Bài tập lượng tử ánh sáng theo chuyên đề (có đáp án)

BÀI TẬP LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG THEO CHUYÊN ĐỀ ( Có đáp án)

I/ BẢN CHẤT HẠT CỦA ÁNH SÁNG

Câu 1: Khi một photôn đi từ không khí vào thủy tinh , năng lượng của nó :

A . Giảm, vì \(\varepsilon =\frac{hc}{\lambda }\)  mà bước sóng  lại tăng

B. Giảm, vì một phần của năng lượng của nó truyền cho thủy tinh

C. Không đổi, vì \(\varepsilon =hf\) mà tần số f  lại không đổi

D. Tăng, vì \(\varepsilon =\frac{hc}{\lambda }\)  mà bước sóng lại giảm

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng?

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

B. Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục, mà theo từng phần riêng biệt, đứt quãng.

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

D. Chùm ánh sáng là chùm hạt, mỗi hạt gọi là một phôtôn.

Câu 3: Một ánh sáng đơn sắc có tần số 4.10¹⁴ Hz bước sóng của ánh sáng này trong chân không là:

A. 0,75nm                      B. 7,5μm                      C. 0,75m                       D. 750nm

Câu 4: Chọn câu phát biểu sai về tính lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng.

A. Tính chất sóng được thể hiện rõ nét trong các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc.

B. Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn thì tính chất sóng thể hiện càng rõ nét.

C. Phôtôn ứng với nó có năng lượng càng cao thì tính chất hạt thể hiện càng rõ nét.

D. Tính hạt được thể hiện rõ nét ở hiện tượng quang điện, ở khả năng đâm xuyên, ở tác dụng phát quang.

Câu 5: Chọn câu phát biểu sai về phôtôn.

A. Ánh sáng tím có phôtôn giống hệt nhau.       

B. Năng lượng của mỗi phôtôn không đổi trong quá trình lan truyền.

C. Phôtôn chuyển động dọc theo tia sáng.        

D. Trong chân không phôtôn chuyển động với tốc độ c = 3.10⁸m/s.

Câu 6: Năng lượng của một phôton ánh sáng được xác định theo công thức

A.  e = h\(\varepsilon\)                      B. \(\varepsilon =\frac{hc}{\lambda }\)                     C. \(\varepsilon =\frac{c\lambda }{h}\)                     D. \(\varepsilon =\frac{h\lambda }{c }\)

Câu 7:Bức xạ màu vàng của natri có bước sóng 0,59 μm. Năng lượng của phôtôn tương ứng có giá trị nào sau đây ?

A.2,0 eV                       B. 2,1 eV.                       C. 2,2 eV.                      D. 2,3 eV.

Câu 8:Năng lượng phôtôn của:

A. tia hồng ngoại lớn hơn của tia tử ngoại.                 

B. tia X lớn hơn của tia tử ngoại.

C. tia tử ngoại nhỏ hơn của ánh sáng nhìn thấy                   

D. tia X nhỏ hơn của ánh sáng nhìn thấy.

Câu 9:Gọi f₁, f₂, f₃, f₄, f₅  lần lượt là tần số của tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơnghen, sóng vô tuyến cực ngắn, và ánh sáng màu lam. Thứ tự tăng dần của tần số sóng được sắp xếp như sau:

A. f₁<f₂<f₅<f₄<f₃         B. f₁<f₄<f₅<f₂<f₃         C. f₄<f₁<f₅<f₂<f₃           D. f₄<f₂<f₅<f₁<f₃

Câu 10: Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Thuyết lượng tử ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

B. Giả thuyết sóng không giải thích được hiện tượng quang điện.

C. Trong cùng một môi trường vận tốc của ánh sáng bằng vận tốc sóng điện từ.

D. Ánh sáng có tính chất hạt, mỗi hạt ánh sáng gọi là photon.

Câu 11: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng?

A. Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà theo từng phân riêng biệt, đứt quãng.

B. Chùm sáng là dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn.

C. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng.

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

Câu 12: Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?

A. Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt

B. Khi ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì thì tính chất hạt càng thể hiện rõ, tính chất sóng càng ít thể hiện.

C. Khi tính chất hạt thể hiện rõ nét, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa của ánh sáng.

D. Khi ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh.

Câu 13: Một phôtôn có năng lượng , truyền trong một môi trường với bước sóng . Với h là hằng số Plăng, c là vận tốc ánh sáng truyền trong chân không. Chiết suất tuyệt đối của môi trường đó là:

A. \(n=\frac{hc}{\varepsilon \lambda }\)                   B. \(n=\frac{\varepsilon \lambda}{hc }\)                   C. \(n=\frac{c}{\varepsilon h\lambda }\)                  D. \(n=\frac{c}{\varepsilon \lambda }\)

Câu 14: Theo quan điểm của thuyết lượng tử phát biểu nào sau đây là không đúng?

