100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng nâng cao (P1)
-
6645 lượt thi
-
20 câu hỏi
-
20 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 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
Đáp án: D
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.
Câu 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
Đáp án: B
+) λ1 = λ0/3
→ ε1 = hc/λ = 3A => Wđ1 = 2A
+) λ2 = λ0/9
→ε2 = hc/λ2 = 9A => Wđ2 = 8A
=> Wđ1/Wđ2 = 1/4 => v1/v2 = 1/2
Câu 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?
Đáp án: A
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.
Câu 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 λ1/λ0 bằng
Đáp án: A
Theo phương trình Anhxtanh ta có:
= 1/9 (do )
Câu 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
Đáp án: A
Ta có:
A1 = hc/λ1; A2 = hc/λ2
Mặt khác:
Câu 6:
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 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:
Đáp án: A
Câu 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 :
Đáp án: D
Ta có:
Nhân 4 với phương trình (1) rồi trừ đi ta được:
Câu 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
Đáp án: A
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:
Câu 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?
Đáp án: C
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.
Câu 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:
Đáp án: B
Ta có:
Lấy phương trình (2) trừ đi (1) ta được:
Câu 11:
Chiếu một ánh sáng có bước sóng l = 0,489mm lên kim loại kali dùng làm catôt của một tế bào quang điện. Biết cường độ dòng điện bão hòa Ibh = 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?
Đáp án: A
- Số êlectron bật ra khỏi catôt trong 1 giây:
- Số phôtôn chiếu tới kim loại trong mỗi giây:
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.
Câu 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.
Đáp án: D
Gọi n là số êlectron đập vào mặt đối catôt trong một phút, ta có:
Động năng cực đại của một êlectron :
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 Dt, xác định bởi phương trình:
Hay:
Câu 13:
Khi chiếu vào catôt một tế bào quang điện bức xạ I = 0,31mm thì có dòng quang điện. Có thể triệt tiêu dòng quang điện nhờ hiệu điện thế hãm có độ lớn là Uh, Uh có giá trị thay đổi thế nào khi bức xạ chiếu vào cạtôt có bước sóng I' = 0,8I ?
Đáp án: A
Câu 14:
Một tấm kim loại có giới hạn quang điện là 0. Chiếu lần lượt tới bề mặt catôt hai bức xạ có bước sóng 1 = λ0/2 và λ2 < λ1 thì vận tốc ban đầu cực đại của êlectron bắn ra khác nhau 2 lần. Tính λ2.
Đáp án: C
Từ phương trình Anhxtanh ta có:
Câu 15:
Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,405mm; λ2 = 0,436mm vào bề mặt của một kim loại và đo hiệu điện thế hãm tương ứng ta được Uh1 = 1,15V; Uh2 = 0,93V. Công thoát êlectron của kim loại là
Đáp án: A
Ta có:
Theo điều kiện bài toán:
Suy ra:
Câu 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
Đáp án: A
Lực Cu - lông giữa hạt nhân với electron đóng vai trò là lực hướng tâm.
Câu 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 40mA. Chọn đáp án đúng:
Đáp án: B
Điện lượng chuyển qua tế bào quang điện trong một giây:
Số êlectron bật ra khỏi catôt trong 1 giây:
Câu 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 l. Muốn triệt tiêu dòng quang điện, người ta phải đặt vào anôt và catôt một hiệu điện thế hãm Uh = 0,4V. Điện thế cực đại của tấm kim loại khi là:
Đáp án: D
Câu 19:
Chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng kích thích có bước sóng l1 = 600mm thì hiệu điện thế hãm là U1. Thay bằng ánh sáng có l2 = 450mm thì hiệu điện thế hãm U2 = 2U1. Công thoát A0 của kim loại là:
Đáp án: D
Câu 20:
Chiếu bức xạ có λ = 0,3mm vào tấm kim loại có giới hạn quang điện λ0 = 0,6mm. Cho chùm hẹp các quang electron này đi vào từ trường đều vuông góc với vận tốc ban đầu () và không đổi, có cảm ứng từ B = 10-4T, thì bán kính quỹ đạo tròn của quang êlectron là
Đáp án: B
Khi đi vào từ trường mà () thì quang electron chuyển động tròn đều.
Lực Lo - ren - xơ là lực hướng tâm:
Do:
Tính v0max từ công thức Anh-xtanh:
Thay số, ta được: