14 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng có đáp án (Vận dụng cao)

Câu 1:

Biết công thoát của các kim loại: canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là 2,89eV; 2,26eV; 4,78eV và 4,14eV. Chiếu bức xạ có bước sóng $0, 33 μm$ 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

Xem đáp án

Đáp án B

Năng lượng của bức xạ chiếu vào bề mặt tấm kim loại $ε = \frac{hc}{λ} = 3, 76 eV$

Để xảy ra hiện tượng quang điện thì $ε \geq A$

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 2:

Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là $1, 88 μm$ . Lấy $c = 3 {.10}^{8} m / s$ . Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là:

A. $1, 452 {.10}^{14} Hz$

B. $1, 596 {.10}^{14} Hz$

C. $1, 875 {.10}^{14} Hz$

D. $1, 956 {.10}^{14} Hz$

Xem đáp án

Câu 3:

Lần lượt chiếu vào catot của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm các bức xạ có bước sóng $λ_{1} = 0, 26 μm$ và $λ_{2} = 1, 2 λ_{1}$ bức xạ có bước sóng thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bứt ra từ catot lần lượt là $v_{1}$ và $v_{2}$ với $v_{2} = \frac{3 v_{1}}{4}$ . Giới hạn quang điện $λ_{0}$ của kim loại làm catot nay là:

A. $0, 42 μm$

B. $1, 00 μm$

C. $0, 90 μ m$

D. $1, 45 μm$

Xem đáp án

Đáp án A

Ta giải hệ phương trình sau:

$\{\begin{matrix} \frac{hc}{λ_{1}} = A + \frac{1}{2} {mv}_{1}^{2} \\ \frac{hc}{λ_{2}} = A + \frac{1}{2} {mv}_{2}^{2} \end{matrix}$ $\Leftrightarrow \{\begin{matrix} \frac{hc}{λ_{1}} = \frac{hc}{λ_{0}} + K_{1} \\ \frac{hc}{1, 2 λ_{1}} = \frac{hc}{λ_{0}} + \frac{9}{16} K_{1} \end{matrix}$ $\Rightarrow λ_{0} = 0, 42 μm$

Câu 4:

Một nguồn sáng công suất 6W đặt trong không khí phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 625nm. Biết $h = 6, 625 {.10}^{34} Js;$ $c = 3 {.10}^{8} m / s$ . Số photon do nguồn sáng đó phát ra trong một đơn vị thời gian gần đúng là:

A. $5, {38.10}^{19}$

B. $3, 72 {.10}^{19}$

C. $1, {89.10}^{19}$

D. $2, 62 {.10}^{19}$

Xem đáp án

Câu 5:

Kim loại có công thoát electron là $A = 3, 61 {.10}^{- 19} J$ . Khi chiếu lần lượt vào kim loại này hai bức xạ có bước sóng và thì hiện tượng quang điện:

A. Xảy ra với bức xạ $λ_{2}$ , không xảy ra với bức xạ null

B. Xảy ra với bức xạ $λ_{1}$ , không xảy ra với bức xạ $λ_{2}$

C. Xảy ra với cả 2 bức xạ

D. Không xảy ra với cả 2 bức xạ

Xem đáp án

Điện áp A

Giới hạn quang điện của kim loại nàu là:

$λ_{0} = \frac{hc}{A} = \frac{6, 625 {.10}^{- 34} . 3 {.10}^{8}}{3, 61 {.10}^{- 19}}$ $= 5, 5 {.10}^{- 7} m = 0, 55 μm$

Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện là bước sóng ánh sáng kích thích phải nhỏ hơn hay bằng bước sóng ánh sáng giới hạn

Vì $λ_{1} > λ_{0}$ nên không xảy ra hiện tượng quang điện với $λ_{1}$

Vì $λ_{2} < λ_{0}$ nên xảy ra hiện tượng quang điện với $λ_{2}$

Câu 6:

Chiếu một chum ánh sáng đơn sắc có tần số $10^{15} Hz$ vào catot một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện ngoài. Biết hiệu suất của quá trình quang điện này là 0,05%. Lấy $h = 6, 625 {.10}^{- 34} Js$ . Nếu công suất của chum sáng là 1mW thì số electron quang điện bật ra khỏi catot trong 1s là:

A. $7, 55 {.10}^{14}$

B. $1, 51 {.10}^{14}$

C. $1, 51 {.10}^{11}$

D. $7.55 {.10}^{11}$

Xem đáp án

Câu 7:

Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng $λ_{1}$ và $λ_{2}$ vào một tấm kim loại. Các electron bật ra với vận tốc ban đầu cực đại lần lượt là $v_{1}$ và $v_{2}$ với $v_{1} = 2 v_{2}$ . Tỉ số các hiệu điện thế hãm $\frac{U_{h 1}}{U_{h 2}}$ để dòng quang điện triệt tiêu là:

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Xem đáp án

Câu 8:

Một tấm pin mặt trời được chiếu sáng bởi chùm đơn sắc có tần số $5 {.10}^{14} Hz$ . Biết công suất chiếu sáng vào tấm pin là 0,1W. Lấy $h = 6, 625 {.10}^{- 34} J . s$ . Số photon đập vào tấm pin trong mỗi giây là:

