80 bài tập về hiện tượng quang điện. thuyết lượng tử ánh sáng (2024) có đáp án

Bài tập về hiện tượng quang điện

Kiến thức cần nhớ

1. Hiện tượng quang điện

a. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện (1887)

Gắn một tấm kẽm tích điện âm vào cần của một tĩnh điện kế, kim điện kế lệch đi một góc nào đó.

Chiếu chùm ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm thì góc lệch của kim điện kế giảm đi.

Thay kẽm bằng kim loại khác, ta cũng thấy hiện tượng tương tự.

Kết luận: Ánh sáng hồ quang đã làm bật êlectron khỏi mặt tấm kẽm.

b. Định nghĩa

Hiện tượng ánh sáng (hoặc bức xạ điện từ) làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài).

2. Định luật về giới hạn quang điện

Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào làm loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ₀ . λ₀ được gọi là giới hạn quang điện của làm loại đó: λ $\le$  λ₀ (2)

Trừ kim loại kiềm và một vài kim loại kiềm thổ có giới hạn quang điện trong miền ánh sáng nhìn thấy, các kim loại thường dùng khác đều có giới hạn quang điện trong miền từ ngoại.

Thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được mà chỉ có thể giải thích được bằng thuyết lượng tử.

3. Thuyết lượng tử ánh sáng

a. Giả thuyết Plăng

Lượng năng lượng mà mỗi làn một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và hằng hf; trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; còn h là một hằng số.

Lượng tử năng lượng: ε = hf, h gọi là hằng số Plăng: h = 6,625.10⁻³⁴J.s

b. Thuyết lượng tử ánh sáng

+ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.

+ Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf.

+ Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.10⁸m/s dọc theo các tia sáng.

+ Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.

Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.

c. Giải thích định luật giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng

Anh−xtanh cho rằng, hiện tượng quang điện xảy ra do êlectron trong kim loại hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích. Phôtôn bị hấp thụ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho êlectron. Năng lượng ε này được dùng để.

− Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là công thoát, để êlectron thẳng được lực liên kết với mạng tinh thể và thoát ra khỏi bề mặt kim loại;

− Truyền cho êlectron đó một động năng ban đầu;

− Truyền một phần năng lượng cho mạng tinh thể.

Nếu êlectron này nằm ngay trên lớp bề mặt kim loại thì nó có thể thoát ra ngay mà không mất năng lượng truyền cho mạng tinh thể. Động năng ban đầu của êlectron này có giá trị cực đại ${\text{W}}_{0d}=\frac{m{v}_{0\max }^2}{2}$ 

Áp dụng định luật hảo toàn năng lượng, ta có: $W_{0d}=\frac{m{v}_{0\max }^2}{2}$ 

* Để hiện tượng quang điện xảy ra: $\epsilon \ge Ahayh\frac{c}{\lambda }\ge A\Rightarrow \lambda \le \frac{hc}{A}$ 

Đặt ${\lambda }_0=\frac{hc}{A}\Rightarrow \lambda \le {\lambda }_0$ 

4. Lưỡng tính sóng − hạt của ánh sáng

* Có nhiều hiện tượng quang học chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng (như giao thoa, nhiễu xạ...); lại cũng có nhiều hiện tượng quang học khác chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt. Điều đó chứng tỏ: Ánh sáng có lưỡng tính sóng − hạt.

* Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rõ một trong hai tính chất trên. Khi tính chất sóng thể hiện rõ, thì tính chất hạt lại mờ nhạt, và ngược lại.

Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ, như ở hiện tượng quang điện, ở khả năng đâm xuyên, ở tác dụng phát quang..., còn tính chất sóng càng mờ nhạt. Trái lại, sóng điện từ có bước sóng càng dài, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng nhỏ, thì tính chất sóng lại thể hiện rõ hơn (ở hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc,...), còn tính chất hạt thì mờ nhạt.

Lưu ý:

+ Dù tính chất nào của ánh sáng thể hiện ra thì ánh sáng vẫn có bản chất là sóng điện từ.

