250 Bài tập Lượng tử ánh sáng ôn thi THPT Quốc gia cực hay có lời giải (P5)
47 câu hỏi
Theo mẫu nguyên tử Bohr, khi nguyên tử ở trong một trạng thái dừng thì
có ít nhất một electron chuyển động trên quỹ đạo dừng
tất cả electron đều chuyển động trên quỹ đạo K
tất cả electron đều chuyển động trên cùng một quỹ đạo dừng
mỗi electron của nguyên tử chuyển động trên một quỹ đạo có bán kính xác định
Đáp án D
Theo mẫu nguyên tử Bohr, khi nguyên tử ở trong một trạng thái dừng thì mọi electron của nguyên tử đều chuyển động trên các quỹ đạo dừng.
Tia laze không có đặc điểm nào sau đây ?
Công suất lớn
Độ định hướng cao
Cường độ lớn
Độ đơn sắc cao
Đáp án A
Tia laze có tính đơn sắc cao, là chùm song song, kết hợp và có cường độ lớn.
Biết hằng số Plăng h = 6,625.10−34 J.s và độ lớn cảu điện tích nguyên tố là 1,6.10−19C. Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng -1,514 eV sang trạng thái dừng có năng lượng -3,407 eV thì nguyên tử phát ra bức xạ có tần số
6,5421012 Hz
3,8791014 Hz
4,5721014 Hz
2,571.1013 Hz
Đáp án C


Một nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 μm và công suất bức xạ 2 W. Cho hằng số Plank h = 6,625.10−34 Js và tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s. Tổng số phôtôn mà nguồn sáng phát ra trong một phút xấp xỉ bằng
2,9.1034
5.1018
4,8.1034
3.1020
Đáp án D
Ta có

Số photon nguồn phát ra trong một phút là

Sự phát sáng của nguồn sáng nào dưới đây gọi là sự phát quang ?
Ngôi sao băng
Ngọn nến
Đèn pin
Con đom đóm
Đáp án D
Phát quang ở con đom đóm là hóa phát quang.
Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo L của êlêctrôn trong nguyên tử Hiđrô là r. Khi êlêctrôn chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo N thì bán kính quỹ đạo tăng lên thêm
3,75r
2,25r
3r
5r
Đáp án A
Theo mẫu nguyên tử Bo

Từ quỹ đạo K lên N thì bán kính tăng

Quỹ đạo | K | L | M | N |
Bán kính | ro | 4ro | 9ro | 16ro |
Phát biểu nào là sai?
Có một số tế bào quang điện hoạt động khi được kích thích bằng ánh sáng nhìn thấy
Điện trở của quang trở giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
Nguyên tắc hoạt động của tất cả các tế bào quang điện đều dựa trên hiện tượng quang dẫn
Trong pin quang điện, quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng
Đáp án C
Tế bào quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài.
Giới hạn quang điện của kim loại có công thoát là
0,275 μm
0,30 μm
0,25 μm
0,375 μm
Đáp án B
Ta có

Mức năng lượng trong các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được xác định (trong đó n nguyên dương, E0 là năng lượng tương ứng với trạng thái cơ bản). Khi electron nhảy từ quỹ đạo thứ ba về quỹ đạo thứ hai thì nguyên tử Hidro phát ra bức xạ có bước sóng λ. Nếu electron nhảy từ quỹ đạo thứ hai về quỹ đạo thứ nhất thì bước sóng của bức xạ phát ra sẽ là
5λ/27
27λ/5
λ/15
5λ/7
Đáp án A
Ta có






Phát biểu nào dưới đây là sai ? Trong hiện tượng quang dẫn
năng lượng cần để bứt electron ra khỏi liên kết trong bán dẫn thường lớn nên chỉ các photon trong vùng tử ngoại mới có thể gây ra hiện tượng quang dẫn
mỗi photon ánh sáng bị hấp thụ sẽ giải phóng một electron liên kết để nó trở thành một electron dẫn
là hiện tượng giảm mạnh điện trở của bán dẫn khi bị chiếu sáng
các lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện
Đáp án A
Các photon trong miền hồng ngoại cũng có thể gây ra hiện tượng quang dẫn.
Nguyên tử hydro bị kích thích ở trạng thái dừng ứng với quỹ đạo N sau đó chuyển về các quỹ đạo bên trong thì phát ra tối đa bao nhiêu photon ?
6
1
4
3
Đáp án A
Nguyên tử hydro bị kích thích ở trạng thái dừng ứng với quỹ đạo N (n = 4) sau đó chuyển về các quỹ đạo bên trong thì phát ra tối đa loại photon.
Giới hạn quang điện của kẽm là 0,350 μm, của đồng là 0,300 μm. Nếu lần lượt chiếu bức xạ có bước sóng 0,320 μm vào một tấm kẽm tích điện dương và một tấm đồng tích điện âm đặt cô lập thì
Tấm kẽm vẫn tích điện dương, tấm đồng vẫn tích điện âm như trước
Điện tích dương của tấm kẽm càng lớn dần, tấm đồng sẽ mất dần điện tích âm
Tấm kẽm vẫn tích điện dương, tấm đồng dần trở nên trung hoà về điện
Tấm kẽm và tấm đồng đều dần trở nên trung hoà về điện
Đáp án A
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện là λ ≤ λ0.
+) Tấm đồng sẽ không xảy ra hiện tượng quang điện do bước sóng của ánh sáng chiếu vào nhỏ hơn giới hạn quang điện.
+) Tấm kẽm xảy ra hiện tượng quang điện. Nếu ban đầu các điện tích dương "đủ lớn" thì các e sẽ không thể bật ra được khỏi tấm kẽm. Còn nếu tấm kẽm tích điện dương chưa đủ lớn thì các e sẽ bật ra đến khi nào điện tích tấm kẽm "đủ lớn" thì sẽ không bật ra nữa. Tóm lại điện tích tấm kẽm vẫn dương.
Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được xác định bằng biểu thức (n = 1,2,3…). Nếu nguyên tử hidro hấp thụ một photon có năng lượng 2,856 eV thì bước sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hidro có thể phát ra là
4,35.10−7 m
0,0913 μm
4,87.10−8 m
0,951 nm
Đáp án D
Ta có
![]()
![]()
Nhận thấy
![]()
→ Khi nguyên tử hấp thụ photon có năng lượng 2,856 eV sẽ chuyển từ trạng thái L lên trạng thái dừng O.
Từ trạng thái O, nguyên tử muốn bức xạ ra photon có bước sóng nhỏ nhất thì nguyên tử phải xuống trạng thái nào đó sao cho hiệu giữa hai mức năng lượng đạt giá trị lớn nhất → nguyên tử chuyển từ trạng thái O về K.
Khi đó ta có


