250 Bài tập Lượng tử ánh sáng ôn thi THPT Quốc gia cực hay có lời giải (P3)
50 câu hỏi
Phát biểu nào sau đây chưa đúng khi nói về pin quang điện?
suất điện động của một pin vào khoảng 0,5 V đến 0,8 V
bộ phận chính là lớp tiếp xúc p-n
hiệu suất lớn
thiết bị biến đổi quang năng thành điện năng
Đáp án C
Hiệu suất của pin quang điện vào cỡ 10%.
Trong nguyên tử hiđrô các mức năng lượng của các trạng thái dừng được xác định theo công thức eV, n nguyên dương. Khi nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản thì bị kích thích và làm cho nó phát ra tối đa 10 bức xạ. Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất của các bức xạ trên là
36,72
79,5
13,5
42,67
Đáp án D
Công thức tính số bức xạ tối đa mà nguyên tử có thể phát ra





Trong nguyên tử Hidro, xét các mức năng lượng từ K đến P, có bao nhiêu khả năng kích thích electron tăng bán kính quỹ đạo lên 4 lần
5
3
4
2
Đáp án D
Bán kính quỹ đạo tỉ lệ với bình phương của số quỹ đạo
Ở mức năng lượng K; L; M, N, O, P thì có n tương ứng là: 1; 2; 3; 4; 5; 6
Công thức tính bán kính của của các quỹ đạo tương ứng:
.
Bán kính tăng 4 lần chỉ có:

Vậy có 2 khả năng kích thích electron tăng bán kính quỹ đạo lên 4 lần
Cho hằng số Planck h = 6,625.10–34 J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s. Công thoát của electron khỏi bề mặt kim loại là 6,625.10–19 J. Giới hạn quang điện của kim loại đó là
0,375 μm
0,250 μm
0,295 μm
0,300 μm
Đáp án C
Công thức tính giới hạn quang điện:

![]()
Mức năng lượng của các trạng thái dừng trong nguyên tử hidro là En = -13,6/n2 (eV) với n =1,2,3. . . . Một electron có động năng 12,4 eV đến va chạm với nguyên tử hidro đang đứng yên, ở trạng thái cơ bản. Sau va chạm, nguyên tử hidro vẫn đứng yên nhưng chuyển lên mức kích thích đầu tiên. Động năng của electron còn lại là
3,4 eV
10,2 eV
1,2 eV
2,2 eV
Đáp án D
*Động năng còn lại của electron:
![]()

Chú ý: Trạng thái kích thích thứ nhất ứng với n = 2.
Khi nói về ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?
Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng kích thích.
Tia laze có tính đơn sắc cao, tính định hướng cao và cường độ lớn.
Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ 3.108 m/s dọc theo tia sáng.
Hiện tượng quang điện trong được ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện.
Đáp án A
Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng kích thích là sai. Do năng lượng của ánh sáng kích thích bao giờ cũng lớn hơn ánh sáng phát quang (huỳnh quang thuộc loại phát quang) nên bước sóng của ánh sáng phát quang dài hơn ánh sáng kích thích.
Pin quang điện hiện nay được chế tạo dựa trên hiện tượng vật lí nào sau đây?
Quang điện ngoài.
Lân quang.
Quang điện trong.
Huỳnh quang.
Đáp án C
Pin quang điện hiện nay được chế tạo dựa trên hiện tượng quang điện trong
Tia nào sau đây không được tạo thành bởi các phôtôn?
Tia γ.
Tia laze.
Tia hồng ngoại.
Tia α.
Đáp án D
*Tia α. nào sau đây không được tạo thành bởi các phôtôn mà chúng là dòng các hạt . (tia α khác với các tia còn lại nhất, chúng bị lệch trong điện trường).
Một ống tia X phát ra bức xạ có bước sóng ngắn nhất là 6,21.10-11 m. Bỏ qua động năng ban đầu của electron. Hiệu điện thế giữa anôt và catôt của ống là
2,15kV.
21,15 kV.
2,00kV.
20,00kV.
Đáp án D
*Khi electron vừa bứt ra khỏi bề mặt của nó có động năng W0 (rất nhỏ) sau đó được tăng tốc trong điện trường mạnh nên ngay trước khi đập vào anot nó có động năng:
(Định lý biến thiên động năng).
Các electron này sau khi đập vào bề mặt anot xuyên sâu những lớp vỏ nguyên tử, tương tác với hạt nhân nguyên tử và các electron của lớp này, làm cho nguyên tử chuyển lên ở trạng thái kích thích. Thời gian tồn tại trạng thái kích thích rất ngắn ( cỡ 10-8s) nguyên tử nhanh chóng chuyển về trạng thái có năng lượng thấp hơn và phát ra photon của tia X có năng lượng:
Nếu toàn bộ động năng của electron chuyển hóa cho nguyên tử kim loại thì:
![]()



Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về
sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phântử
cấu tạo của các nguyên tử, phântử
sự hình thành các vạch quang phổ của nguyêntử
sự tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tửhiđro
Đáp án A
Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử
Giới hạn quang điện của kim loại đồng là 300 nm. Công thoát electron kim loại này là
3,12eV.
2,5eV.
6,25eV.
4,14eV.
Đáp án D
Công thoát:

![]()
Trong mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng của nguyên tử
chỉ là trạng thái cơbản
chỉ là trạng thái kíchthích
là trạng thái mà các êlectron trong nguyên tử ngừng chuyểnđộng
có thể là trạng thái cơ bản hoặc trạng thái kíchthích.
Đáp án D
Trong mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng của nguyên tử chỉ là trạng thái cơ bản hoặc trạng thái kích thích.
Chú ý: Nguyên tử có ở trạng thái có mức năng lượng thấp nhất thì người ta gọi là trạng thái cơ bản.
Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên các trạng thái dừng có năng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích
Một chất huỳnh quang khi bị kích thích bởi chùm sáng đơn sắc thì phát ra ánh sáng màu lục. Chùm sáng kích thích có thể là chùm sáng
màu vàng.
màu đỏ.
màu cam.
màu tím.
Đáp án D
*Theo Định luật Xtốc về sự phát quang (Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang): Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng hq dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích kt: hf hq < hfkt => lhq > lkt.
Theo đề hq là màu lục > kt => màu chàm, màu tím kích thích.
*Bước sóng của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng ánh sáng kích thích. Theo đề, ánh sáng huỳnh quang là màu lục thì chùm sáng kích thích có thể là màu lam, màu tím vì lam , tím < hq là màu lục
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, ánh sáng được tạo thành bởi các hạt
notron.
phôtôn.
prôtôn.
eletron.
Đáp án B
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, ánh sáng được tạo thành bởi các hạt phôtôn.
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Gọi ro là bán kính Bo. Bán kính quỹ đạo dừng
L có giá trị là
3r0,
2r0
4r0
9r0.
Đáp án C
Công thức tính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hyđrô:
với n là số nguyên và
, gọi là bán kính Bo (lúc e ở quỹ đạo K)
Trạng thái dừng n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Tên quỹ đạo dừng | K | L | M | N | O | P |
Bán kính: | r0 | 4r0 | 9r0 | 16r0 | 25r0 | 36r0 |
Trong y học, ngưòi ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" các mô mềm. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích 4 mm3 thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của 3.1019 phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn 1 mm3 mô là 2,548 J. Lấy h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s. Giá trị của λ là
496 nm.
675nm.
385 nm.
585 nm.
Đáp án D
*Năng lượng để "đốt" mô mềm có thể tích 4 mm3 là : W1 = 4.2,548 J
Năng lượng của chùm laze gồm 3.1019 phôtôn:

