›
›
›

Bài tập môn Vật lý Lớp 12 - Lượng từ ánh sáng

doc 13 trang thungat 3650
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập môn Vật lý Lớp 12 - Lượng từ ánh sáng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docbai_tap_mon_vat_ly_lop_12_luong_tu_anh_sang.doc

Nội dung text: Bài tập môn Vật lý Lớp 12 - Lượng từ ánh sáng

  1. VII.1 Khi elêctrôn ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi 2 En 13,6 / n (eV), với n N *. Một đám khí hiđrô hấp thụ năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao nhất là E3 (ứng với quỹ đạo M). Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra là A. 27/8. B. 32/5. C. 32/27. D. 32/3. hc 5 hc 8 32 8.36 32 1. Vì E3 E2 E0; E3 E1 E0 . 32 36 31 9 31 9.5 5 VII.2 Chiếu bức xạ điện từ vào một tấm vônfram, biết rằng các êlêctrôn quang điện không bị lệch khi bay vào một vùng không gian có điện trường đều và một từ trường đều hướng vuông góc với nhau. Cường độ điện trường bằng E=10 (kV/m), cảm ứng từ có độ lớn B=10 (mT) và công thoát êlêctrôn ra khỏi bề mặt vônfram là A=7,2.10-19J.Bước sóng của bức xạ trên la A. 0,17 μmB. 0,20 μmC. 0,22 μm D. 0,12 μm 2. Hướng dẫn: + Khi êlêctrôn bứt ra khỏi bề mặt kim loại với vận tốc ban đầu cực đại và không bị lệch tức là lực điện và lực từ tác dụng lên êlêctrôn triệt tiêu lẫn nhau: F F 0 F F . đ t đ t + Khi đó, các vectơ cảm ứng từ B , vectơ cường độ điện trường, vectơ lực điện Fđ và véc tơ lực Lorenxơ tác dụng lên êlêctrôn được biểu diễn như trên hình bên. E + Từ đó suy ra được vận tốc của êlêctrôn quang điện: eE evB v . B E + Công thức của Anhxtanh về hiện tượng quang điện sẽ có dạng: Ft 2 2 c mv0max m E e h A A . v  2 2 B B + Từ đó xác định được bước sóng của bức xạ vào tấm vônfram: Fđ 2hcB 2  1,7.10 7 (m) 0,17m. 2B 2 A mE 2 VII.3 Hai vạch có bước sóng dài nhất trong dãy Laiman có bước sóng lần lượt là: 1,0226.10-7m và 1,215.10-7m thì vạch đỏ của dãy Banmer có bước sóng là: A. 0,1999µm. B. 0,6458µm.C. 0,6574μm. D. 0,6724 μm. 3. Hướng dẫn: + Hai vạch có bước sóng dài nhất trong dãy Laiman ứng với sự chuyển mức năng lượng E2 E1 và E3 E1 hc hc nên:E2 E1 (1); E3 E1 (2) . Từ (1) và (2) suy ra: 21 31 1 1 hc 1 1 1   31 21 6 E3 E2 hc  0,6458.10 (m). 31 21   31 21 21 31 VII.4 Katốt của tế bào quang điện có công thoát 1,5eV, được chiếu bởi bức xạ đơn sắc . Lần lượt đặt vào tế bào quang điện điện áp U1=3V và U2=15V, thì thấy vận tốc cực đại của elêctrôn khi đập vào anốt tăng gấp đôi. Giá trị của  là: A. 0,259μm. B. 0,497μm C. 0.211μm. D. 0,795μm. 4.Hướng dẫn : hc 1 1 hc + Áp dụng công thức Anh-Xtanh : A mv 2 mv 2 A  2 0 2 0  + Do UAK>0 nên electron được tăng tốc từ K đến A. 1 2 1 2 1 2 hc + Khi UAK=U1 thì : mv1 mv0 eU1 mv1 A eU1 (1) 2 2 2  1 2 1 2 1 2 hc + Khi UAK=U2 thì : mv2 mv0 eU 2 m4v1 A eU 2 (2) (v2 2v1 ) 2 2 2  + Giải hệ (1) và (2) :  0,497m VII.5 Các vạch quang phổ của nguyên tử Hiđrô trong dãy Laiman tạo ra do electron chuyển về quỹ đạo Facebook: Nguyễn Công Nghinh -1-
  2. A. NB. LC. K D. M 5. Hướng dẫn: + Khi tạo ra dãy Laiman trong quang phổ vạch của nguyên tử Hiđrô thì electron chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K.  0,3m VII.6 Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 1 vào catôt của một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện và hiệu điện thế hãm lúc đó là 2V. Nếu đặt vào giữa anôt và catôt của tế bào U 2V quang điện trên một hiệu điện thế AK và chiếu vào catôt một bức xạ điện từ khác có bước sóng 1 2 2 thì động năng cực đại của electron quang điện ngay trước khi tới anôt bằng: A. 6,625. 10-19 J. B. 6,625. 10-13J. C. 1,325.10-19J. D. 9,825.10-19J. 6. Hướng dẫn: hc 19 + Tính công thoát .A e .Uh 3,425.10 J 1 hc 19 + Động năng ban đầu cực đại của e khi được chiếu bởi bức xạ 2 là W0d max A 9,825.10 J . 