tấm kim loại có công thoát A, người ta chiếu vào kim loại chùm sáng có năng lượng của photon là hf  thì các electron quang điện được phóng ra có động năng ban đầu cực đại là K. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới tăng gấp đôi thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện là:

  • A

    K + hf

  • B

    K + A

  • C

    2K

  • D

     K + A + hf

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Sử dụng công thức của Anh – xtanh: \(hf = A + {{\text{W}}_{do\max }}\)

Lời giải chi tiết :

Với tần số f thì: \(hf = A + K\) (1)

Với tần số 2f thì: \(2hf = A + K'\) (2)

(2) – (1) ta được: \(K' = {\text{ }}K + {\text{ }}hf\)

Câu 15 :

Chọn câu sai về hai tiên đề của Bo:

  • A

    Trạng thái dừng là trạng thái có năng lượng xác định mà nguyên tử tồn tại mà không bức xạ.

  • B

    Trạng thái dừng có mức năng lượng càng thấp thì càng bền vững.

  • C

    Nguyên tử phát ra một phôtôn khi chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng thấp Em sang trạng thái dừng có mức năng lượng cao hơn En.

  • D

    Năng lượng của phôtôn hấp thụ hay phát ra bằng đúng với hiệu hai mức năng lượng mà nguyên tử dịch chuyển: \(\varepsilon = {E_n} - {E_m}\) (với En > Em).

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

A, B, D - đúng

C - sai vì: khi chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng thấp Em sang trạng thái dừng có mức năng lượng cao hơn En thì nguyên tử hấp thụ photon

Câu 16 :

Giả sử các electron đến được anốt của tế bào quang điện đều bị hút về anốt, khi đó dòng quang điện có cường độ I = 0,32mA. Số electron thoát ra khỏi catốt trong mỗi giây là:

  • A

    1013

  • B

    2.1015

  • C

    1017

  • D

    1019

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Áp dụng biểu thức: \({I_{bh}} = {n_e}.e\)

Lời giải chi tiết :

Ta có: Cường độ dòng quang điện khi đó là dòng quang điện bão hòa:

\({I_{bh}} = {n_e}.\left| e \right| \to {n_e} = \frac{{{I_{bh}}}}{{\left| e \right|}} = \frac{{0,{{32.10}^{ - 3}}}}{{1,{{6.10}^{ - 19}}}} = {2.10^{15}}\)

=> Số electron thoát ra khỏi catốt trong mỗi giây là ne = 2.1015

Câu 17 :

Một đèn laze có công suất phát sáng 1W phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(0,7\mu m.\)

Cho \(h{\rm{ }} = {\rm{ }}6,{625.10^{ - 34}}Js,{\rm{ }}c{\rm{ }} = {\rm{ }}{3.10^8}m/s.\) . Số photon của nó phát ra trong 1 giây là:

  • A

    3,52.1016

  • B

    3,52.1018

  • C

    3,52.1019

  • D

    3,52.1020

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Áp dụng công thức tính số photon của nguồn sáng phát ra trong thời gian t:

\({N_p} = \frac{{Pt}}{\varepsilon } = \frac{{P\lambda }}{{hc}}t\)

Lời giải chi tiết :

Ta có: Số photon của đèn phát ra trong 1 giây là:

 \({N_p} = \frac{{Pt}}{\varepsilon } = \frac{{P\lambda }}{{hc}}t = \frac{{1.0,{{7.10}^{ - 6}}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}.1 = 3,{522.10^{18}}\)

Câu 18 :

Trong một đèn huỳnh quang, ánh sáng kích thích có bước sóng \(0,36\mu m\) thì photon ánh sáng huỳnh quang có thể mang năng lượng là?

