29 Câu trắc nghiệm tách từ đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lí - Lượng tử ánh sáng - Năm học 2019 (Có đáp án)

Nội dung text: 29 Câu trắc nghiệm tách từ đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lí - Lượng tử ánh sáng - Năm học 2019 (Có đáp án)

1. Câu 1:( Love book- 2019 ) Năng lượng tối thiểu để bứt electron ra khỏi kim loại 3,05ev. Kim loại này có giới hạn quang điện là A. 0,656 µmB. 0,407 µmC. 0,38 µmD. 0,72 µm Câu 2:( Love book- 2019 ) Nguồn sáng thứ nhất có công suất P1 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 450nm . Nguồn sáng thứ hai có công suất P2 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,6 m . Trong cùng một khoảng thời gian, tỉ số giữa số photon mà nguồn thứ nhất phát ra so so photon mà nguồn thứ hai phát ra là 3:1. Tỉ số P1 và P2 là: 9 4 A. 4B. C. D. 3 4 3 Câu 3:( Love book- 2019 ) Bề mặt của một tấm kim loại nhận được một công suất chiếu sáng P=6mW từ chùm bức xạ có bước sóng 0,54m . Cho h = 6,625.10 34 J.s và c = 3.108 m /s. Số phôtôn mà tấm kim loại nhận được trong 1 giây là: A. 1,4.1016 B. C. 1,57.101 6D. 2,2.1016 1,63.1016 Câu 4:( Love book- 2019 ) Một điện cực có giới hạn quang điện là 0 332 (nm), được chiếu bởi bức xạ có bước sóng  83 (nm) 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 = 2( ) thì dòng điện cực đại qua điện trở là A. 5,712 AB. 11,225 AC. 12,225 AD. 6,112 A Câu 5:( Love book- 2019 ) Khi electron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử 13, 6 hidro được xác định bởi E eV, với n là số nguyên dương. Một đám khí hidro hấp thụ n n2 năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao nhất là E3 (ứng với quỹ đạo M). Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra bằng? 27 32 32 32 A. B. C. D. 8 27 3 5 Câu 6:( Love book- 2019 ) Năng lượng của nguyên tử Hydro ở trạng thái dừng n được xác định 13,6 bằng công thức E eV (n 1,2,3 ) . Năng lượng cần thiết để ion hóa một nguyên tử n n2 Hydro từ trạng thái cơ bản là A. -13,6eVB. 13,6eVC. 13,3eV D. 3,4eV Câu 7:( Love book- 2019 ) Điện tử trong nguyên tử hyđrô chuyển động trên những quỹ đạo tròn do lực tương tác giữa hạt nhân và điện tử là lực Culông. Biết vận tốc của điện tử ở quỹ đạo L là 2.106 m / s . Tìm vận tốc của điện tử ở quỹ đạo N? A. B.2 2.10.106 m / s 6m/sC. 10 6m/s D. 5.105m/s
2. Câu 8:( Love book- 2019 ) Chiếu bức xạ tử ngoại có bước sóng 0,26 m , công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm thì có hiện tượng quang điện xảy ra. Biết rằng cứ 1000 phôtôn tử ngoại đập vào kẽm thì có 1 electron thoát ra. Số quang electron thoát ra từ tấm kẽm trong ls là A. 3,92.1012 .B. .C.1 ,76.1013 . D.3 ., 92.1011 l,76.1011 Câu 9:( Love book- 2019 ) Mức năng lượng En trong nguyên tử hiđrô đươc xác định E E 0 (trong đó n là số nguyên dương, E là năng lượng ứng với trạng thái cơ bản). Khi n n2 0 êlectron nhảy từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử hiđrô phát ra bức xạ có bước sóng  . 