+ Lưỡng tính sóng − hạt được phát hiện đầu tiên ở ánh sáng, về sau lại được phát hiện ở các hạt vi mô, như êlectron, prôtôn,... Có thể nói: lưỡng tính sóng − hạt là tính chất tổng quát của mọi vật. Tuy nhiên, với các vật có kích thước thông thường, phép tính cho thấy sóng tương ứng với chúng có bước sóng quá nhỏ, nên tính chất sóng của chúng khó phát hiện ra.

Các dạng bài tập về hiện tượng quang điện. thuyết lượng tử ánh sáng

Dạng 1: Bài toán liên quan đến vận dụng các định luật quang điện

1. Sự truyền phô tôn

2. Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện

3. Công thức Anhxtanh

4. Tế bào quang điện

5. Điện thể cực đại của vật dẫn trung hòa đặt cô lập

6. Quãng đường đi được tối đa trong điện trường cản

Dạng 2: Bài toán liên quan đến chuyển động của electron trong điện từ trường

1. Chuyển động trong từ trường đều theo phương vuông góc

2. Chuyển động trong điện từ trường

Dạng 3: Bài toán liên quan đến tia X (tia Rơn-ghen)

1. Tần số lớn nhất và bước sóng nhỏ nhất trong chùm tia X

2. Nhiệt lượng anốt nhận được

Bài tập tự luyện có hướng dẫn

Bài 1: Ánh sáng nhìn thấy có thể gây ra hiện tượng quang điện ngoài với

    A. kim loại bạc.    B. kim loại kẽm.

    C. kim loại xesi.    D. kim loại đồng.

Lời giải:

Chùm tia tử ngoại có thể gây hiện tượng quang điện ngoài cho các kim loại thông thường như bạc, nhôm, đồng, kẽm, còn ánh sáng nhìn thấy thì có thể gây hiện tượng quang điện ngoài cho các kim loại kiềm như natri, canxi, kali, xêsi. Đáp án C

Bài 2: Chiếu bức xạ có tần số f vào một kim loại có công thoát A gây ra hiện tượng quang điện. Giả sử một êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng một phần năng lượng làm công thoát, phần còn lại biến thành động năng K của nó. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới là 2f thì động năng của êlectron quang điện đó là

    A. K – A.    B. K + A.    C. 2K – A.    D. 2K + A.

Lời giải:

ε = hf = A + K; ε’ = 2hf = 2A + 2K = A + 2K + A = A + K’ → K’ = 2K + A. Đáp án D

Bài 3: Công thoát êlectron của một kim loại bằng 3,43.10^-19 J. Giới hạn quang điện của kim loại này là

    A. 0,58 μm.    B. 0,43 μm.

    C. 0,30 μm.    D. 0,50 μm.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án A

Bài 4: Công thoát electron của một kim loại là 7,64.10^-19J. Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ có bước sóng λ₁ = 0,18 μm, λ₂ = 0,21 μm và λ₃ = 0,35 μm. Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó?

    A. Hai bức xạ (λ₁ và λ₂).

    B. Không có bức xạ nào.

    C. Cả ba bức xạ (λ₁, λ₂ và λ₃).

    D. Chỉ có bức xạ λ₁.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án A

Bài 5: Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là ε_Đ, ε_L và ε_T thì

    A. ε_T > ε_L > ε_Đ.    B. ε_T > ε_Đ > ε_L.

    C. ε_Đ > ε_L > ε_T.    D. ε_L > ε_T > ε_Đ.

Lời giải:

Ta có: ε = hf; f_T > f_L > f_Đ → ε_T > ε_L > ε_Đ. Đáp án A

Bài 6: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?

    A. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.

    B. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng.

    C. Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10⁸ m/s.

    D. Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.

Lời giải:

Năng lượng của các phôtôn ánh sáng phụ thuộc vào tần số của ánh sáng. Đáp án B

Bài 7: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phôtôn ứng với mỗi ánh sáng đơn sắc có năng lượng càng lớn nếu ánh sáng đơn sắc đó có

    A. tần số càng lớn.

    B. tốc độ truyền càng lớn.

    C. bước sóng càng lớn.

    D. chu kì càng lớn.

Lời giải:

ε = hf → f càng lớn thì ε càng lớn. Đáp án A

Bài 8: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?