*Năng lượng của chùm laze được dùng để đốt cháy mô mềm nên ta có

![]()
Đèn LED hiện nay được sử dụng phổ biến nhờ hiệu suất phát sáng cao. Nguyên tắc hoạt động của
đèn LED dựa trên hiện tượng
điện - phát quang.
hóa - phát quang.
nhiệt - phát quang.
quang - phát quang.
Đáp án A
Đèn LED hiện nay được sử dụng phổ biến nhờ hiệu suất phát sáng cao.
Nguyên tắc hoạt động của điện - phát quang.
Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 μm. Trong chân không, chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng λ vào bề mặt tấm đồng. Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu λ có giá trị là
0,40 μm.
0,20 μm.
0,25 μm.
0,10 μm.
Đáp án A
Điều kiện để xảy ra hiệnt ượng quang điện là
. Do đó với bức xạ
![]()
=>không xảy ra hiện tượng quang điện.
Cho các tia sau: tia tử ngoại, tia hồng ngoại, tia X và tia g. sắp xếp theo thứ tự các tia có năng lượng phôtôn giảm dần là
tia tử ngoại, tia g, tia X, tia hồng ngoại.
tia g, tia X, tia tử ngoại, tia hồng ngoại.
tia X, tia g, tia tử ngoại, tia hồng ngoại.
tia g, tia tử ngoại, tia X, tia hồng ngoại,
Đáp án B
Cho các tia sau: tia tử ngoại, tia hồng ngoại, tia X và tia g. sắp xếp theo thứ tự các tia có năng lượng phôtôn giảm dần là tia g, tia X, tia tử ngoại, tia hồng ngoại.
Giới hạn quang dẫn của một chất bán dẫn là 1,88 μm. Lấy h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J. Năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn (năng lượng kích hoạt) của chất đó là
0,66.10-3 eV.
1,056.10-25 eV.
0,66 eV.
2,2.10-19 eV
Đáp án C
*Năng lượng kích hoạt (là năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn)


Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Electron trong nguyên tử chuyển từ quỹ đạo dừng m1 về quỹ đạo dừng m2 thì bán kính giảm 27 ro (ro là bán kính Bo), đồng thời động năng của êlectron tăng thêm 300%. Bán kính của quỹ đạo dừng m1 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
60r0.
50r0.
40r0.
30r0
Đáp án C
*Động năng tăng thêm 300% tức tăng gấp 4 lần, ta có:


*Mặt khác khi electron chuyển động trên các quỹ đạo dừng thì lực Cu-lông đóng vai trò là lực hướng tâm. Khi đó ta có



Khi chiếu một chùm bức xạ tử ngoại vào dung dịch fluorexêin thì dung dịch này sẽ phát ra
tia anpha.
bức xạ gamma.
tia X.
ánh sáng màu lục
Đáp án D
Khi chiếu một chùm bức xạ tử ngoại vào dung dịch fluorexêin thì dung dịch này sẽ phát ra ánh sáng màu lục. Vì ánh sáng màu lục có bước sóng lớn hơn bước sóng tử ngoại.
Chú ý: Bước sóng của ánh sáng kích thích bao giờ cũng nhỏ hơn ánh sáng phát quang (Định luật Stốc).
Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô tồn tại ở các trạng thái dừng có năng lượng tương ứng là EK = − 144E, EL = − 36E, EM = − 16E, EN = − 9E,... (E là hằng số). Khi một nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng EM về trạng thái dừng có năng lượng EK thì phát ra một phôtôn có năng lượng
135E.
128E.
7E.
9E.
Đáp án B
![]()
Khi bị nung nóng đến 3000oC thì thanh vonfam phát ra
tia Rơn-ghen, tia hồng ngoại và ánh sáng nhìn thấy.
ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại và tia Rơn-ghen.
tia tử ngoại, tia Rơn-ghen và tia hồng ngoại.
tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy và tia tử ngoại
Đáp án D
Khi bị nung nóng đến 3000oC thì thanh vonfam phát ra tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy và tia tử ngoại
Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là 1,88 μm. Lấy c = 3.108 m/s. Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là
1,452.1014Hz.
1,596.1014Hz.
1,875.1014 Hz.
1,956.1014 Hz.
Đáp án B

Một ống Cu-lít-giơ (ống tia X) đang hoạt động, hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 11 kV. Bỏ qua tốc độ đầu của êlectron phát ra từ catôt. Lấy e = 1,6.10–19 C và me = 9,1.10–31 kg. Tốc độ của êlectron khi đến anôt (đối catôt) bằng
4,4.106 m/s.
6,22.107 m/s.
6,22.106 m/s.
4,4.107 m/s.
Đáp án B

Hình 1. Cách tạo ra tia X bằng ống Cu-lit-giơ
Sử dụng Định lý biến thiên động năng