2 + Vì đặt vào hai đầu anot và catot hiệu điện thế âm U AK 2V U KA 2V nên các e đi sang catot bị hãm bởi hiệu điện thế này. 19 + Theo định lí biến thiên động năng ta có:WdA Wod max e.U KA 6,625.10 J. VII.7 Giả sử chiếu lần lượt các bức xạ có tần số f, 2f, 3f vào catốt của tế bào quang điện thì vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện lần lượt là v, 2v, kv. Giá trị của k ? A. 4B. √5C. √7 D. 3 mv 2 mv 2 mv 2 7. Hướng dẫn : + Ta có : hf A ; 2hf A 4 ; 3hf A k 2 k 7 2 2 2 VII.8 Động năng ban đầu cực đại của các electrôn quang điện khi bứt ra khỏi catôt của một tế bào quang điện là 2,065 eV. Biết vận tốc cực đại của các electrôn quang điện khi tới anôt là 2,909.106 m/s. Hiệu điện thế giữa anôt (A) và catôt (K) của tế bào quang điện là: A. UAK = - 24 (V) B. U AK = + 22 (V)C. U AK = + 24 (V) D. U AK = - 22 (V) mv2 -W 31 2 12 19 W-W 0 0,5.9,1.10 .2,909 .10 2,065.1,6.10 8. HD : W W e U U 0 2 22 V 0 AK AK e e 1,6.10 19 VII.9 Trong nguyên tử hiđrô, khi electrôn chuyển từ quỹ đạo O về quỹ đạo M thì nguyên tử phát ra bức xạ thuộc vùng A. Sóng vô tuyếnB. Ánh sáng nhìn thấy C. Tử ngoại D. Hồng ngoại 9. HD:Khi khi e chuyển từ quỹ đạo O về quỹ đạo M thì nguyên tử phát ra bức xạ trong dãy Pa-sen thuộc vùng hồng ngoại. VII.10Katốt của tế bào quang điện được phủ một lớp Cêxi có công thoát là 2eV. Katốt được chiếu sáng bởi chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5μm. Dùng màn chắn tách một chùm hẹp các electron quang điện v và hướng nó vào từ trường đều có B vuông góc với 0 , B = 4.10-5 T. Bán kính quĩ đạo các electron đi trong từ trường là: A. 7,25(cm)B. 2,86(cm)C. 3,06(cm) D. 5,87(cm) 2( A) 10. HD:+ Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện: v0 max m + Khi bay vào từ trường (v0 max  B) thì e chuyển động tròn đều mv m 2( A) R 0 max . 5,87(cm) e B e B m Facebook: Nguyễn Công Nghinh -2-
  3. VII.11 Lần lượt chiếu vào catôt của một tế bào quang điện hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 1 0,6m và 2 0,5m thì hiệu điện thế hãm để dòng quang điện triệt tiêu khác nhau ba lần.Giới hạn quang điện của kim loại làm catôt là: A. 0,745(m). B. 0,723(m). C. 0,667(m). D. 0,689(m). hc hc hc hc hc 11. HD:+ Khi dùng 1 eU h1 (*) ; Khi dùng 2 eU h2 3eU h1 ( ) 1 0 2 0 0 212 + Từ (*) và ( ) 0 0,667(m) 32 1 VII.12 Trong quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô,vạch đầu tiên trong dãy Lai-man có bước sóng λ1= 0,1216μm và vạch đầu tiên trong dãy Ban-me có bước sóng λ2 = 0, 6566μm.Ta có thể tìm thêm được vạch: A. có bước sóng ngắn nhất trong dãy Lai-man là 0,1026(μm). B. trong dãy Pa-sen có bước sóng 0,1494(μm) C. có bước sóng ngắn nhất trong dãy Ban-mme là 0,1026(μm) D. thứ hai trong dãy Lai-man có bước sóng 0,1026(μm) hc E E (*)  L K 12. HD:+ Vạch đầu tiên của dãy Lai-man: 1 ;Vạch đầu tiên của dãy Ban-me: hc EM EL ( ) 2 1 1 hc  . 1 2 (*),( ) hc EM EK  X 0,1026(m) vạch thứ hai của dãy Lai-man. 1 2  X 1 2 VII.13 Nguyên tử Hidro đang ở trạng thái cơ bản hấp thụ photon có năng lượng thích hợp chuyển sang trạng thái kích thích thứ 3.Số bức xạ mà nguyên tử có thể phát ra là: A. 10B. 15C. 6 D. 3 13. HD:+ Khi nguyên tử ở trạng thái kich thích thứ 4(n = 5) thì electron ở quỹ đạo O Nguyên tử có thể phát ra 10 bức xạ. VII.14 Một tế bào quang điện có katốt bằng Xêdi, giới hạn quang điện của kim loại này là 0=650nm. Katốt được chiếu sáng với công suất P=1mW. Khi đó hiệu điện thế hãm đối với tế bào quang điện là U=0,07V. Biết rằng hiệu suất lưỡng tử bằng 1.Cường độ dòng quang điện bão hòa qua tế bào quang điện là. 2 4 4 A. B.I bh 2.55(A) C. I bh 5,1.10 (A) I bh 5,1.10 (A) D. I bh 2,22.10 (A) 14. HD:+ Gọi N là số phôtôn quang điện thoát ra khỏi bề mặt katốt trong thời gian t. Do mỗi phôtôn cho 1 êlêctrôn nên số êlêctrôn được giải phóng ra khỏi bề mặt katốt trong thời gian này cũng bằng N. q N P N + Cường độ dòng điện bão hòa sẽ là:I e e ;(Với công suất chiếu sáng:P hf . ) bh t t hf t 2 mv0max hc hc eP0 4 + Theo hệ thức Anhstanh: eU h hf hf eU h . I bh 5,1.10 (A). 2 0 0 hc eU h0 VII.15 Chiếu bức xạ có bước sóng  = 0.6m 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 UAB = -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.16,75.105m/s và 18.87.105m/s D.18,75.105m/s và 19,00.105m/s 34 8 hc 6.625.10 .3.10 6 15. Giải: 0 = = 0,69.10 m 0,69m ; A 1,8.1,6.10 19 -Khi Vận tốc ban đầu cực đại của e theo chiều tăng tốc với UAB thì ta có vận tốc lớn nhất của electron khi tới B là v: Gọi v ( Hay vmax ) là vận tốc cực đại của e khi đến B. Áp dụng định lí động năng: 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 mv mv /eU / => mv mv /eU / => mv  A /eU / 2 2 0 AB 2 2 0 AB 2 AB Facebook: Nguyễn Công Nghinh -3-