    A. Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử ánh sáng không bị thay đổi và không phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn sáng.

    B. Năng lượng của lượng tử của ánh sáng màu đỏ lớn hơn năng lượng của lượng tử của ánh sáng tím.

    C. Nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng biệt, đứt quãng.

    D. Mỗi chùm ánh sáng dù rất yếu cũng chứa một số lượng rất nhiều các lượng tử ánh sáng.

Lời giải:

Ta có: ε = hf; f_Đ < f_T → ε_Đ < ε_T. Đáp án B

Bài 9: Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bứt ra khỏi tấm kim loại khi

    A. chiếu vào tấm kim loại này một chùm hạt nhân hêli.

    B. chiếu vào tấm kim loại này một bức xạ điện từ có bước sóng thích hợp.

    C. cho dòng điện chạy qua tấm kim loại này.

    D. tấm kim loại này bị nung nóng bởi một nguồn nhiệt.

Lời giải:

Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng: chiếu ánh sáng (chùm bức xạ điện từ) thích hợp vào bề mặt tấm kim loại thì làm các electron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại đó. Đáp án B

Bài 10: Khi nói về phôtôn phát biểu nào dưới đây là đúng ?

    A. Năng lượng của phôtôn càng lớn khi bước sóng ứng với phôtôn càng lớn.

    B. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều mang năng lượng như nhau.

    C. Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng phôtôn của ánh sáng đỏ.

    D. Phôtôn có thể tồn tại trong trạng thái đứng yên.

Lời giải:

Ta có: ε = hf.

Đáp án B

Câu 11: Công thoát của kim loại Na là 2,48 eV. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng 0,36μm vào tế bào quang điện có catôt làm bằng Na. Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là:

      A. 5,84.10⁵ m/s.               B. 6,24.10⁵ m/s.            C. 5,84.10⁶ m/s.              D. 6,24.10⁶ m/s.

Lời giải
$A=2,48eV=2,48.1,{6.10}^{-19}J$
$\lambda =0,36\mu m=0,{36.10}^{-6}m$
$\frac{hc}{\lambda }=A+E_{domax}=A+\frac{1}{2}m.v_{0max}^2$
$\Rightarrow v_{0max}=\sqrt{\frac{2}{m}\left(\frac{hc}{\lambda }-A\right)}=5,{8410}^5\frac{m}{s}$

⇒ Chọn A

Câu 12: Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng l= 0,6μm. Công suất đèn là P = 10W. Số phôtôn mà ngọn đèn phát ra trong 10s là:

      A. N = 3.10²⁰                     B. N = 5.10¹⁵                  C. N = 6.10¹⁸                    D. N = 2.10²²

Lời giải

$P=N.\epsilon =N.\frac{hc}{\lambda }\Rightarrow N=\frac{P\lambda }{hc}$
⇒ trong 10s ⇒  N'=10N

$\Rightarrow N^{\prime }=10.\frac{10.0,{3.10}^{-6}}{6,{625.10}^{-34}.3{.10}^8}={3.10}^{20}$
⇒  Chọn C

Câu 13: Giới hạn quang điện của Xesi là 0,66μm, chiếu vào kim loại này bức xạ điện từ có bước sóng 0,5μm. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện khi bứt ra khỏi kim loại là?

      A. W_dmax = 2,48.10^-19 J                                              B. W_dmax = 5,40.10^-20 J   

      C. W_dmax = 8,25.10^-19 J                                              D. W_dmax = 9,64.10^-20 J

Lời giải

${\lambda }_0=0,66\mu m=0,{66.10}^{-6}m$
$\lambda =0,5\mu m=0,{5.10}^{-6}m$
$\frac{hc}{\lambda }=A+E_{domax}=\frac{hc}{\lambda }-\frac{hc}{{\lambda }_0}=9,{64.10}^{-20}J$
⇒ Chọn D

Câu 14: Chiếu một chùm phôtôn có bước sóng l vào tấm kim loại có giới hạn quang điện l₀. Hiện tượng quang điện xảy ra, động năng ban đầu cực đại của các quang êlectron là 2,65.10^-19 J. Tìm vận tốc cực đại của các êlectron quang điện.