Xét cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Trong các nhận định sau, nhận định không đúng là:
Proton mang điện tích là + 1,6.10-19C.
Khối lượng notron xấp xỉ khối lượng proton.
Tổng số hạt proton và notron trong hạt nhân luôn bằng số electron quay xung quanh nguyên tử.
Điện tích của proton và điện tích của electron gọi là điện tích nguyên tố.
Đáp án C
Xét cấu tạo nguyên tử về phương diện điện. Tổng số hạt proton và notron trong hạt nhân luôn bằng số electron quay xung quanh nguyên tử là sai.
Một ánh sáng đơn sắc lan truyền trong chân không với bước sóng l. Lượng tử năng lượng của ánh sáng này được xác định bởi
Đáp án D
*Một ánh sáng đơn sắc lan truyền trong chân không với bước sóng l.
Lượng tử năng lượng của ánh sáng này được xác định bởi
Một kim loại có giới hạn quang điện là 0,36mm. Công thoát electron ra khỏi kim loại đó xấp xỉ bằng
Đáp án A
Công thoát

Một ống Cu-lít-giơ phát ra tia X có bước sóng ngắn nhất là 1,875.10-10 m, để tăng độ cứng của tia X, nghĩa là để giảm bước sóng của nó, ta cho hiệu điện thế giữa hai cực của ống tăng thêm ΔU = 3,3kV. Bước sóng ngắn nhất của tia X do ống phát ra khi đó là
1,625.10-10 m.
2,25.10-10 m.
6,25.10-10 m
1,25.10-10 m.
Đáp án D
Từ công thức


![]()

![]()
Biết bán kính Bo là r0 = 5,3.10−11 m. Bán kính quỹ đạo dừng N trong nguyên tử hiđrô bằng
47,4.10−11m.
132,5.10−11m.
84,8.10−11m
21,2.10−11m.
Đáp án C
Với quỹ đạo dừng N tương ứng
![]()
Chiếu một bức xạ đơn sắc có tần số f vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện ngoài là λ0 thì thấy có hiện tượng quang điện xảy ra (electron bứt ra khỏi kim loại). Khi đó, ta có mối quan hệ đúng là (c là vận tốc ánh sáng trong chân không)
.
.
.
.
Đáp án A
Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi và chỉ khi

Êlectron trong nguyên tử Hidrô chuyển từ quỹ đạo dừng có mức năng lượng Em sang quỹ đạo dừng có mức năng lượng En thì lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân tăng 16 lần. Biết tổng m và n nhỏ hơn 6. Êlectron đã chuyển từ quỹ đạo
K sang L.
K sang N.
N sang K.
L sang K.
Đáp án D
Lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân được tính bằng công thức



như vậy electrôn đã di chuyển từ L sang K.
Biết rằng trên các quỹ đạo dừng của nguyên tử hidro, electron chuyển động dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân và electron. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng L chuyển lên chuyển động trên quỹ đạo dừng N thì có tốc độ góc đã
Giảm 8 lần .
tăng 8 lần .
tăng 4 lần .
Giảm 4 lần
Đáp án A
*Khi electron chuyển động dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện thì lực tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho electron chuyển động tròn đều. ![]()
*Bán kính Bo trên các quỹ đạo: ![]()
Với



Quỹ đạo L ứng với n = 2. Qũy đạo N ứng với N ứng với n = 4
. Giảm 8 lần.
Tia laze không có đặc điểm nào dưới đây?
Định hướng cao.
Kết hợp cao.
Cường độ lớn.
Công suất lớn.
Đáp án D
Tia laze không có đặc điểm là có công suất lớn.
Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng K của êlectron trong nguyên tử hidro là r0. Khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo O thì bán kính là
25r0.
16r0.
5r0.
4r0.
Đáp án A
Quỹ đạo K ứng với n = 1. Qũy đạo O ứng với n = 5.
![]()
Một chất phát quang được kích thích bằng bức xạ tử ngoại có bước sóng 0,26 m thì phát ra ánh sáng màu lục có bước sóng 0,52 m. Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là Tỉ số giữa công suất của chùm bức xạ kích thích và công suất của chùm sáng phát quang là
16.
4.
Đáp án A