  • A

    $5 eV$

  • B

    $3 eV$

  • C

    $4 eV$

  • D

    $6 eV$

Đáp án : B

Phương pháp giải :

+ Vận dụng đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang

+ Áp dụng công thức tính bước sóng ánh sáng: $\lambda  = \dfrac{c}{f}$

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích

=> Năng lượng của ánh sáng huỳnh quang nhỏ hơn năng lượng của ánh sáng kích thích ( do năng lượng ε tỉ lệ nghịch với bước sóng ánh sáng)

+ Năng lượng của ánh sáng kích thích:  

$\varepsilon  = \dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{36.10}^{ - 6}}}} = 5,{521.10^{ - 19}}J = 3,45{\text{e}}V$

Câu 19 :

Cho chùm hẹp các electron quang điện có tốc độ 106 (m/s) bay dọc theo đường sức trong một điện trường đều có cường độ 9,1 (V/m) sao cho hướng của vận tốc ngược hướng với điện trường. Tính quãng đường đi được sau thời gian 1000ns. Biết khối lượng và điện tích của electron lần lượt là 9,1.10-31 kg và -1,6.10-19 C.

  • A

    2,5 m

  • B

    0,2 m

  • C

    1,6 m

  • D

    1,8m

Đáp án : D

Phương pháp giải :

+ Áp dụng biểu thức định luật II - Newton: \(F = ma\)

+ Viết phương trình chuyển động

Lời giải chi tiết :

Ta có, hạt chuyển động nhanh dần đều

Theo định luật II - Newton, ta có:

\(F = ma = \left| e \right|E \to a = \frac{{\left| e \right|E}}{m} = \frac{{1,{{6.10}^{ - 19}}.9,1}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}}} = 1,{6.10^{12}}(m/{s^2})\)

+ Phương trình chuyển động của chùm electron:

\(s = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)  

sau thời gian 1000ns chùm electron đi được quãng đường là:

\(s = {10^6}({1000.10^{ - 9}}) + \frac{1}{2}(1,{6.10^{12}}){({1000.10^{ - 9}})^2} = 1,8m\)

Câu 20 :

Trong y học, người ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" các mô mềm, Biểt rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(6 mm^3\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \(45.10^{18}\) phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \(1 mm^3\) mô là \(2,53 J\), Lấy \(h =6,625.10^{-34}J.s\); \(c = 3.10^8 m/s\). Giá trị của \(\lambda\) là:

  • A

    589 nm.

  • B

    683 nrn.

  • C

    485 nm.

  • D

    489 nm.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Áp dụng biểu thức tính năng lượng của n photon:

\(E = {n_p}\dfrac{{hc}}{\lambda }\)

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Năng lượng cần để đốt phần mô mềm \(E = 2,53. 6 = 15,18 (J)\)

Năng lượng này do phôtôn chùm laze cung cấp:

\(E = {n_p}\dfrac{{hc}}{\lambda }\)

\( \to \lambda  = {\rm{ }}{n_p}\dfrac{{hc}}{E} = {\rm{ }}{45.10^{18}}.\dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{15,18}} = {\rm{ }}58,{9.10^{ - 8}}m{\rm{ }} = {\rm{ }}{589.10^{ - 9}}m{\rm{ }} = {\rm{ }}589{\rm{ }}nm\)

Câu 21 :

Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một tia laze phát ra những xung ánh sáng có bước sóng 0,52mm, chiếu về phía Mặt Trăng. Thời gian kéo dài mỗi xung là 10-7 s và công suất của chùm laze là 105 MW. Số phôtôn có trong mỗi xung là:

  • A

    2,62.1029 hạt.

  • B

    2,62.1025 hạt

  • C

    2,62.1015 hạt.