  4. 1 2 1 1 2hc 1 1 2 / eU AB / mv hc( ) /eU AB / => vmax ( ) 2  0 m  0 m 2.6.625.10 34.3.108 1 1 2.1,6.10 19 Thế số : v ( ) .10 19,00.105 m / s max 9.1.10 31.10 6 0,6 0,69 9.1.10 31 -Khi vận tốc ban đầu của e bằng 0 thì ta có vận tốc nhỏ nhất của electron khi tới B là vmin : 19 1 2 2 2.1,6.10 5 mv eU => v eU Thế số :v .10 18,75228.10 m / s Đáp án D 2 min AB min m AB min 9.1.10 31 VII.16 Nguồn sáng thứ nhất có công suất P1 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 450nm . Nguồn sáng thứ hai có công suất P2 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 2 0,60m . Trong cùng một khoảng thời gian, tỉ số giữa số photon mà nguồn thứ nhất phát ra so với số photon mà nguồn thứ hai phát ra là 3:1. Tỉ số P1 và P2 là: A. 4. B. 9/4 C. 4/3. D. 3. N1 hc N 2 hc P1 N1 2 0,6 16. Giải: P1 = P2 = => = = 3 = 4. Chọn A t 1 t 2 P2 N 2 1 0,45 VII.17 Chiếu lần lượt 3 bức xạ đơn sắc có bước sóng theo tỉ lệ 1 : 2 : 3 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 v1 : v2 : v3 2 :1: k , với k bằng: A. 3 B. C.1/ 3 2 D. 1/ 2 hc mv 2 A 4. (1)  2 hc mv 2 (1) (2) 3 hc mv 2 2 2 3 17. HD : A (2) 3 k 2 2 2 2 2 hc 2 mv k 1 2 (3) (2) k 1 hc 2 mv 6 2 A k (3) 1, 5. 2 VII.18 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. 2,5V1 C. 4V1. D. 3V1 1 2 1 18. * Chiếu f1 thì: hf A mv A A 1,5A 1 2 0max 2 1 Điện thế cực đại: hf A eV hay eV A 1 1 1 2 * Chiếu f2=f1+f thì: hf2 hf1 hf A eV2 A e5V1 A 5.0,5A 3,5A * Chiếu f thì: hf A eVmax hf A eVmax  3,5A hf1 A eVmax  3,5A 1,5A A eVmax Vậy: Đáp án A  eVmax A 2 eV1 2V1 VII.19 Katốt của tế bào quang điện có công thoát 1,5eV, được chiếu bởi bức xạ đơn sắc . Lần lượt đặt vào tế bào, điện ápUAK = 3V và U’AK = 15V, thì thấy vận tốc cực đại của elêctrôn khi đập vào anốt tăng gấp đôi. Giá trị của  là: A. 0,259 m. B. 0,795m. C. 0,497m. D. 0,211m. 2 2 mv mvo max 19. Giải: Theo Định lì động năng: eUAK = - (1) 2 2 Facebook: Nguyễn Công Nghinh -4-
  5. 2 2 2 2 mv' mvo max mv mvo max eU’AK = - = 4 - (2) 2 2 2 2 mv 2 mv 2 => (2) – (1): 3 = e(U’AK – UAK) = 12eV=> = 4eV (3) 2 2 2 2 mvo max mv Thế (3) vào (1) => = - eUAK = 1eV 2 2 hc mv 2 hc => = A + o max = 1,5eV + 1 eV = 2,5eV =>  = = 0,497 m. Chọn C  2 2,5eV VII.20 Theo mẫu nguyên tử Bo thì trong nguyên tử hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng của electron trên các quỹ 2 -10 đạo là rn = n ro, với ro=0,53.10 m; 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 K. Khi nhảy lên quỹ đạo M, electron có tốc độ bằng v v v A. B. 3v C. D. 9 3 3 20. Giải: Khi e chuyển động trong trên các quỹ đạo thì lực tĩnh điện Culông đóng vai trò là lực hướng tâm 2 e2 2 q1q2 mv 2 ke k e k k 2  k mv  v e 2 r r r mr m.n r0 n m.r0 e k e k v' 1 v Ở quỹ đạo K thì n=1 nên v ; Ở quỹ đạo M thì n=3 nên v' Nên v' 1 m.r0 9 m.r0 v 9 9 2 VII.21 Mức năng lượng của ng tử hidro có biểu thức En= -13.6/n 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 ng tử hidro có thể phát ra là: A:1,46.10-6 m B:9,74.10-8 m C:4,87.10-7 m D:1,22.10-7 m 2 2 21. Giải: rm = m r0; rn = n r0 ( với r0 bán kính Bo) 2 rn n 1 1 = 2 = 4 => n = 2m => En – Em = - 13,6 (2 - 2 ) eV = 2,55 eV rm m n m 1 1 3 => - 13,6 ( - ) eV = 2,55 eV => 13,6. = 2,55 => m = 2; n = 4 4m 2 m 2 4m 2 Bước sóng nhỏ nhất mà ng tử hidro có thể phát ra là: hc 1 15 -19 -19 = E4 – E1 = -13,6.( - 1) eV = 13,6 ,1,6.10 = 20,4. 