Cho bốn bức xạ điện từ có bước sóng . Chiếu lần lượt 4 bức xạ trên vào một tấm kẽm có công thoát A = 3,55eV . Số bức xạ gây ra hiệu ứng quang điện ngoài đối với tấm kẽm là
2 bức xạ.
1 bức xạ.
3 bức xạ.
4 bức xạ.
Đáp án A
Giới hạn quang điện
.
*Bức xạ gây ra hiệu ứng quang điện ngoài đối với tấm kẽm khi và chỉ khi thỏa mãn điều kiện => chỉ có hai bức xạ có bước sóng gây ra hiện tượng quang điện.
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào hiện tượng nào sau đây?
Hiện tượng quang điện ngoài.
Hiện tượng ion hóa.
Hiện tượng quang điện trong.
Hiện tượng phát quang.
Đáp án C
Quang điện trở dựa vào hiện tượng quang điện trong.
Theo mẫu nguyên tử Bo trong nguyên tử Hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M là
3.
1/9.
1/3.
9.
Đáp án A
Gọi v là tốc độ của êlectron trên quỹ đạo có bán kính r. Lực gây ra chuyển động tròn đều của êlectron là lực Cu-lông, lực này đóng vai là lực hướng tâm nên :


Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 μm. Trong chân không, chiếu ánh sáng đơn sắc vào một tấm đồng. Hiện tượng quang điện sẽ xảy ra nếu ánh sáng có bước sóng
0,32 μm.
0,36 μm.
0,41 μm.
0,25 μm.
Đáp án A
Hiện tượng quang điện sẽ xảy ra nếu ánh sáng có bước sóng . Chỉ có đáp án D thỏa mãn.
Trong y học, laze không được ứng dụng để
phẫu thuật mạch máu.
chữa một số bệnh ngoài da.
phẫu thuật mắt.
chiếu điện, chụp điện.
Đáp án D
Trong y học, laze không được ứng dụng để chiếu điện, chụp điện.
Biết bán kính Bo là r0 = 5,3.10−11 m. Bán kính quỹ đạo dừng N trong nguyên tử hiđrô bằng
47,4.10−11m.
132,5.10−11m.
84,8.10−11m
21,2.10−11m.
Đáp án C
Một chùm sáng trắng truyền trong chân không, tất cả các photon trong chùm sáng đó cùng
tốc độ
bước sóng
tần số
năng lượng
Đáp án A
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, khi êlectron trong nguyên tử chuyển động tròn đều trên quỹ đạo dừng M thì có tốc độ v (m/s). Biết bán kính Bo là r0. Nếu êlectron chuyển động trên một quỹ đạo dừng với thời gian chuyển động hết một vòng là thì êlectron này đang chuyển động trên quỹ đạo
P.
N.
M.
O.
Đáp án D
*Khi electron chuyển động trên các quỹ đạo dừng khác nhau thì lực Cu Lông đóng vai trò là lực hướng tâm. Do đó ta có

*Thời gian electrôn chuyển động hết 1 vòng chính là chu kì (Xét trên quỹ đạo dừng bất kì nào đó ta chưa biết).

![]()
n = 6 tương ứng với electron chuyển động trên quỹ đạo P.
Nguyên tử hiđrô ở trạng thái kích thích ứng với quỹ đạo N. Tổng số vạch quang phổ mà nguyên tử có thể phát ra là
9
6
3
1
Đáp án B
Quỹ đạo N ứng với n = 4.
→ Số vạch quang phổ là .
Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu vàng thì ánh sáng huỳnh quang có thể là
ánh sáng đỏ
ánh sáng lam
ánh sáng lục
ánh sáng tím
Đáp án A
Ánh sáng phát quang có bước sóng λ’ dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích λ (λ’ > λ) → ánh sáng huỳnh quang có thể là ánh sáng đỏ.
Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì năng lượng của
một phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó
các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectrôn
một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó
Đáp án B
Chùm ánh sáng đơn sắc có cùng tần số nên năng lượng bằng nhau: ɛ = hf.
Catốt của một tế bào quang điện có công thoát electron bằng 4 eV. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là
3105
402,8
4028
310,5
Đáp án A
Công thoát


Trong nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra bức xạ có bước sóng λ1, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo O về quỹ đạo M thì nguyên tử phát ra bức xạ có bước sóng λ2. Biết , khi đó
256 = 3375
6= 5
16=
256 =3375
Đáp án A
Do


Nên