A.Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn mang năng lượng.

B.Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôtôn trong chùm.

C.Khi ánh sáng truyền đi các phôtôn ánh sáng không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng.

D.Các phôtôn có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau.

Câu 15: Electron phải có vận tốc bằng bao nhiêu để động năng của nó bằng năng lượng của phôtôn có bước sóng λ = 5200A^o?

A. 916,53km/s               B. 9,17.10⁴m/s             C. 9,17.10³m/s               D. 9,17.10⁶m/s

II/ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

CHUYÊN ĐỀ1:CÔNG THOÁT, GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN

Câu 1: Giới hạn quang điện là:

A. Bước sóng của ánh sáng kích thích.             

B. Bước sóng riêng của mỗi kim loại.

C. Giới hạn công thoát của electron ở bề mặt kim loại.        

D. Bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích đối với kim loại đó.

Câu 2: Cho giới hạn quang điện của Ag là 260nm, của Cu là 300nm, của Zn là 350nm. Giới hạn quang điện của hợp kim gồm Ag, Cu và Zn là:

A. 303,3nm                     B. 910nm                      C. 260nm                      D. 350nm

Câu 3: Hiện tượng quang điện được Hertz phát hiện bằng cách nào?

A. Cho một dòng tia catốt đập vào một tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn.

B. Chiếu một nguồn sáng giàu tia rơnghen vào một tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn.

C. Chiếu một nguồn sáng giàu tia tử ngoại vào tấm kẽm tích điện âm.

D. Dùng chất pôlôni 210 phát ra hạt α bắn phá các phân tử nitơ.

Câu 4: Êlectron quang điện bị bứt ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu ánh sáng, nếu

A. cường độ chùm sáng rất lớn.            

B. tần số ánh sáng lớn hơn hoặc bằng tần số giới hạn quang điện.

C. bước sóng ánh sáng nhỏ.             

D. bước sóng ánh sáng lớn hơn hoặc bằng giới hạn quang điện.

Câu 5: Hiện tượng các electron bị bật ra khỏi mặt kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là

A. hiện tượng bức xạ electron                              B. hiện tượng quang điện ngoài

C. hiện tượng quang dẫn                                      D. hiện tượng quang điện trong

Câu 6: Công thoát êlectron của một kim loại là A = 4,2eV. Giới hạn quang điện của kim loại này là

A. 2,958μm.                     B. 0,757μm.                 C. 295,8nm.                  D. 0,518μm.

Câu 7: Để giải thích hiện tượng quang điện người ta dựa vào

A. mẫu nguyên tử Bo.                                          B. thuyết lượng tử ánh sáng.

C. thuyết sóng ánh sáng                                       D. giả thuyết của Macxoen.

Câu 8: Chọn phát biểu đúng

A. Khi chiếu ánh sáng đơn sắc vào bề mặt một tấm kim loại thì nó làm cho các electron quang điện bị bật ra .

B. Hiện tượng xảy ra khi chiếu ánh sáng đơn sắc vào bề mặt tấm kim loại gọi là hiện tượng quang điện

C. Ở bên trong tế bào quang điện , dòng quang điện cùng chiều với điện trường

D. Đối với mỗi kim loại dùng làm catốt , hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng của ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hạn quang điện của kim loại đó

CHUYÊN ĐỀ2:CÔNG THỨC ANHSTANH VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ HÃM.

Câu 1(CĐ 2007): Động năng ban đầu cực đại của các êlectrôn (êlectron) quang điện

A. không phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích.

B. phụ thuộc cường độ ánh sáng kích thích.

C. không phụ thuộc bản chất kim loại làm catốt.

D. phụ thuộc bản chất kim loại làm catốt và bước sóng ánh sáng kích thích

Câu 2(ĐH – 2007): Một chùm ánh sáng  đơn sắc tác dụng lên bề mặt một kim loại và làm bứt các êlectrôn (êlectron) ra khỏi kim loại này. Nếu tăng cường độ chùm sáng đó lên ba lần thì

A. số lượng êlectrôn thoát ra khỏi bề mặt kim loại đó trong mỗi giây tăng ba lần.

B. động năng ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện tăng ba lần.

C. động năng ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện tăng chín lần.

D. công thoát của êlectrôn giảm ba lần.

Câu 3(CĐ 2008): Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, khi chiếu chùm sáng kích thích vào catốt thì có hiện tượng quang điện xảy ra. Để triệt tiêu dòng quang điện, người ta đặt vào giữa anốt và catốt một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế hãm. Hiệu điện thế hãm này có độ lớn