0 Bước sóng của vạch H làA. 5,4 B. 1,50 C. 4,8 0 0 D. 3,2 0 Câu 10:( Love book- 2019 ) Cho bức xạ có bước sóng  0,5 m , biết h 6,625.10 34 J.s,c 3.108 m / s . Khối lượng của một phôtôn của bức xạ trên là: A. l,3.10 40 kg.B. kg.4,4C 10 32 kg.D. 4,4.1 0kg. 36 l,3.10 28 Câu 11:( Love book- 2019 ) Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5 m khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3 m . Gọi P0 là công suất chùm sáng kích thích và biết rằng cứ 600 photon chiếu tới sẽ có 1 photon bật ra. Công suất chùm sáng phát ra P bằng A. 0,1P0 B. C.0,0 1P0 D.0, 001P0 100P0 Câu 12:( Love book- 2019 ) Năng lượng của nguyên tử hyđrô cho bởi biểu thức: Nếu đang ở trạng thái cơ bản bị kích thích bởi một phôton có năng lượng  12,75 eV thì êlectron của nguyên tử sẽ chuyển lên: A. Quỹ đạo M.B. Quỹ đạo N.C. Quỹ đạo O.D. Quỹ đạo P. Câu 13:( Love book- 2019 ) Trong chân không, một ánh sáng đỏ có bước sóng là 0,68 m . Năng lượng của phôtôn ánh sáng này bằng A. 2,82eV. B. C. D. 1,92eV. 2,92eV. 1,82eV. Câu 14 :( Love book- 2019 ) Giới hạn quang điện của kim loại Natri là 0 0,5m. Chiếu bức xạ có bước sóng  0,4m thì electron bức ra có tốc độ v xác định bởi A. B.v 4,67.105 m / s v 0 C. D.0 v 4,67.105 m / s v 4,67.105 m / s Câu 15 :( Love book- 2019 ) Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5m khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3m . Hãy tính phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên. A. 2,65.10 19 J B. C. D. 26,5.10 19 J 2,65.10 18 J 265.10 19 J
3. Câu 16:( Love book- 2019 ) Lần lượt chiếu vào một tấm kim loại có công thoát là 2eV ba ánh 5 sáng đơn sắc có bước sóng 1 0,5m,2 0,55m và tần số f3 4,6.10 GHz. Ánh sáng đơn sắc nào có thể làm các êlectron trong kim loại bứt ra ngoài? A. 1 và 2 B. 2 và f3 C. 1 và f3 D. Cả 1,2 và f3 Câu 17:( Love book- 2019 ) Một tấm kim loại có công thức A 2,9.10 19 J. Chiếu vào tấm kim loại này trên chùm ánh sáng có bước sóng  0,4m. Vận tốc cực đại của các êlectrôn quang điện là: A. 403304 m / s. B. 3,32.105 m / s C. 112,3km / s. D. 6,743.105 m / s. Câu 18:( Love book- 2019 ) Khi kích thích nguyên tử hidro ở trạng thái cơ bản bằng cách cho nó hấp thụ photon có năng lượng thích hợp thì bán kính quỹ đạo dừng tăng 16 lần. Biết các mức năng lượng của nguyên tử hidro ở trạng thái dừng được xác định bằng công thức: 13,6 E eV với n là số nguyên. Tính năng lượng của photon đó: n2 A. 12,leVB. 12,2eV C. 12,75eVD. 12,4eV 11 Câu 19:( Love book- 2019 ) Biết bán kính Bo là r0 5,3.10 m . Bán kính quỹ đạo dừng N trong nguyên tử hiđrô bằng A. 84,8.10 11 m .B. 21,2.10 11 m .C. 26,5.10 11 m .D. 132,5.10 11 m Câu 20:( Love book- 2019 ) Để nguyên tử hyđrô đang ở trạng thái dừng có năng lượng En hấp thụ được photon, thì photon đó phải có năng lượng  : A.  Em với m n .B.  E1 . C.  Em với m n 1.D.  Em En với m n . Câu 21:( Love book- 2019 ) Chiếu bức xạ có buớc sóng 1 0,35m vào catot của một tế bào quang điện cần một hiệu điện thế hãm U1 4V để triệt tiêu dòng quang điện. Chiếu đồng thời 1 và 2 0,24m thì hiệu điện thế hãm khi đó là bao nhiêu? A. 4,262VB. 6,626VC. 8,626VD. 5,626V Câu 22:( Love book- 2019 ) Một hạt có khối lượng nghỉ m0 . Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,8c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là: 2 4 A. 1B. 2C. D. 3 3 Câu 23 :( Love book- 2019 ) Một bóng đèn sợi đốt dùng để thắp sáng có công suất tiêu thụ điện là 25W. Trong một phút, bóng đèn phát ra 2,08.1020 phôtôn bong vùng ánh sáng nhìn thấy, năng