10 (J)  n 2 16 34 8 hc 6,625.10 3.10 -7 -8 =>  = = 19 = 0,974.10 m = 9,74.10 m . Chọn B E4 E1 20,4.10 E VII.22 Cho mức năng lượng của nguyên tử hirdo xác định bằng công thức E 0 ( n n2 E0 13,6eV ,n 1,2,3,4 ).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 22. Giải: Để có thể bức xạ tối thiểu 6 photon nguyên tử Hiđro phải hấp thụ photon để chuyểnlên quỹ đạo từ N trở lên tức là n ≥4.Năng lượng của photon hấp thụ 1 1  ≥ E4 – E1 = E0( ) = -13,6.(-15/16) eV=12,75eV. Chọn A 42 12 10 VII.23 Hạt nhân 4 Be có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của 2 10 prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là 4 Be A. 0,632 MeV. B. 63,215MeV. C. 6,325 MeV. D. 632,153 MeV. Facebook: Nguyễn Công Nghinh -5-
  6. 23. HD Giải : 10 2 2 2 -Năng lượng liên kết của hạt nhân 4 Be : Wlk = Δm.c = (4.mP +6.mn – mBe).c = 0,0679.c = 63,249 MeV. W 63,125 -Suy ra năng lượng liên kết riêng của hạt nhân10 Be : lk 6,325 MeV/nuclôn.Chọn: C. 4 A 10 VII.24 Chiếu bức xạ có bước sóng  vào catot của tế bào quang điện dòng quang điện bị triệt tiêu khi UAK - 4,1V. khi UAK =5V thì vận tốc cực đại của electron khi đập vào anot là A. 1,789.106 m/s B. 3,200.106 m/s C. 4,125.106 m/s D. 2,725.106 m/s 2 2 mv mv0 24. Giải: Theo định lý động năng ta có Wđ = eU 2 2 AK mv 2 mv 2 mv 2 0 eU > 0 eU e (U U ) 2 h 2 2 AK h AK 2 2.1,6.10 19 (5 4,1) => v = e (U U ) 1,789.106 (m/s). Chọn A m AK h 9,1.10 31 VII.25 Chiếu bức xạ có tần số f1 vào quả cầu kim loại đặt cô lập thì xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu là V1 và động năng ban đầu cực đại của electron quang điện đúng bằng một phần ba công thoát của kim loại. chiếu tiếp bức xạ có tần số f2=f1+f vào quả cầu kim loại đó thì điện thế cực đại của quả là 7V1. hỏi chiếu riêng bức xạ có tần số f vào quả cầu kim loại trên (đang trung hòa điện) thì điện thế cực đại của quả cầu là: A. 2V1 B. 3V1 C. 4V1 D. V1 2 mv0 max 25. Điện thế của quả cầu đạt được khi e(Vmax – 0) = eU 2 h 2 2 mv1 mv1 ta có hf1 = A + = A + eV1 (1) Với A = 3 3eV (2) 2 2 1 2 mv 2 mv21 h(f1+ f) = A + = A + eV2 = A + 7eV1 (3) hf = A + = A + eV (4) 2 2 Lấy (3) – (1) : hf = 6eV1 => 6eV1 = A + eV=> eV = 6eV1 – A = 3eV1 Do đó V = 3V1 . Chọn B 2 VII.26 Mức năng lượng của các trạng thái dừng trong nguyên tử hiđrô En = -13,6/n (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. 26. Bài giải: Năng lượng mà nguyên tử hiđro nhận: W = W 2 – W1 = - 13,6/4 (eV) – (- 13,6) (eV) = 10,2 (eV) Động năng của electron sau va chạm là Wđ = 12,6 (eV) – 10,2 (eV) = 2,4 (eV). Chọn A VII.27 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. 2,5V1 C. 4V1. D. 3V1 1 2 1 27. * Chiếu f1 thì : hf A mv A A 1,5A 1 2 0max 2 1 Điện thế cực đại hf A eV hay eV A 1 1 1 2 * Chiếu f2=f1+f thì hf2 hf1 hf A eV2 A e5V1 A 5.0,5A 3,5A * Chiếu f thì hf A eVmax hf A eV  3,5A hf A eV  3,5A 1,5A A eV Vậy max 1 max max  eVmax A 2 eV1 2V1 Facebook: Nguyễn Công Nghinh -6-
  7. Chọn A VII.28 Hai tấm kim loại A, B hình tròn được đặt gần nhau, đối diện và cách điện nhau. A được nối với cực âm và B được nối với cực dương của một nguồn điện một chiều. Để làm bứt các e từ mặt trong của tấm A, người ta chiếu chùm bức xạ đơn sắc công suất 4,9mW mà mỗi photon có năng lượng 9,8.10-19 J vào mặt trong của tấm A này. Biết rằng cứ 100 photon chiếu vào A thì có 1 e quang điện bị bứt ra. Một số e này chuyển động đến B để tạo ra dòng điện qua nguồn có cường độ 1,6A. Phần trăm e quang điện bức ra khỏi A không đến được B là : A. 20% B. 30% C. 70% D. 80% I 28. Số electron đến được B trong 1s là I n e n 1013 e e e P 4,9.10 3 Số photon chiếu vào A trong 1s là P n  n 5.1015 f f  9,8.10 19 5.1015 Cứ 100 photon chiếu vào A thì có 1e bật ra, số e bật ra là 5.1013 . Theo đề bài chỉ có 10 13 electron 100 đến được B nên phần trăm e quang điện bức ra khỏi A không đến được B là 5.1013 1013 0,8 80% Chọn D 5.1013 VII.29 Khi nghiên cứu quang phổ hiđrô, Ban-me lập được công thức tính bước sóng của các vạch quang phổ 1 1 f = R’ ( - ) với m > n. Tìm giá trị của hằng số R’ trong công thức trên, biết rằng