A. làm tăng tốc êlectrôn (êlectron) quang điện đi về anốt.

B. phụ thuộc vào bước sóng của chùm sáng kích thích.

C. không phụ thuộc vào kim loại làm catốt của tế bào quang điện.

D. tỉ lệ với cường độ của chùm sáng kích thích.

Câu 4(ĐH – 2008): Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số là f₁, f₂ (với f₁< f₂) vào một quả cầu kim loại đặt cô lập thì đều xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu lần lượt là V₁, V₂. Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì điện thế cực đại của nó là

  A. (V₁ + V₂).                 B. \(\begin{vmatrix} V_{1}-V_{2} \end{vmatrix}\).                 C. V₂.                        D. V₁.

Câu 5(ĐH – 2008):Khi có hiện tượng quang điện xảy ra trong tế bào quang điện, phát biểu nào sau đâu là sai?

  A. Giữ nguyên chùm sáng kích thích, thay đổi kim loại làm catốt thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) quang điện thay đổi

  B. Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm tần số của ánh sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) quang điện giảm.

  C. Giữ nguyên tần số của ánh sáng kích thích và kim loại làm catốt, tăng cường độ chùm sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) quang điện tăng.

  D. Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm bước sóng của ánh sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) quang điện tăng.

Câu 6(CĐ 2009): Trong một thí nghiệm, hiện tượng quang điện xảy ra khi chiếu chùm sáng đơn sắc tới bề mặt tấm kim loại. Nếu giữ nguyên bước sóng ánh sáng kích thích mà tăng cường độ của chùm sáng thì

  A. số êlectron bật ra khỏi tấm kim loại trong một giây tăng lên.

  B. động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện tăng lên.

  C. giới hạn quang điện của kim loại bị giảm xuống.

  D. vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện tăng lên.

Câu 7: Công thức nào đúng biểu diễn mối liên hệ giữa các đại lượng: độ lớn hiệu điện thế hãm U_h, độ lớn điện tích electron e, động năng ban đầu cực đại của electron quang điện W_đmax:

A. \(2eU_{h}=\)  W_đmax          B. \(eU_{h}=\) W_đmax                C. \(\frac{1}{2}eU_{h}=\) W_đmax         D. A, B, C đều sai.

Câu 8: Phương trình nào sau đây sai so với phương trình Anh-xtanh:

A. \(hf=A+eU_{h}\)         B. \(\frac{hc}{\lambda }=\frac{hc}{\lambda_{0} }+\frac{mv_{0max}^{2}}{2}\)      C. \(\frac{hc}{\lambda }=\frac{hc}{\lambda_{0} }+eU_{h}\)      D. \(eU_{h}=\frac{mv_{0max}^{2}}{2}\)

CHUYÊN ĐỀ3:CƯỜNG ĐỘ DÒNG QUANG ĐIỆN BÃO HÒA, CÔNG SUẤT VÀ HIỆU SUẤT LƯỢNG TỬ.

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về cường độ dòng quang điện bão hoà?

A. Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ nghịch với cường độ chùm sáng kích thích.

B. Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích.

C. Cường độ dòng quang điện bão hoà không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích.

D. Cường độ dòng quang điện bão tăng theo quy luật hàm số mũ với cường độ chùm sáng kích thích.

Câu 2: Cho 4 phát biểu sau:

- Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích.

- Dòng quang điện có thể bị triệt tiêu khi hiệu điện thế giữa anốt và catôt bằng 0.

- Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với độ lớn điện tích của electron.

- Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa anôt và catôt khi hiệu điện thế này mang giá trị dương.

Trong số 4 phát biểu trên, có bao nhiêu phát biểu sai?

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

Câu 3: Hiện tượng quang điện xảy ra, nếu giữ nguyên bước sóng ánh sáng kích thích và tăng cường độ ánh sáng, ta có:

A. Động năng ban đầu cực đại của các electron tăng lên

B. Cường độ dòng quang điện tăng lên

C. Hiệu điện thế hãm tăng lên

D. Các quang electron đến anốt với vận tốc lớn hơn

Câu 4: Cường độ dòng quang điện bão hòa bằng 40mA thì số electron bị bứt ra khỏi catốt tế bào quang điện trong1 giây là :

A . 25.10¹³                      B. 25.10¹⁴                       C. 2,5.10¹³                    D. Giá trị khác 