  • D

    5,2.1020 hạt.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

+ Áp dụng biểu thức tính năng lượng của n photon:

\(E = {n_p}\frac{{hc}}{\lambda }\)

+ Áp dụng biểu thức tính công suất:

\(P = \frac{E}{t}\)          \(\)

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Năng lượng của n photon:

 \(E = {n_p}\frac{{hc}}{\lambda }\)

+ Công suất

\(P = \frac{E}{t} = \frac{{{n_p}\frac{{hc}}{\lambda }}}{t} \to {n_p} = \frac{{Pt\lambda }}{{hc}} = \frac{{{{10}^5}{{.10}^6}{{.10}^{ - 7}}.0,{{52.10}^{ - 3}}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}} = 2,{62.10^{25}}{\rm{photo}}n\)

Câu 22 :

Khi chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo L, nguyên tử hidrô phát ra phôtôn có bước sóng \(0,6563\mu m\) . Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng \(0,4861{\rm{ }}\mu m\) . Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo M, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng:

  • A

    1,1424µm

  • B

    1,8744µm

  • C

    0,1702µm

  • D

    0,2793µm

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Khi chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo L, nguyên tử hidrô phát ra phôtôn có bước sóng:

\({\lambda _{32}} = {\rm{ }}0,6563\mu m\)

Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng :

\({\lambda _{42}} = {\rm{ }}0,4861{\rm{ }}\mu m\)

Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo M, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng:

\({\lambda _{43}}\)

Ta có:

\({E_{43}} = {E_4} - {E_3} = \left( {{E_4} - {E_2}} \right) - \left( {{E_3} - {E_2}} \right) \Leftrightarrow \frac{{hc}}{{{\lambda _{43}}}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _{42}}}} - \frac{{hc}}{{{\lambda _{32}}}} \Leftrightarrow \frac{1}{{{\lambda _{43}}}} = \frac{1}{{{\lambda _{42}}}} - \frac{1}{{{\lambda _{32}}}} \Rightarrow {\lambda _{43}} = \frac{{{\lambda _{32}}{\lambda _{42}}}}{{{\lambda _{32}} - {\lambda _{42}}}} = 1,8744\mu m\)

Câu 23 :

Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công thức \({E_n} =  - \frac{{{E_0}}}{{{n^2}}}\) (eV) (E0 là một hằng số dương và n = 1,2,3. . .). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n + 1 sang quỹ đạo dừng thứ n thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn có bước sóng \({\lambda _0}\)  có năng lượng \(\frac{{5{E_0}}}{{36}}\) (eV). Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng là

  • A

    \(\frac{{5{\lambda _0}}}{{27}}\)

  • B

    \(\frac{{7{\lambda _0}}}{{18}}\)                                      

  • C

     \(\frac{{5{\lambda _0}}}{{32}}\)                                     

  • D

    \(\frac{{7{\lambda _0}}}{9}\)

Đáp án : A

Lời giải chi tiết :

Khi e chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì phát phát ra photon có năng lượng:

\(\Delta E = \left( { - \frac{1}{{{2^2}}} - \left( { - \frac{1}{{{1^2}}}} \right)} \right){E_0} = \frac{{3{E_0}}}{4}\left( {eV} \right) = \frac{{hc}}{\lambda }(1)\)

Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n + 1 sang quỹ đạo dừng thứ n:

\(\Delta E' = \frac{{5{E_0}}}{{36}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}}(2)\)

(1) : (2) ta được:

\(\lambda  = \frac{5}{{27}}{\lambda _0}\)

Câu 24 :

Chiếu bức xạ có bước sóng 0,5µm vào một tấm kim loại có công thoát 1,8 eV. Dùng màn chắn tách một chùm hẹp các electron quang điện và cho nó bay vào một điện trường từ A đến B sao cho UAB = − 10,8 V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của electron khi tới B lần lượt là:

  • A

    16,75.105 m/s và 18.105 m/s

  • B

    1875.103 m/s và 1887.103 m/s.

  • C

    18,57.105 m/s và 19.105 m/s.

  • D

    1949.103 m/s và 2009.103 m/s.

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Áp dụng định lí biến thiên động năng, công thức Anh – xtanh và công thức tính công của lực điện

Định lí động năng: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật.