tần số bức xạ nhỏ n2 m2 nhất ở phần ánh sáng nhìn thấy được của quang phổ hiđrô là 4,6.10-14Hz. A. 1,0958.107m-1. B. 2,31.1015s-1 C. 3,312.1015s-1 D. 3,531.1015s-1 29. Tần số nhỏ nhất của dãy Banme n 1 = 2, n2 = 3. Chọn A. VII.30 Hiệu điện thế hãm của một tế bào quang điện là 1,5 V. Đặt vào hai đầu anot (A) và catot (K) của tế bào quang điện trên một điện áp xoay chiều: uAK = 3 cos (100 t / 3 ) (V). Khoảng thời gian dòng điện chạy trong tế bào này trong khoảng thời gian 2 phút đầu tiên là A. 60 s.B. 70 s.C. 80 s.D. 90 s. 30. Dòng điện chạy qua tế bào khi u AK -1,5 V. Căn cứ vòng tròn lượng giác suy ra trong mỗi chu kỳ T 2T = 0,02 s thời gian chạy qua tế bào là . Trong 2 phút, thời gian chạy qua là: t = 2.120/3 = 80 s. 3 Chọn đáp án C. VII.31 Chiếu một chùm ánh sáng có hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ1 và λ2 vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện λ0. Biết λ1= 5λ2= λ0/2. Tỉ số tốc độ ban đầu cực đại của các quang êlectron tương ứng với bước sóng λ2 và λ1 là A. 1/3. B. 1/ 3 . C. 3 . D. 3. 1 2 1 1 hc hc 1 2 mv2 hc( ) 1 1 10 1 9 mv 2     2 1 2 0 1 0 v2  2  0  0  0  0 31. HD: 1 2 1 1 3 hc hc 1 mv hc( ) v 1 1 2 1 1 mv2 2 1   1 2 1 0       2  0 2 1 0 0 0 0 VII.32 Chiếu một bức xạ điện từ vào một quả cầu bằng nhôm đặt cô lập (lúc đầu trung hoà), thì quả cầu đạt được -28 -19 điện thế cực đại 4V. Biết me=9,1.10 g, e=1,6.10 C. Tốc độ ban đầu cực đại của quang êlectron bức ra khỏi quả cầu nhôm là A. 1,4.106(ms/). B. 1,19.106(ms/). C. 2,4.106(ms/). D. 1,82.106(ms/). 1 2eV 2.1,6.10 194 32. HD: eV mv2 v max 1,19.106 m / s max 2 omax omax m 9,1.10 31 VII.33 Chọn khẳng định đúng. Nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích thứ 3 thì có thể phát ra bao nhiêu bức xạ? Facebook: Nguyễn Công Nghinh -7-
  8. A. 4 bức xạ. B. 6 bức xạ. C. 8 bức xạ. D. 7 bức xạ. 33. HD: Trạng thái kích thích thứ 3 ứng với mức 4 (mức N) 4 3 Sẽ có thể phát ra 6 bức xạ 2 1 VII.34 Trong quang phổ vạch của nguyên tử hiđro, vạch ứng với sự dịch chuyển của electron từ quỹ đạo M về quỹ đạo K là:1 0,1026 m, vạch ứng với bước sóng dài nhất trong dãy Ban-me là 2 0,6566 m. Bước sóng dài nhất của dãy Lai-man là: A. 0,0608  m. B. 0,1216  m. C. 0,1824  m. D. 0,2432  m. hc hc hc 34. Ta có: = E2 – E1 = (E3 –E1) – (E3 – E2) = - . Bước sóng dài nhất của dãy Lai-man 21 31 32 31.32 21 0,1216  m. 32 31 VII.35 Hiệu điện thế hãm của một tế bào quang điện là 1,5 V. Đặt vào hai đầu anot (A) và catot (K) của tế bào quang điện trên một điện áp xoay chiều: uAK = 3 cos (100 t ) (V). Khoảng thời gian dòng điện 3 chạy trong tế bào này trong khoảng thời gian 2 phút đầu tiên là A. 60 s. B. 70 s. C. 80 s. D. 90 s. 35. Dòng điện chạy qua tế bào khi u AK -1,5 V. Căn cứ vòng tròn lượng giác suy ra trong mỗi chu kỳ T 2T = 0,02 s thời gian chạy qua tế bào là . Trong 2 phút, thời gian chạy qua là: t = 2.120/3 = 80 s. 3 VII.36 Tìm năng lượng của phôton ứng với ánh sáng vàng của của quang phổ natri có bước sóng =0,589m theo đơn vị eV. A. 1,98eVB. 3,51eVC. 2,35eVD. 2,11eV hc 19,875.10 26 36.  2,12eV  5,89.10 7.1,6.10 19 VII.37 Chiếu một chùm ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,25m vào một lá vônfram có công thoát 4,5eV. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là: A. 4,06.105m/sB. 3,72.10 5m/sC. 1,24.10 5m/sD. 4,81.10 5m/s mv2 hc 2 hc 37. omax A v ( A) = 4,06.105m/s 2  omax m  VII.38 Khi nguyên tử Hiđrô bức xạ một photôn ánh sáng có bước sóng 0,122(m) thì năng lượng của nguyên tử biến thiên một lượng: A. 5,5(eV) B. 6,3(eV) C. 10,2(eV) D. 7,9(eV) hc 19,875.10 26 38.E n – Em = 10,18eV 10,2eV  1,22.10 7.1,6.10 19 VII.39 Chiếu lần lượt vào catốt của tế bào quang điện hai bức xạ điện từ có tần số f1 và f2 = 2f1 thì hiệu điện thế hãm cho dòng quang điện triệt tiêu có giá trị tương ứng là 6V và 16V. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là: A. 0,44mB. 0,3mC. 0,25mD. 0,18 mv2 39. hf A omax1 A eU 1 2 1 mv2 hf 2hf A omax 2 A eU 2 1 2 2 Facebook: Nguyễn Công Nghinh -8-