      A. v_max = 7,063.10⁵ m/s                                           B. v_max = 7,63.10⁶ m/s  
      C. v_max = 7,63.10⁵ m/s                                              D. v_max= 5,8.10¹¹ m/s

Lời giải

$E_{domax}=\frac{1}{2}m.v_{0max}^2\Rightarrow v_{0max}=\sqrt{\frac{2.E_{domax}}{m}}$

$\Rightarrow v_{0max}=7,{63.10}^5\frac{m}{s}$
⇒ Chọn C

Câu 15: Một chùm phôtôn có f = 4,57.10¹⁴ Hz. Tìm số phôtôn được phát ra trong một giây, biết công suất của nguồn trên là 1W.

      A. 3,3.10¹⁸                         B. 3,03.10¹⁸                    C. 4,05.10¹⁹                      D. 4.10¹⁸

Lời giải

$P=N.\epsilon =N.h.f\Rightarrow N=\frac{P}{h.f}$
$\Rightarrow N=\frac{1}{6,{625.10}^{-34}.4,{57.10}^{14}}=3,{3.10}^{18}$
⇒ Chọn A

Câu 16: Kim loại dùng làm catot của tế bào quang điện có công thoát êlectron là 2,5eV. Chiếu vào catot bức xạ có tần số f = 1,5.10¹⁵ Hz. Động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện là:

      A. 3,71eV                           B. 4,85eV                        C. 5,25eV                          D. 7,38eV

Lời giải
$A=2,5eV=2,5.1,{6.10}^{-19}J$
$f=1,{5.10}^{15}Hz$
$hf=A+E_{domax}\Rightarrow E_{domax}=h.f-A$
$E_{domax}=6,{625.10}^{-34}.1,{5.10}^{15}-2,5.1,{6.10}^{-19}(J)$
$E_{domax}=3.71eV$
⇒ Chọn A

Câu 17: Khi chiếu lần lượt hai bức xạ điện từ có bước sóng l₁ và l₂ với l₂ = 2l₁ vào một tấm kim loại thì tỉ số động năng ban đầu cực đại của quang êlectron bứt ra khỏi kim loại là 9. Giới hạn quang điện của kim loại là l₀. Mối quan hệ giữa bước sóng l₁ và giới hạn quang điện l₀ là?

      A. l₁ = l₀                        B. l₁ = l₀                     C. l₁ = l₀                     D. l₁ = l₀

Lời giải

$\frac{hc}{{\lambda }_1}=\frac{hc}{{\lambda }_0}+E_{do1max}$
$\frac{hc}{{\lambda }_2}=\frac{hc}{2{\lambda }_1}+E_{do2max}$
$\Rightarrow \frac{E_{do1max}}{E_{do2max}}=\frac{\frac{hc}{{\lambda }_1}-\frac{hc}{{\lambda }_0}}{\frac{hc}{2{\lambda }_1}-\frac{hc}{{\lambda }_0}}=9\Rightarrow \frac{1}{{\lambda }_1}-\frac{1}{{\lambda }_0}=9(\frac{1}{2{\lambda }_1}-\frac{1}{{\lambda }_0})$
$\Rightarrow {\lambda }_1=\frac{7}{16}{\lambda }_0$
⇒ Chọn D
 

Câu 18: Chiếu lần lượt các bức xạ có tần số f, 2f, 4f vào catốt của tế bào quang điện thì vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện lần lượt là v, 2v, kv. Xác định giá trị k?