Công thức Anh – xtanh:

\(\frac{{hc}}{\lambda } = A + {{\rm{W}}_{do\max }}\)

Công của lực điện: A = qU

Lời giải chi tiết :

Khi chiếu bức xạ vào tấm kim loại, năng lượng của photon sẽ truyền cho electron để nó thoát khỏi lực liên kết với mạng tinh thể của kim loại, cung cấp động năng ban đầu và truyền 1 phần năng lượng cho mạng tinh thể. Với những electron ở ngay bề mặt kim loại, nó có thể thoát ra ngay và không mất năng lượng cho mạng tinh thể. Những electron này sẽ đạt được động năng cực đại (Wdmax = hc/λ – A). Ngược lại, những electron ở sâu bên trong kim loại, nó mất năng lượng truyền cho mạng tinh thể ; những electron nào dùng toàn bộ năng lượng để thoát khỏi lực liên kết và truyền năng lượng cho mạng tinh thể thì sẽ có động năng cực tiểu và bằng 0.

Ta có công

\(A' = {\rm{ }}q{U_{AB}}\;\) ;

công này dương, có tác dụng tăng tốc cho electron (vì điện tích của electron âm).

Mặt khác :

\(A' = {\rm{ }}{W_{dB}}--{\rm{ }}{W_{dA}} \Rightarrow {W_{dB}} = {\rm{ }}A{\rm{ }} + {\rm{ }}{W_{dA}}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\left( 1 \right)\)

Electron có động năng cực đại

\({W_{dA}} = {\rm{ }}{W_{dmax}} = {\rm{ }}hc/\lambda --{\rm{ }}A\)

khi đến B sẽ đạt vận tốc lớn nhất.

Electron có động năng cực tiểu

\({W_{dA}} = {\rm{ }}0\) khi đến B sẽ đạt vận tốc nhỏ nhất.

Cực đại: từ (1)

\( \Rightarrow \frac{{mv_{\max }^2}}{2} = qU + \frac{{hc}}{\lambda } - A \Rightarrow {v_{\max }} = {2009.10^3}(m/s)\).

Cực tiểu: từ (1)

\( \Rightarrow \frac{{mv_{\min }^2}}{2} = qU \Rightarrow {v_{\min }} = {1949.10^3}(m/s)\).

Câu 25 :

Người ta dùng một Laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất của chùm laze là P = 10 W, đường kính của chùm sáng là 1 mm. Bề dày tấm thép là e = 2 mm và nhiệt độ ban đầu là 300C. Biết khối lượng riêng của thép D = 7800 kg/m; Nhiệt dung riêng của thép c = 448 J/kg.độ ; nhiệt nóng chảy của thép L = 270 kJ/kg và điểm nóng chảy của thép tc = 15350C. Thời gian khoan thép là

  • A

    1,16 s

  • B

    2,78 s

  • C

    0,86 s

  • D

    1,56 s

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Sử dụng lí thuyết về laze (Xem lí thuyết phần 1)

Lời giải chi tiết :

Ta có:

+ Thể tích thép nấu chảy:

\(V = \frac{{\pi {d^2}}}{4}e = \frac{{\pi .{{({{10}^{ - 3}})}^2}}}{4}{2.10^{ - 3}} = 1,{57.10^{ - 9}}{m^3}\)

+ Khối lượng thép nấu cần chảy:

\(m{\rm{ }} = {\rm{ }}DV{\rm{ }} = {\rm{ }}7800.1,{57.10^{ - 9}} = 1,{225.10^{ - 5}}\left( {kg} \right)\)

+ Nhiệt lượng cần thiết bằng tổng nhiệt lượng đưa thép đến nóng chảy và nhiệt làm chuyển thể:

\(Q = mc\Delta t + mL = 1,{225.10^{ - 5}}.448\left( {1535 - 30} \right) + 1,{225.10^{ - 5}}{.270.10^3} = 11,569J\)

Thời gian khoan thép:

\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{11,569}}{{10}} \approx 1,16s\)

close