4. lượng trung bình của các phôtôn này bằng năng lượng của phôtôn ánh sáng màu vàng bước sóng 0,55m . Hiệu suất sử dụng điện của bóng đèn gần giá trị nào nhất sau đây? A. 35%B. 5,0%C. 65%D. 95% Câu 24:( Love book- 2019 ) Công suất bức xạ của mặt trời là 3,9.1026 W . Năng lượng của Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là A. B.3,3 C.69 D.6.1 030 J 3,3696.1029 J 3,3696.1032 J 3,3696.1031 J Câu 25:( Love book- 2019 ) Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số f 6.1014 HZ . Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang? A. B.0, 5C.5 D.m 0,45m 0,38m 0,4m Câu 26:( Love book- 2019 ) Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,452m và 0,243m vào catot của một tế bào quang điện. Kim loại làm catot có giới hạn quang điện lần lượt là 34 8 31 0,5m . Lấy h 6,625.10 Js,c 3.10 m / s;me 9,1.10 kg . Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện bằng: A. B.2, 2C.9. 1D.04 m / s 9,24 /103 m / s 9,61.105 m / s 1,34.106 m / s Câu 27:( Love book- 2019 ) Trong quang phổ vạch của hidro (quang phổ của nguyên tử hidro, bước sóng của vạch thứ nhất trong dãy Laiman ứng với sự chuyển của electron từ quỹ đạo L về quỹ đạo K là 0,1217m , vạch thứ nhất của dãy Banme ứng với sự chuyển M L là 0,6563m . Bước sóng của vạch quang phổ thứ hai trong dãy là Laiman ứng với sự chuyển từ M K bằng: A. B.0,1 C.02 D.7 m 0,5346m 0,7780m 0,3890m Câu 28:( Love book- 2019 ) Khi electron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử 13,6 hidro được xác định bởi công thức E eV (với n = 1,2,3, ). Kho electron trong n n2 nguyên tử hidro chuyển từ quỹ đọa dừng n 3 về quỹ đạo dừng n 1 thì nguyên tử phát ra photon có bước sóng 1 . Khi electron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra photon có bước sóng 2 . Mối liên hệ giữa 1 và 2 là: A. 272 1281 B. 2 51 C. 1892 8001 D. 2 41 Câu 29:( Love book- 2019 ) Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng là 0,32m thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,64m. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 30% công suất của chùm sáng kích thích. Tỉ số giữa photon ánh sáng phát quang và số photon ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là: 2 1 5 3 A. B. C. D. 5 10 2 5
5. Lời giải: Câu 1. Chọn đáp án B Áp dụng công thức hc 6,625.10 34.3.108  0,407 m  A 3,05.1,6.10 19 Câu 2. Chọn đáp án A N1 hc P1 . t 1 P N  0,6 1 1 . 1 3. 4 N hc P N  0,45 P 2 . 2 2 2 2 t 2 STUDY TIP Công suất của nguồn sáng: hc N hc P n .  t  N:số photon phát ra trong 1s N:số photon phát ta trong thời gian t Câu 3. Chọn đáp án D P P 6.10 3.0,54.10 6 n 1,63.1016 (hạt/s)  hc 1,9875.10 25 Câu 4. Chọn 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 đần electron, nên điện tích và điện thế V của nó tăng đần. Điện thế của tấm kim 1 loại đạt cực đại khi:e.V mv2 hf A max 2 0max hf A Dòng điện cực đại chạy qua R là I V R max max eR Thay số Imax 5,612A Lưu ý:hiện tượng quang điện với vật kim loại cô lập điện