      A.                                B. 4                                  C.                                D. 8

Lời giải

$\begin{array}{c}hf=A+\frac{1}{2}m{v}^2\\ 2hf=A+\frac{1}{2}m(2v{)}^2\end{array}\}\frac{2hf-A}{hf-A}=4$
$\Rightarrow A=\frac{2hf}{3}$
$4hf=A+\frac{1}{2}m(Kv{)}^2$

$\Rightarrow hf=\frac{2hf}{3}+\frac{1}{2}m{v}^2\Rightarrow \frac{1}{2}m{v}^2=\frac{hf}{3}$
$(\ast )\Rightarrow 4hf=\frac{2hf}{3}+k^2.\frac{hf}{3}$
$\Rightarrow k=\sqrt{10}$
⇒ Chọn A

Câu 19: Chiếu một chùm sáng tử ngoại có bước sóng 0,25μm vào một tấm Volfram có công thoát 4,5eV. Vận tốc ban đầu cực đại của các elêctrôn quang điện khi bắn ra khỏi mặt tấm Vonfram là:

      A. 4,06.10⁵ m/s                B. 3,72.10⁵ m/s;            C. 4,81.10⁵ m/s;              D. 1,24.10⁶ m/s.

Lời giải

$\lambda =0,25\mu m=0,{25.10}^{-6}m$
$A=4,5eV=4,5.1,{6.10}^{-19}J$
$\frac{hc}{\lambda }=A+\frac{1}{2}m{v}_{0max}^2\Rightarrow v_{0max}=\sqrt{\frac{2}{m}\left(\frac{hc}{\lambda }-A\right)}$
$\Rightarrow v_{0max}=4,{06.10}^5\frac{m}{s}$
⇒ Chọn A

Câu 20: Công thoát của một kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện là A, giới hạn quang điện của kim loại này là λ₀. Nếu chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng l = 0,6l₀ vào catốt của tế bào quang điện trên thì động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện là

      A. 0,66A                             B. 5A/3                           C. 1,5A                              D. 2A/3

Lời giải
$\frac{hc}{\lambda }=\frac{hc}{{\lambda }_0}+E_{domax}$
$\Rightarrow \frac{hc}{0,6{\lambda }_0}=\frac{hc}{{\lambda }_0}+E_{domax}\Rightarrow \frac{A}{0,6}=A+E_{domax}$
$\Rightarrow E_{domax}=\frac{5}{3}A-A=\frac{2}{3}A$
⇒ Chọn D

Câu 21: Khi chiếu ánh sáng có bước sóng l vào katôt của tế bào quang điện thì e bứt ra có v_0max = v, nếu chiếu l' = 0,75l thì v_0max = 2v, biết l= 0,4 μm. Bước sóng giới hạn của katôt là

A. 0,42 μm                              B. 0,45 μm                     C. 0,48 μm                       D. 0,51 μm

Lời giải
$\frac{hc}{\lambda }=\frac{hc}{{\lambda }_0}+\frac{1}{2}m{v}^2\Rightarrow \frac{1}{2}m{v}^2=hc=(\frac{1}{{\lambda }^{\prime }}-\frac{1}{{\lambda }_0})$
$\frac{hc}{{\lambda }^{\prime }}=\frac{hc}{{\lambda }_0}+\frac{1}{2}m(2v{)}^2\Rightarrow \frac{1}{2}m(2v{)}^2=hc=(\frac{1}{{\lambda }^{\prime }}-\frac{1}{{\lambda }_0})$
$\Rightarrow \frac{1}{4}=\frac{\frac{1}{\lambda }-\frac{1}{{\lambda }_0}}{\frac{1}{{\lambda }^{\prime }}-\frac{1}{{\lambda }_0}}$
Với $\lambda =0,4\mu m;{\lambda }^{\prime }=0,75\lambda =0,3\mu m$
$\Rightarrow {\lambda }_0=0,45\mu m$
⇒ Chọn B

Câu 22: Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm bức xạ có bước sóng l₁ = 0,26 μm và bức xạ có bước sóng λ₂ = 1,2.λ₁ thì vận tốc ban đầu cực đại của các êlectrôn quang điện bứt ra từ catốt lần lượt là v₁ và v₂ với v₂ = v₁. Giới hạn quang điện λ₀ của kim loại làm catốt này là