  9. 26 A eU2 hc 19,875.10 7 2 2A 2eU1 A eU2 A eU2 2eU1 4e o 19 3,1.10 m 0,31m A eU1 A 4.1,6.10 VII.40 Chiếu lần lượt các bức xạ có tần số f, 2f, 3f vào catôt của một tế bào quang điện thì vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện tương ứng là v, 2v, kv. Giá trị của k là: A. 3B. 7 C. D.5 4 mv2 mv2 mv2 40. hf A (1); 2hf A .4 (2); 3hf A .k2 (3) 2 2 2 mv2 mv2 hf Từ (1) và (2): hf = 3 2 2 3 mv2 mv2 hf hf Từ (3): 3hf = hf - k2 hf k2 2 2 3 3 1 k2 k2 1 7 3 = 1 - 2 k 7 3 3 3 3 3 VII.41 Trong quang phổ vạch của nguyên tử hiđro, vạch ứng với sự dịch chuyển của electron từ quỹ đạo M về quỹ đạo K là:1 0,1026 m, vạch ứng với bước sóng dài nhất trong dãy Ban-me là 2 0,6566 m. Bước sóng dài nhất của dãy Lai-man là: A. 0,0608  m. B. 0,1216  m. C. 0,1824  m. D. 0,2432  m. hc hc hc 41. Ta có: = E2 – E1 = (E3 –E1) – (E3 – E2) = - . Bước sóng dài nhất của dãy Lai-man 21 31 32 31.32 21 0,1216  m. 32 31 VII.42 Hiệu điện thế hãm của một tế bào quang điện là 1,5 V. Đặt vào hai đầu anot (A) và catot (K) của tế bào quang điện trên một điện áp xoay chiều: uAK = 3 cos (100 t ) (V). Khoảng thời gian dòng điện 3 chạy trong tế bào này trong khoảng thời gian 2 phút đầu tiên là A. 60 s. B. 70 s. C. 80 s. D. 90 s. 42. Dòng điện chạy qua tế bào khi u AK -1,5 V. Căn cứ vòng tròn lượng giác suy ra trong mỗi chu kỳ T 2T = 0,02 s thời gian chạy qua tế bào là . Trong 2 phút, thời gian chạy qua là: t = 2.120/3 = 80 s. 3 VII.43 Khi nghiên cứu quang phổ hiđrô, Ban-me lập được công thức tính bước sóng của các vạch quang phổ: f = R’ ( 1 1 - ) với m > n. Tìm giá trị của hằng số R’ trong công thức trên, biết rằng tần số bức xạ nhỏ nhất ở phần ánh n2 m2 sáng nhìn thấy được của quang phổ hiđrô là 4,6.10-14Hz. A. 1,0958.107m-1. B. 2,31.1015s-1 C. 3,312.1015s-1 D. 3,531.1015s-1 43. Tần số nhỏ nhất của dãy Banme n 1 = 2, n2 = 3. VII.44 Electron của nguyên tử Hydro có mức năng lượng cơ bản là -13,6eV. Hai mức năng lượng cao hơn và gần nhất là -3,4eV và -1,5eV. Điều gì sẽ xảy ra khi chiếu ánh sáng có năng lượng bằng 11eV vào nguyên tử Hydro đang ở trạng thái cơ bản? A.Electron hấp thụ 1photon, chuyển lên mức năng lượng -2,6eV. B.Electron hấp thụ 1 photon, chuyên lên mức năng lượng -2,6eV rồi nhanh chóng trở về mức năng lượng - 3,4eV và bức xạ ra photon có năng lượng 0,8eV. C.Electron không hấp thụ photon. D.Electron hấp thụ 1 photon để chuyển lên mức có năng lượng -3,4eV và phát ra photon có năng lượng 0,8eV. 44. HD: Lưu ý bài toán này không thuộc dạng electron tới va chạm vào nguyên tử Hydro khi đó electron của nguyên tử chỉ hấp thụ 1 phần năng lượng của hạt e tới để chuyển mức, phần còn lại chuyển thành động năng của hạt e (tới) sau va chạm với electron của nguyên tử Hydro đang ở trạng thái cơ bản. Theo giả thiết hf Emn nên e không hấp thụ photon này. Bài toán sẽ ra hay hơn nếu ta thay thế photon hf bằng chùm e, khi đó có thể biện luận được giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của động năng hạt e tới sau khi kích thích. Facebook: Nguyễn Công Nghinh -9-
  10. VII.45 Khi chiếu liên tục ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm tích điện âm được gắn trên điện nghiệm thì thấy hai lá của điện nghiệm ( giả sử rằng thời gian chiếu đủ dài) A. Xoè ra rồi cụp lại B. Cụp lại C. Cụp lại rồi xoè ra. D. Xoè ra. 45. HD : Hiện tượng Hai tấm lá kẽm ban đầu xoè ra. Tấm Zn nhiễm điện âm nên điện trường luôn hướng vào trong tấm Zn ( giúp các e quang điện bứt hẳn ra ngoài được). Thời gian đầu, điện tích tấm Zn bị mất đi do làm cho điện tích tấm Zn giảm nghĩa là (dương hơn so với lúc đầu) điều này làm 2 lá tấm Zn cụp xuống hẳn (ứng với điện tích lá Zn bằng 0). Sau đó tiếp tục chiếu sáng thì sau một thời gian nào đó, điện thế trên các tấm Zn đạt đến ngưỡng giới hạn Vmax (2 lá Zn lại xoè ra) thì dù chiếu sáng điện tích tấm Zn không thể bị mất thêm. VII.46 Một đám hơi hydro đang ở áp suất thấp thì được kich thích bằng