Câu 5: Giả sử các electron thoát ra khỏi catốt của tế bào quang điện đều bị hút về anốt, khi đó dòng quang điện có cường độ I = 0,32mA. Số electron thoát ra khỏi catốt trong mỗi giây là :

A. 2.10¹⁹                         B. 2.10¹⁷                               C. 2.10¹⁵                        D. 2.10¹³

Câu 6: Trong một tế bào quang điện có I_bh = 2 mA và hiệu suất lượng tử là 0,5%. Số photon đến Catốt trong mỗi giây là:

A. 4.10¹⁵.                        B.3.10¹⁵.                       C. 2,5.10¹⁵.                     D. 5.10¹⁴.

Câu 7: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng l  = 546 nm vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện, có I_bh = 2 mA. Công suất lượng tử là P = 1,515 W. Tính hiệu suất lượng tử.

A. 30,03.10^-2%.              B. 42,25.10^-2%.             C. 51,56.10^-2%.               D. 62,25.10^-2%.

Câu 8: Catốt của tế bào quang điện được chiếu sáng bởi ánh sáng có λ = 0,40μm, với năng lượng chiếu sáng trong một phút bằng 0,18J thì cường độ dòng quang điện bão hòa bằng 6,43μA. Cho c =  3.10⁸m/s, h = 6,623.10^-34J.s, e = 1,6.10^-19C. Hiệu suất quang điện bằng:

A. 1,5%                           B. 0,33%                         C. 0,67%                          D. 90%

CHUYÊN ĐỀ4:TIA RƠNGHEN (TIA X)

Câu 1(CĐ 2007): Tia hồng ngoại và tia Rơnghen đều có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng dài ngắn khác nhau nên

A. chúng bị lệch khác nhau trong từ trường đều.

B. có khả năng đâm xuyên khác nhau.

C. chúng bị lệch khác nhau trong điện trường đều.

D. chúng đều được sử dụng trong y tế để chụp X-quang (chụp điện).

Câu 2(ĐH 2008): Tia Rơnghen có

   A. cùng bản chất với sóng âm.              

   B. bước sóng lớn hơn bước sóng của tia hồng ngoại.

   C. cùng bản chất với sóng vô tuyến.     

   D. điện tích âm.                                                                                                                                                  

Câu 3: Một ống rơnghen có thể phát ra được bước sóng ngắn nhất là 5A^o. Hiệu điện thế giữa hai cực của ống bằng:

A. 248,44V.                     B. 2kV.                           C. 24,844kV.                    D. 2484,4V.

Câu 4(ĐH 2010): Chùm tia X phát ra từ một ống tia X (ống Cu-lít-giơ) có tần số lớn nhất là 6,4.10¹⁸ Hz. Bỏ qua động năng các êlectron khi bứt ra khỏi catôt. Hiệu điện thế giữa anôt và catôt của ống tia X là

   A. 13,25 kV.                B. 5,30 kV.                      C. 2,65 kV.                        D. 26,50 kV.

Câu 5(CĐ 2010): Hiệu điện thế giữa hai điện cực của ống Cu-lít-giơ (ống tia X) là U_AK = 2.10⁴ V, bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bứt ra khỏi catốt. Tần số lớn nhất của tia X mà ống có thể phát ra xấp xỉ bằng

   A.  4,83.10²¹ Hz.        B. 4,83.10¹⁹ Hz.               C. 4,83.10¹⁷ Hz.                D. 4,83.10¹⁸ Hz.

Câu 6:Hiệu điện thế nhỏ nhất giữa đối âm cực và catốt để tia Rơnghen có bước sóng 1Å là :

A. 15kV                          B.  12kV                           C. 12,4kV                           D. 14,2kV

Câu 7:Hiệu điện thế giữa catốt và đối âm cực của ống Rơnghen bằng 200kV. Cho biết electron phát ra từ catốt không vận tốc đầu . Bước sóng của tia Rơnghen cứng nhất mà ống phát ra là :

A. 0,06Å                         B. 0,6Å                             C. 0,04Å                              D. 0,08Å

Câu 8:Hiệu điện thế giữa hai anôt và catôt của một ống tia Rơghen là 220kV

a) Động năng của electron khi đến đối catốt (cho rằng vận tốc của nó khi bức ra khỏi catôt là v_o= 0)

A. 1,26.10 ^-13 (J)             B.  3,52.10^-14(J)               C.  1,6.10^-14(J)                    D. 3,25.10^-14(J)

b) Bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống đó có thể phát ra

A.   5,65.10^-12 (m)           B.  6,5.10^-12(m)               C.  6,2.10^-12(m)                   D.  4.10^-12(m)