      A. 0,42 μm.                        B. 1,45 μm.                    C. 1,00 μm.                      D. 0,90 μm.

Lời giải
$\begin{array}{c}\frac{hc}{{\lambda }_1}=\frac{hc}{{\lambda }_0}+\frac{1}{2}m{v}_1^2\\ \frac{hc}{{\lambda }_2}=\frac{hc}{{\lambda }_0}+\frac{1}{2}m{v}_2^2\end{array}\}\frac{v_1^2}{v_2^2}=\frac{\frac{1}{{\lambda }_1}-\frac{1}{{\lambda }_0}}{\frac{1}{{\lambda }_2}-\frac{1}{{\lambda }_0}}=\frac{16}{9}$
Với ${\lambda }_1=0,26\mu m,{\lambda }_2=1,2{\lambda }_1=0,312\mu m$
$\Rightarrow {\lambda }_0=0,42\mu m$
⇒ Chọn A

Câu 23: Chiếu lần lượt các bức xạ có tần số f; 3f; 5f vào catốt của tế bào quang điện thì vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện lần lượt là v;3v; kv. Giá trị k là

      A. $\sqrt{34}$                               B. 5                                  C. $\sqrt{17}$                               D. 15

Lời giải
$\begin{array}{c}hf=A+\frac{1}{2}m{v}^2\\ 3hf=A+\frac{1}{2}m(3v{)}^2\end{array}\}9=\frac{3hf-A}{hf-A}$
$\Rightarrow A=\frac{3hf}{4}$
$5hf=A+\frac{1}{2}m(kv{)}^2$
$\Rightarrow \frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{4}hf$
$5hf=\frac{3}{4}hf+k^2.\frac{1}{4}hf\Rightarrow k=\sqrt{17}$|
⇒ Chọn C

Câu 24: Người ta lần lượt chiếu hai bức xạ vào bề mặt một kim loại có công thoát 2eV. Năng lượng phôtôn tương ứng của hai bức xạ này là 2,5eV và 3,5 eV. Tỉ số động năng cực đại của các êlectron quang điện trong hai lần chiếu là

      A. 1: 3                                 B. 1: 4                             C. 1: 5                               D. 1: 2

Lời giải
$\begin{array}{c}{\epsilon }_1=A+E_{do1max}\\ {\epsilon }_2=A+E_{do2max}\end{array}\}\Rightarrow \frac{E_{do1max}}{E_{do2max}}=\frac{{\epsilon }_1-A}{{\epsilon }_2-A}$
$\Rightarrow \frac{E_{do1max}}{E_{do2max}}=\frac{2,5-2}{3,5-2}=\frac{1}{3}$
⇒ Chọn A

Câu 25: Một nguồn sáng đơn sắc có công suất 10W phát ra ánh sáng có bước sóng λ= 0,5 μm ra môi trường, coi môi trường không hấp thụ ánh sáng. Xác định số phôtôn được phát ra từ nguồn sáng trên trong thời gian 10 (s).

      A. 2,5.10¹⁸ (hạt)               B. 2,5.10¹⁹ (hạt)            C. 2,5.10²¹ (hạt)              D. 2,5.10²⁰ (hạt)

Lời giải

$P=N.\epsilon =N.\frac{hc}{\lambda }\Rightarrow N=\frac{P\lambda }{hc}$
⇒ trong 10s ⇒  N'=10N

$\Rightarrow N^{\prime }=10.\frac{10.0,{5.10}^{-6}}{6,{625.10}^{-34}.3{.10}^8}=2,{5.10}^{20}$
⇒  Chọn D

Câu 26: Khi tăng hiệu điện thế của một ống tia X lên n lần (n>1) thì bước sóng cực tiểu của tia X mà ống phát ra giảm một lượng Dl. Hiệu điện thế ban đầu của ống là:

      A. $\frac{hc}{e(n-1)\mathrm{\Delta }\lambda }$                      B. $\frac{hc(n-1)}{e.n.\mathrm{\Delta }\lambda }$                     

       C. $hc.\frac{e.n}{\mathrm{\Delta }\lambda }$                                 D. $\frac{hc(n-1)}{e.\mathrm{\Delta }\lambda }$

