Câu 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.

B.

3cm.   4cm.

C.

D.

1,5cm   3,5cm.

Lời giải

Đáp án: C

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).

Câu 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.

B.

0,1672 μm.   0,5623 μm.

C.

D.

0,3422 μm   0,0168 μm

Lời giải

Đáp án: D

+ Do e không bị lệch hướng nên e.E = B.ev ⇒ v = 5. m/s.

+ Từ đó ta tính được

Câu 73:

Một điện cực có giới hạn quang điện là λ = 332nm, được chiếu bởi bức xạ có bước sóng λ = 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.

B.

5,612A   11,225A

C.

D.

12,225A   6,112A

Lời giải

Đáp án: B

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 → = 5,612A

Câu 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

-Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo dừng

Có bán kính: = 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

Câu 75:

Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,25 μm vào một kim loại có giới hạn quang điện λ = 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. 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. V/m.

D.

hướng thẳng đứng từ dưới lên, E = 7,31. V/m.

Lời giải

Đáp án: A

Tính

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

B = eE E = .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.

Câu 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 = 3V và U’ = 15V, thì thấy vận tốc cực đại của elêctrôn khi đập vào anốt tăng gấp đôi. Giá trị của λ là:

A.

B.

0,259 μm.   0,795μm.

C.

D.

0,497μm.   0,211μm.

Lời giải

Đáp án: C

Theo định lý biến thiên động năng:

Câu 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.

B.

4%   3%

C.

D.

2%   1%

Lời giải

Đáp án: A

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

Câu 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 là bán kính Bo. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo sang trạng thái dừng có bán kính thì lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân giảm đi 16 lần. Giá trị - lớn nhất bằng

A.

B.

12 3

C.

D.

16 .   .

Lời giải

Đáp án: D

Lực tương tác tĩnh điện

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

→ - = – =

Câu 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. J.s, c = 3. m/s, e = 1,6. C, giới hạn quang dẫn của PbS là:

A.

B.

2,06 μm.   4,14 μm.

C.

D.

1,51 μm.   4,97 μm.

Lời giải

Đáp án: B

Sử dụng công thức tính công thoát A:

Câu 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.

B.

2,516. 2,516.

C.

D.

1,51. 1,546.

Lời giải

Đáp án: A

Ta có: = 0,01. → .h.c/λ = 0,01W

⇒ = 0,01.0,5./(6,625..3.) = 2,516.

⇒ Số photon mà chất đó phát ra trong 10s là N = 10.= 2,516.

Câu 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 và . Tỉ số / có giá trị bằng:

A.

B.

C.

D.

1/2   2   3   1/3

Lời giải

Đáp án: B

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: / = /

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:

Câu 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/). 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 . 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.. Giá trị của cường độ sáng I là:

A.

B.

9,6 W/ 9,9375 W/

C.

D.

5,67 W/ 2,65 W/

Lời giải

Đáp án: D

Câu 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.

B.

82,7%   79,6%

C.

D.

75,0%   66,8%

Lời giải

Đáp án: B

Ta có: P = .h.c/λ

⇒ / = 75%.λ/λ = 75%.0,52/0,49 = 79,6%

Câu 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.

B.

1W   1,5W

C.

D.

3W   2W

Lời giải

Đáp án: D

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:

Câu 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 = C. 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 = C. Nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K . Khối lượng riêng của nước là 1000kg/.

A.

4,2. photon/s ; 0,39. lít/s

B.

4,9. photon/s ; 0,69. lít/s

C.

5,2. photon/s ; 0,89. lít/s

D.

5,9. photon/s ; 1,19. lít/s

Lời giải

Đáp án: A

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: = |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)

Câu 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 = -13,6/ với n = 1, 2,...

A.

B.

C.

D.

Lời giải

Đáp án: C

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:

Câu 87:

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

A.

1,789.m/s

B.

1,789.m/s

C.

1,789. km/s

D.