6. + Khi chiếu phôtôn vào, tấm kim loại bị bứt electron nên tích điện dương + Điện tích dương tăng dần nên điện thế V của tấm kim loại tăng dần + Điện trường của tấm kim loại cản lại các electron quang điện cũng tăng dần + Điện thế V Vmax khi điện trường cản lại mọi electron quang điện (mọi electron bứt ra đều bị kéo trở lại kim loại, kể cả các electron đã tới sát đất nơi có V =0), Vmax có vai trò giống hiệu điện thế hãm của tế bào quang điện: 1 e.V mv2 hf A max 2 0max Câu 5. Đáp án D. 17 Bước sóng dài nhất là khi chuyển từ trạng thái  xuống   (eV ) 3 2 32 9 544 Bước sóng ngắn nhất là khi chuyển từ trạng thái  xuống   (eV ) 3 2 31 45   32 1 31 2 32 5 Câu 6. Chọn đáp án B Năng lượng ion hóa một nguyên tử Hydro là năng lượng cung cấp cho nguyên tử để nó chuyển lên trạng thái dừng thứ n . (Khi đó electron quay quanh hạt nhân trên quỹ đạo rất lớn, coi như đã tách khỏi nguyên tử - tức nguyên tử bị ion hóa). Theo tiên đề Bo:( Eion E E1 13,6eV STUDY TIP Số vạch trong quang phổ khi đám nguyên tử khí hydro đang ở mức n chuyển mức năng lượng phát ra là: n.(n 1) 2 Câu 7. Chọn đáp án C
7. v Từ tiên đề Bo Vận tốc của các electron ở quỹ đạo dừng n: v 0 n n Với quỹ đạo L, n = 2 v v 0 2 2 Với quỹ đạo N, n = 4 v v v 0 0 106 m / s 2 2 4 STUDY TIP v n Mối liên hệ vận tốc chuyển động của electron trên các quỹ đạo dừng là: n1 2 v n n2 1 Lưu ý:Áp dụng cho tiên đề Bo cho nguyên tử Hidro - Nguyên tử có năng lượng E0 = -13,6eV - Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo K. -11 - Có bán kính: r0 = 5,3.10 m gọi là bán kính Bo 2 k.e 6 - Có vận tốc lớn nhất bằng v0 2,186.10 m / s me.r0 2 ke 8 - Có lực tương tác giữa electron với hạt nhân lớn nhất F0 2 8,202.10 N r0 * Ở trạng thái dừng thứ n: 13,6 - Nguyên tử có năng lượng: Evới n =1,2,3, (eV ) n n2 Do đó càng ở mức cao thì các mức năng lượng càng gần nhau Năng lượng này luôn có giá trị âm Khi n : E 0 :Năng lượng tương tác bằng không khi e ở rất xa hạt nhân 2 - Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo dừng có bán kính:rn n r0 Với n =1,2,3, ke2 ke2 F F 0 - Lực điện có lực tương tác giữa electron với hạt nhân n 2 4 2 4 rn n r0 n 2 2 v n Fnrn F0n r0 v0 - Lực điện đóng vai trò là lực hướng tâm: Fn m vn 4 rn m n m n Câu 8. Chọn đáp án C.
8. hc P Số photon N thỏa mãn:P N. N  hc N P Số quang electron thoát ra từ tấm kẽm trong 1s là: M 3,92.1011 1000 1000hc Câu 9. Chọn đáp án A. Từ tiên đề Bo suy ra 1 1  E E 2 2 2 1 2 1 5,4  5,4  E E 1 1 0 0 3 2 32 22 STUDY TIP Trong quang phổ nhìn thấy của Hydro có 4 vạch nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy (đỏ, lam, chàm, tím) gọi tương ứng là: H khi chuyển từ M về L H khi chuyển từ N về L H khi chuyển từ O về L H khi chuyển từ P về L Câu 10. Chọn đáp án C. Theo thuyết tương đối, năng lượng toàn phần của hạt là  hc /  mc2 Suy ra m h / c 4,4.l0 36 kg Câu 11. Chọn đáp án C. hc Công suất chùm sáng được xác định bởi công thức P n trong đó n là số photon trong  chùm sang đó,  là bước sóng của photon. Theo đó, ta có tỉ số giữa công suất chùm sáng phát ra và công suất chùm sáng kích thích: P n  1 0,3 1 pr . kt . 0,001 P0 nkt pr 600 0,5 1000 Câu 12. Chọn đáp án B. Nguyên tử chỉ hấp thụ được photon có năng lượng 13,6  E E E E  13,6 12,75 m n m n m2 m 4