Lời giải

${\lambda }_{min}=\frac{hc}{\left|e\right|.U}$
$U^{\prime }=n.U\Rightarrow {\lambda }_{min}^{\prime }={\lambda }_{min}-\mathrm{\Delta }\lambda =\frac{hc}{\left|e\right|.U^{\prime }}$
$\Rightarrow \frac{hc}{\left|e\right|.U}-\mathrm{\Delta }\lambda =\frac{hc}{\left|e\right|.n.U}$
$\Rightarrow \mathrm{\Delta }\lambda =\frac{hc}{\left|e\right|.U}\left(1-\frac{1}{n}\right)=\frac{hc(n-1)}{\left|e\right|.n.U}$
$\Rightarrow U=\frac{hc(n-1)}{\left|e\right|n.\mathrm{\Delta }\lambda }$
⇒ Chọn B

Câu 27: Cường độ dòng quang điện qua ống tia X là I = 5 mA, hiệu điện thế giữa Anot và Katot trong ống là U_AK = 20 kV và biết rằng chỉ có 0,5% số êlectron tới đối Katot có thể tạo ra tia X và các phôtôn X phát ra đều có bước sóng bằng với bước sóng nhỏ nhất. Tìm công suất chùm phôtôn do máy phát ra.

      A. 0,5 W                             B. 15 W                          C. 5 W                               D. 20 W

Lời giải

$P=\frac{0,5}{100}.UI=\frac{0,5}{100}\ast {20.10}^3.5{.310}^{-3}=0,5W$
⇒ Chọn B

Câu 28: Hiệu điện thế giữa anot và catot của một ống tia X là U = 18kV, cường độ dòng điện qua ống là I = 5mA. Bỏ qua động năng lúc êlectron bứt ra khỏi catot. Biết rằng có 95% số êlectron đến catot chỉ có tác dụng nhiệt. Nhiệt lượng đã làm nóng đối catot trong một phút là?

      A. Q = 3260J                      B. Q = 5130J                   C. Q = 8420J                     D. Q = 1425J

Lời giải
$Q=P.t=\frac{95}{100}.UI.t$
$\Rightarrow Q=\frac{95}{100}.18{.10}^3.5{.10}^{-3}.60=5130J$
⇒ Chọn B

Câu 29: Hiệu điện thế giữa anot và catot của một ống tia X là U_AK = 10 kV, cường độ dòng điện qua ống là I. Bỏ qua động năng lúc e lectron bứt ra khỏi Katot. Biết rằng chỉ có 1% số êlectron đến đối Katot có thể tạo ra photon X và các phôtôn phát ra có bước sóng bằng với bước sóng nhỏ nhất λ_min. Công suất chùm tia X là P_ε = 0,2 W. Xác định cường độ dòng điện qua ống?

      A. I = 1 mA                        B. I = 3 mA                     C. I = 2 mA                       D. I = 4 mA

Lời giải
$\begin{array}{c}{P}_{\epsilon }=\frac{1}{100}.UI\Rightarrow I=\frac{100.P_{\epsilon }}{U}\\ \\ \Rightarrow I=\frac{100.0,2}{{10.10}^3}=0,002A=2mA\end{array}$
⇒ Chọn C

Câu 30: Trong một ống Cu-lít-giơ người ta tạo ra một hiệu điện thế không đổi giữa hai cực. Trong một phút người ta đếm được 6.10¹⁸ điện tử đập vào anốt. Tính cường độ dòng điện qua ống Cu-lít-giơ

      A. 16mA                             B. 1,6A                           C. 1,6mA                           D. 16A

Lời giải
1 Phút có 6.10¹⁸ electron đập vào Anot
$n=\frac{{6.10}^{18}}{60}={10}^{17}$ hạt
$I=n.\left|e\right|={10}^{17}.1,{6.10}^{-19}=1,{6.10}^{-2}A=16mA$
⇒ Chọn A

Xem thêm các bài viết liên quan khác:

100 bài tập về mạch dao động điện từ LC (có đáp án)

70 bài tập về động cơ không đồng bộ ba pha (có đáp án)

100 bài tập về máy biến áp (có đáp án)

90 bài tập về truyền tải điện năng (có đáp án)

90 bài tập về đại cương về dòng điện xoay chiều (có đáp án)