1,789. km/s

Lời giải

Đáp án:

Theo định lý động năng ta có:

Câu 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.

B.

N về L.   N về K.

C.

D.

N về M.   M về L.

Lời giải

Đáp án:

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

mà bán kính Bo

=

vậy n= 4 ứng với quỹ đạo N và chuyển về quỹ đạo cơ bản là K (N về K)

Câu 89:

Mức năng lượng của các trạng thái dừng trong nguyên tử hiđrô

= -13,6/

(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.

B.

2,4 eV.   1,2 eV.

C.

D.

10,2 eV.   3,2 eV.

Lời giải

Đáp án: A

Năng lượng mà nguyên tử hiđro nhận:

W =

–

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

Động năng của electron sau va chạm là:

= 12,6 (eV) – 10,2 (eV) = 2,4 (eV).

Câu 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.

B.

201,2.

.   215,2.

.

C.

D.

181,2.

.   231,2.

Lời giải

Đáp án: C

Gọi

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. =181,2.

Câu 91:

Các mức năng lượng của nguyên tử hiđrô ở trạng thái dừng được cho bằng công thức: En = -13,6/ 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 trong dãy Banme.

A.

1,658. m

B.

0,658. m

C.

0,758. m

D.

0,458. m

Lời giải

Đáp án: B

Ta có:

Câu 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 C, khối lượng riêng của nước 1000 kg/. Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s là

A.

4,557 .

B.

7,455 .

C.

4,755

D.

5,745 .

Lời giải

Đáp án: C

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,

Câu 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.J và 0,05.Hz. 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.J.s.

B.

6.J.s

C.

8.J.s.

D.

10.J.s.

Lời giải

Đáp án: C

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

hf = A + → = hf – A (*)

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

- Ta biểu diễn sai số của phép đo (∆ = 0,6.J và ∆f = 0,05.Hz) 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 = = 1,2. Hz thì = 0.

+ Với f = = 2,4. Hz thì = 9,6. J.

- Kết hợp với (*) ta suy ra: h=(-)/(- )= 8. J.s

Câu 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 , khi electron chuyển động trên quỹ đạo N thì dòng điện nguyên tử có cường độ là . Tỉ số / là

A.

B.

1/4   1/8

C.

D.

1/2   1/16

Lời giải

Đáp án: B

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

Câu 95:

Theo mẫu nguyên tử Bo thì trong nguyên tử hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng của electron trên các quỹ đạo là = , với =0,53.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 L. Khi nhảy lên quỹ đạo O, electron có tốc độ bằng

A.

B.

2v/5   4v

C.

D.

v/√5   v/3

Lời giải

Đáp án: A

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

Câu 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 λ của kim loại dùng làm katot. Nếu đặt giữa anod và katot của tế bào quang điện hiệu điện thế = 8V thì động năng cực đại của electron quang điện khi nó tới anod bằng bao nhiêu? Cho c = m/s; h = 6.625 x J.S; điện tích của e:|e|=1.6 x C

A.

13,124MeV

B.

10,124MeV

C.

16,124MeV

D.

18,124MeV

Lời giải

Đáp án: B

-Từ công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:

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

Câu 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

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

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

Câu 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. J.s, c = 3. m/s và = 9,1. kg. Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng

A.

2,29. m/s

B.

9,24. m/s

C.

9,61. m/s

D.

1,34. m/s

Lời giải

Đáp án: C

Câu 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 T vuông góc với phơng vận tốc ban đầu của electron. Tính chu kì của electron trong từ trường.

A.

3,57. s

B.

2. s

B.

0,26. s

B.

0,36s

Lời giải

Đáp án: A

Câu 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: = 3 cos (100πt + π/3) (V). Khoảng thời gian dòng điện chạy trong tế bào này trong 2 phút đầu tiên là:

A.

B.

60s.   70s.

C.

D.

80s.   90s.

Lời giải

Đáp án: C

Ta có: T = 2π/ω = 0,02s

Dòng điện chạy qua tế bào khí > -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