9. electron chuyển lên quỹ đạo N STUDY TIP Các mức năng lượng của nguyên tử hyđrô là 13,6 En eV n2 Câu 13. Chọn đáp án D. hc Năng lượng của phôtôn ánh sáng: 2,92.10 19 J 1,82eV  Câu 14. Chọn đáp án C Theo công thức Anhxtanh ta xác định được vận tốc ban đầu cực đại của electron bức ra hc hc 1 2 2 hc hc 5 mevmax vmax 4,67.10 m / s  0 2 me  0 Như vậy theo công thức Anhxtanh thì đó là tốc độ lớn nhất khi bức ra có nghĩa là tốc độ ban đầu bức ra các electron thỏa mãn 0 v 4,67.105 m / s ta có đáp án C STUDY TIP Vận tốc ban đầu cực đại của electron bứt ra từ kim loại làm Catot xác định từ công thức Anhxtanh hc hc 1 2 2 hc hc mevmax vmax  0 2 me  0 Tổng quát các electron bức ra từ kim loại làm Catot có giá trị nằm trong khoảng 0 v vmax Câu 15. Chọn đáp án A hc Năng lượng của một photon được tính bởi công thức   Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5m khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3m . Theo định luật bảo toàn năng lượng, phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên 1 1 W hc   ' Thay số ta tính được phần năng lượng bị mất đi 2,65.10 19 J STUDY TIP
10. hc Năng lượng của một photon được tính bởi công thức   Câu 16. Chọn đáp án A hc Kim loại có công thoát A 2 eV thì có giới hạn quang điện tương ứng là  0,62m 0 A Ánh sáng đơn sắc có tần số f3 có bước sóng 3 c / f3 0,652m Hiện tượng quang điện xảy ra khi và chỉ khi bước sóng của ánh sáng kích thích  0 Câu 17. Chọn đáp án D. Từ hệ thức Anhxtanh 1 W m.v2 hc /  A d0max 2 0max 2 hc v0max A m  Thay số v 6,743.105 m / s Câu 18. Chọn đáp án C. r n2r 16r n 4 n 0 0 Ta có: 13,6 13,6  E4 E1 2 12,75eV 4 1 Câu 19. Chọn đáp án A Quỹ đạo dừng N ứng với n = 4 2 2 11 11 rN n r0 4 .5,3.10 84,8.10 m Câu 20. Chọn đáp án D Theo tiêu đề Bo, nguyên tử chỉ hấp thụ được photon có năng lượng  đúng bằng (Em – En) Câu 21. Chọn đáp án D hc A eUh1 1 Phương trình Anh-xtanh về hiện tượng quang điện: hc A eU h2 2 Từ đó ta suy ra rằng bước sóng càng nhỏ thì hiệu điện thế hãm càng lớn. Vì 2  1nên hiệu điện thế hãm trong bài này là Uh2
11. 1 1 hc 1 1 Ta có:hc e Uh2 Uh1 nên: Uh2 Uh1 5,626V . 2 1 e 2 1 Câu 22. Chọn đáp án C m c2 2 Ta có: W mc2 m c2 0 m c2 m c2 d 0 2 0 0 0,8c 3 1 c Câu 23. Chọn đáp án B 2,08.1020 6,625.10 34.3.108 Quang năng do đèn phát ra trong ls: P n. 1,25 W co ich 60 0,55.10 6 P H c/i 5% P STUDY TIP Trong giao thao ánh sáng trắng: a.xM a.xM + Số bức xạ cho vân sáng tại điểm M xM là số giá trị của k thỏa mãn k k Z D. D.t + Tìm bước sóng các bức xạ cho vân sáng tại M:Ta thay các giá trị của k vào công thức a.x  M k.D Câu 24. Chọn đáp án B Năng lượng của Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là: W Pt 3,9.1026.86400 3,3696.1031 J Câu 25. Chọn đáp án A Bước sóng giới hạn của chất này là: v 3.108  0,5.10 6 m 0,5m f 6.1014 Vì 0,55 0,5m nên ánh sáng có bước sóng 0,55m sẽ không cho chất này phát quang. Câu 26. Chọn đáp án C Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bằng: 2 34 8 hc hc mvmax 2hc 1 1 2.6,625.10 .3.10 1 1 5 vmax 31 6 9,61.10 (m / s)  0 2 m min 0 9,1.10 .10 0,243 0,5 STUDY TIP
12. Để tìm vận tốc ban đầu cực đại của vật thì khi chiếu hai hay nhiều bức xạ thì bức xạ nào cho vận tốc lớn hơn thì vận tốc đó sẽ là vận tốc cực đại khi chiếu cả chùm ảnh sáng đó. Câu 27. Chọn đáp án A hc EL EK  1 hc hc hc hc 1 1 1 1 1 1 Ta có EM EL 2 3 1 2 3 1 2 3 0,1217 0,6563 hc EM EK 3 Vậy nên 3 0,10266m Câu 28. Đáp án C. hc 13,6 13,6 E3 E1  32 1 Ta có: 1 hc 13,6 13,6 E E 5 1 2 2 1 5 2 1 189 8001 1892 2 800 Câu 29. Đáp án D hc P11 P22 0,3P12 Ta có: P1 n1 n1 ;n2 1 hc hc hc n 0.3 0,3.0,64 3 2 2 n1 1 0,32 5