cách chiếu vào đám hơi đó chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 200nm. Biết toàn bộ đám hơi sau khi kích thích chỉ phát ra 3 vạch bức xạ tương ứng với bước sóng 1 2 300nm 3 . Giá trị 3 bằng : A. 600nm B. 500nm C. 450nm D. 400nm 46. HD : Khi đám hơi Hydro đang ở trạng thái dừng thứ n thì hấp thụ photon hf thì nguyên tử được nhảy lên mức n+3 và phát ra 3 vạch tương ứng. Ứng với vạch 3 có năng lượng thấp nhất nên hc hc hc n+3 E E  600nm  n 3 n 2   3 3 2 n+2 n 13,6 VII.47 Mức năng lượng trong nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức E = (eV) với n N*, n2 trạng thái cơ bản ứng với n = 1. Khi nguyên tử chuyển từ mức năng lượng O về N thì phát ra một phôtôn có bước sóng λo. Khi nguyên tử hấp thụ một phôtôn có bước sóng λ nó chuyển từ mức năng lượng K lên mức năng lượng M. So với λo thì λ 3200 81 A. nhỏ hơn lần. B. lớn hơn lần. C. nhỏ hơn 50 lần. D. lớn hơn 25 lần. 81 1600 hc E E 9E E E 0 ( 0 ) 0 hc O N 2 2 0 5 4 25.16   81 47. HD: Câu cơ bản. 0 1 hc E E 8E hc 0 0 0 0 8.25.16 EM EK 2 ( 2 )  3 1 9  VII.48 Cho bán kính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hidrô ở trạng thái cơ bản là 5,3.10-11 m. Nếu bán kính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hidrô là 2,12 A0 thì electron đang chuyển động trên quỹ đạo nào ? A. K. B. N. C. M. D. L. 2 48. Giải rn n .ro n 2 VII.49 Catôt của một tế bào quang điện có công thoát electron A = 1,188 eV. Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng  vào catôt này thì hiện tượng quang điện xảy ra. Để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện thì hiệu điện thế hãm có độ lớn 1,15 V. Nếu cho UAK = 4 V thì động năng lớn nhất của electron khi tới anôt bằng bao nhiêu? A. 51,5 eV. B. 0,515 eV. C. 5,15 eV. D. 5,45 eV. e.U h1 Wđ1 1,15eV 49. Giải:W d 2 W d1 e.U AK Wd 2 e.U AK Wd1 5,15eV Facebook: Nguyễn Công Nghinh -10-
  11. VII.50 Người ta lần lượt chiếu hai bức xạ vào bề mặt một kim loại có công thoát A = 2 eV. Năng lượng phôton của hai bức xạ này là 2,5 eV và 3,5 eV. Tỉ số động năng cực đại của các electron quang điện tương ứng trong hai lần chiếu là : A. 1:2. B. 1:5. C. 1:4. D. 1:3.  A W 50. Giải: 1 d1 1: 3  2 A Wd 2 VII.51 Chiếu một bức xạ có bước sóng 0,3mm vào ca tốt của tế bào quang điện thì được một dòng quang điện bão hòa. Biết công suất của nguồn bức xạ ánh sáng là 3 W, hiệu suất lượng tử là 1%. Tính cường độ dòng quang điện bão hòa? A. 8 mW. B. 7,24 mW. C. 6 mW. D. 6,5 mW. P n 51. Giải: H   I 7,24mA ne I e VII.52 Bán kính Bo có giá trị là 0.53A0 . Quỹ đạo K của electron trong nguyên tử Hidro có bán kính là Trong đó u là li độ tại thời điểm t của một phần tử M trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc O một đoạn là x ( x đo bằng cm; t đo bằng s). Tốc độ truyền sóng trên dây A. 0,53 A0 .B. 2,12 C.A 04,77 . D. 1,06A0 . A0 2 52. HD: rn n r0 K n 1 VII.53 Cho biết bước sóng dài nhất trong ba dãy Laiman, Banme, Pasen trong quang phổ của hidro lần lượt là 1, 2 và 3 . Bước sóng ngắn nhất có thể tìm được từ ba bức xạ này là 1 2 3 123 A. B.m in min 123 1 2 3 123 13 C. min D. min 12 23 31 1 3 E4 E1 E4 E3 E3 E2 E2 E1 53. Giải: 1 1 1 1 min 1 2 3 VII.54 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 Hidro sau đó, tỉ số giữa bước sóng dài nhất và bước sóng ngắn nhất bằng A. B.74 2 5 384 9 C. D.42 3 8 529 3 2 rn n r0 25r0 n 5 54. Giải: hc hc max 54 , min 51 E5 E4 E5 E1 VII.55 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước 147nm vào một quả cầu bằng đồng cô lập. Sau thời gian nhất định, điện thế cực đại của quả cầu là 4V.Giới hạn quang điện của đồng là: A. 0,312m B. 279nm C. 0,423m D. 325nm c c hc 55. HD: h h eV  2,79.10 7 m 279 nm B   max 0 hc 0 eV  max 13,6 VII.56 Mức năng lượng nguyên tử hiđrô ở trạng thái dừng có biểu thức: E (eV ) với n=1, 2, 3 n n 2 Khi kích thích nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản bằng việc hấp thụ một phôtôn có năng lượng thích hợp, bán kính quỹ đạo dừng của electrôn tăng lên 9 lần. Bước sóng lớn nhất của bức xạ mà nguyên tử có thể phát ra là: A. 0,657 m B. 0,627m C. 0,72m D. 0,276 m Facebook: Nguyễn Công Nghinh -11-