A. $3, {02.10}^{17}$

B. $7, {55.10}^{17}$

C. $3, 77 {.10}^{17}$

D. $6, 04 {.10}^{17}$

Xem đáp án

Câu 9:

Một tấm pin mặt trời được chiếu sáng bởi chùm đơn sắc có tần số $5 {.10}^{14} Hz$ . Biết công suất chiếu sáng vào tấm pin là 0,1W. Lấy $h = 6, 625 {.10}^{- 34} J . s$ . Số photon đập vào tấm pin trong mỗi giây là:

A. $3, {02.10}^{17}$

B. $7, {55.10}^{17}$

C. $3, {77.10}^{17}$

D. $6, {04.10}^{17}$

Xem đáp án

Câu 10:

Chiếu chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng $0, 5 μm$ vào catot của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là $0, 66 μm$ . Hiệu điện thế cần đặt giữa anot và catot để triệt tiêu dòng quang điện là:

A. 0,2V

B. – 0,2V

C. 0,6V

D. – 0,6V

Xem đáp án

Câu 11:

Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng $λ = 1800^{0} A$ vào một tấm kim loại. Các electron bắn ra có động năng cực đại bằng 6eV. Khi chiếu vào tấm kim loại đó bức xạ có bước sóng $λ = 5000^{0} A$ thì có hiện tượng quang điện xảy ra. Tính động năng cực đại của các electron bắn ra:

A. $25, 6 {.10}^{- 20} J$

B. $51, {2.10}^{- 20} J$

C. $76, {8.10}^{- 20} J$

D. ${14.10}^{- 20} J$

Xem đáp án

Đáp án A

Áp dụng công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện ngoài

Câu 12:

Hướng chùm electron quang điện có tốc độ $10^{6} (m / s)$ vào một điện trường đều và một từ trường đều có cảm ứng từ $0, 5 {.10}^{- 4} (T)$ thì nó vẫn chuyển động theo một đường thẳng. Biết vecto $\vec{E}$ song song cùng chiều với Ox, vecto $\vec{B}$ song song cùng chiều với Oy, vecto vận tốc song song cùng chiều với Oz (Oxyz là hệ trục tọa độ đề các vuông góc). Độ lớn của vecto cường độ điện trường là:

A. 30 V/m

B. 50 V/m

C. 20 V/m

D. 40 V/m

Xem đáp án

Đáp án B

Ta có electron chịu tác dụng đồng thời hai lực:

+ Lực điện ngược hướng với Ox và có độ lớn:

Câu 13:

Cho chùm hẹp các electron quang điện có tốc độ $7, 31 {.10}^{5} (m / s)$ và hướng nó vào một từ trường đều có cảm ứng từ $9, 1 {.10}^{- 5} (T)$ theo hướng vuông góc với từ trường. Biết khối lượng và điện tích của electron lần lượt là $9, 1 {.10}^{- 31} kg$ và $1, 6 {.10}^{- 19} kg$ . Xác định bán kính quỹ đạo các electron đi trong từ trường?

A. 5,4 cm

B. 6 cm

C. 5,7 cm

D. 4,6 cm

Xem đáp án

Đáp án D

Khi e bay vào từ trường đều với quỹ đạo tròn thì lực Lorentz sẽ đóng vai trò là lực hướng tâm.

Ta có:

$F_{ht} = {ma}_{ht} \Leftrightarrow |e| vB = m \frac{v^{2}}{R}$

$\Rightarrow R = \frac{mv}{|e| B}$ $= \frac{9, 1 {.10}^{- 31} . 7, 31 {.10}^{5}}{1, 6 {.10}^{- 19} . 9, 1 {.10}^{- 5}}$ $= 0, 046 m$ $= 4, 6 cm$

Câu 14:

Electron quang điện khi bật ra khỏi kim loại thì bay vào từ trường đều với cảm ứng từ $B = 10^{- 5} T$ theo quỹ đạo tròn mà hình chiếu của electron trên một đường kính sẽ dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm. Cho khối lượng electron là $9, 1 {.10}^{- 31} kg$ và điện tích electron là $1, 6 {.10}^{- 19} kg$ . Vận tốc electron có độ lớn là:

A. $3, 52 {.10}^{6} m / s$

B. $3, 52 {.10}^{5} m / s$

C. $1, 76 {.10}^{6} m / s$

D. $1, 76 {.10}^{5} m / s$

Xem đáp án

Đáp án D

Khi e bay vào từ trường đều với quỹ đạo tròn thì lực Lorentz sẽ đóng vai trò là lực hướng tâm. Khi chiếu lên một đường kính, hình chiếu dao động điều hòa với A = 10cm nên bán kính quỹ đạo tròn R = 10cm

Ta có: $F_{ht} = {ma}_{ht}$ $\Leftrightarrow qvB = m \frac{v^{2}}{R}$ $\Leftrightarrow v = \frac{qBR}{m} = 1, 76 {.10}^{5} (m / s)$