  12. 56. HD: Bán kính quỹ đạo tăng 9 lần nên e chuyển lên quỹ đạo M (n = 3). Vậy bước sóng lớn nhất phát ra ứng với e chuyển từ M đến L => Năng lượng bức xạ: 13,6 13,6 19 19  32 E3 E2 2 2 .1,6.10 3,0224.10 J 3 2 c hc 6 với  32 h 32 0,657.10 m 0,657 m A 32  32 VII.57 Trong thí nghiệm về hiệu ứng quang, người ta có thể làm triệt tiêu dòng quang điện bằng cách dùng một hiệu điện hãm có giá trị bằng 3,2V. Người ta tách ra một chùm hẹp các quang electrôn và hướng nó đi vào một từ trường đều có cảm ứng từ B 3.10 5T theo phương vuông góc với các đường sức từ. Bán kính quỹ đạo lớn nhất của các electrôn là A. 2cm B. 20cm C. 10cm D. 1,5cm 57. HD: mv2 2eU mv 9,1.10 31.1,06.106 eU 0max v h 1,06.106 m / s R 0max 0,2 m 20 cm B h 2 0max m max qB 1,6.10 19.3.10 5 VII.58 Trong quang phổ vạch của hiđrô, bước sóng của vạch thứ nhất trong dãy Laiman và vạch thứ nhất trong dãy Banme lần lượt là 0,1217m và 0,6563m . Bước sóng của vạch thứ hai trong dãy Laiman bằng: A. 0,1494m B. 0,1204m C. 0,1027 m D. 0,3890 m 58. HD: -Vạch thứ nhất của dãy Laiman: 21 0,1217 m ; - Vạch thứ nhất của dãy Banme: 32 0,6563 m c c c c 21.32 Ta có: h E32 E21 h h h 31 0,1027 m => (C) 31 31 32 21 21 32 VII.59 Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 1 0,3m vào catôt của một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện và hiệu điện thế hãm lúc đó là 2V. Nếu đặt vào giữa anôt và catôt của tế bào quang điện trên một hiệu điện thế U AK 2V và chiếu vào catôt một bức xạ điện từ khác có bước sóng   1 thì động năng cực đại của electron quang điện ngay trước khi tới anôt bằng: 2 2 A. 6,625. 10-19 J.B. 6,625. 10 -13J.C. 9,825.10 -19J. D. 1,325.10-19J. hc 19 59. HD: + Tính công thoát A e .Uh 3,425.10 J.Động năng ban đầu cực đại của e khi được 1 hc 19 chiếu bởi bức xạ 2 là W0d max A 9,825.10 J . Vì đặt vào hai đầu anot và catot hiệu điện thế âm 2 U AK 2V U KA 2V nên các e đi sang catot bị hãm bởi hiệu điện thế này. Theo định lí biến thiên động năng ta có: 19 WdA Wod max e.U KA 6,625.10 J. VII.60 Một đám hơi hydro đang ở áp suất thấp thì được kích thích bằng cách chiếu vào đám hơi đó chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 200nm. Biết toàn bộ đám hơi sau khi kích thích chỉ phát ra 3 vạch bức xạ tương ứng với bước sóng 1 2 300nm 3 . Giá trị 3 bằng : A. 600nm B. 500nm C. 450nm D. 400nm 60. HD : Khi đám hơi Hydro đang ở trạng thái dừng thứ n thì hấp thụ photon hf thì nguyên tử được nhảy lên mức n+3 và phát ra 3 vạch tương ứng. Ứng với vạch 3 có năng lượng thấp nhất nên hc hc hc En 3 En 2 3 600nm n    3 2 + n Facebook: Nguyễn Công Nghinh3 -12- + 2 n
  13. VII.61 Electron của nguyên tử Hydro có mức năng lượng cơ bản là -13,6eV. Hai mức năng lượng cao hơn và gần nhất là -3,4eV và -1,5eV. Điều gì sẽ xảy ra khi chiếu ánh sáng có năng lượng bằng 11eV vào nguyên tử Hydro đang ở trạng thái cơ bản? A. Electron hấp thụ 1photon, chuyển lên mức năng lượng -2,6eV. B. Electron hấp thụ 1 photon, chuyển lên mức năng lượng -2,6eV rồi nhanh chóng trở về mức năng lượng -3,4eV và bức xạ ra photon có năng lượng 0,8eV. C. Electron không hấp thụ photon. D. Electron hấp thụ 1 photon để chuyển lên mức có năng lượng -3,4eV và phát ra photon có năng lượng 0,8eV. 61. HD: Lưu ý bài toán này không thuộc dạng electron tới va chạm vào nguyên tử Hydro khi đó electron của nguyên tử chỉ hấp thụ 1 phần năng lượng của hạt e tới để chuyển mức, phần còn lại chuyển thành động năng của hạt e (tới) sau va chạm với electron của nguyên tử Hydro đang ở trạng thái cơ bản. Theo giả thiết hf Emn nên e không hấp thụ photon này. Bài toán sẽ ra hay hơn nếu ta thay thế photon hf bằng chùm e, khi đó có thể biện luận được giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của động năng hạt e tới sau khi kích thích. Facebook: Nguyễn Công Nghinh -13-