Một kim loại có giới hạn quang điện là λ0 và công thoát electron A0. Khi chiếu vào bề mặt kim loại đó chùm bức xạ có bước sóng thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện bằng
3A0
A0
A0/3
2A0
Đáp án D
Ta có


Biểu hiện nào sau đây không phải là đặc trưng của tính chất hạt của ánh sáng?
Tác dụng phát quang
Khả năng đâm xuyên và ion hóa
Tác dụng quang điện
Khả năng phản xạ, khúc xạ và giao thoa
Đáp án D
Khả năng phản xạ, khúc xạ và giao thoa là đặc trưng của tính chất sóng của ánh sáng.
Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 8.1014 Hz. Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 20 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
0,37.1019
3,77.1020
3,24.1019
3,77.1019
Đáp án D
Năng lượng của mỗi photon là W = hf.
Số photon mà nguồn phát ra trong một giây là

Để gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ chiếu vào kim loại phải có
năng lượng phôtôn nhỏ hơn công thoát electrôn của kim loại.
bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện của kim loại Natri.
bước sóng lớn hơn giới hạn quang điện của kim loại.
năng lượng phôtôn lớn hơn hoặc bằng công thoát electrôn của kim loại.
Đáp án D
Để gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ chiếu vào kim loại phải có năng lượng phôtôn lớn hơn hoặc bằng công thoát electrôn của kim loại.
Theo mẫu nguyên tử Bohr, năng lượng ở quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử Hyđrô được tính bởi công thức eV (n = 1, 2, 3…). Cho các hằng số h = 6,625.10−34 Js và c = 3.3.108 m/s. Tần số lớn nhất của bức xạ sinh ra khi electron chuyển động từ quỹ đạo dừng bên ngoài vào quỹ đạo dừng bên trong là
2,46.1015Hz
2,05.1034Hz
1,52.1034Hz
3,28.1015Hz
Đáp án D
Tần số lớn nhất sinh ra khi electron chuyển động từ quỹ đạo dừng bên ngoài vào quỹ đạo dừng bên trong phát ra khi electron di chuyển từ vô cực vào quỹ đạo dừng thứ nhất.
![]()

![]()


Theo mẫu nguyên tử Bo thì trong nguyên tử hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng của electron trên các quỹ đạo là , với r0= 0,53.10−10 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 K. Khi nhảy lên quỹ đạo M, electron có tốc độ bằng
3v
Đáp án D
Khi e chuyển động trên các quỹ đạo thì lực tĩnh điện Culông đóng vai trò là lực hướng tâm



Ở quỹ đạo K thì n = 1 nên

Ở quỹ đạo M thì n = 3 nên


Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng K. Khi nguyên tử nhận một năng lượng thì
không xác định được cụ thể sự chuyển quỹ đạo của electron
electron chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo L đến quỹ đạo M sau đó lên quỹ đạo N
electron chuyển lên quỹ đạo L rồi sau đó chuyển thẳng lên quỹ đạo N
eletron chuyển thẳng từ quỹ đạo dừng K lên quỹ đạo dừng N
Đáp án D
Khi nguyên tử nhận một năng lượng thì eletron chuyển thẳng từ quỹ đạo dừng K lên quỹ đạo dừng N.
Gọi ,, lần lượt là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và phôtôn ánh sáng tím. Ta có
>>
>>
>>
>>
Đáp án D
Năng lượng của phôtôn .
![]()
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về pin quang điện?
Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong
Pin quang điện là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng
Pin quang điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng
Pin quang điện trực tiếp tạo ra dòng điện xoay chiều công suất nhỏ
Đáp án D
Pin quang điện chạy bằng năng lượng ánh sáng, hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong, nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,78μm. Chiếu vào chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức xạ đơn sắc có tần số Biết hằng số Plăng ;; tốc độ ánh sáng trong chân không . Hiện tượng quang dẫn sẽ xảy ra với các chùm bức xạ có tần số
f1 và f2
f2 và f3
f3và f4
f1và f4
Đáp án D
Tần số giới hạn xảy ra quang dẫn

Hiện tượng quang dẫn xảy ra khi
![]()
→ Hiện tượng quang dẫn xảy ra với chùm bức xạ có tần số f1và f4
Theo mẫu nguyên tử Bo về nguyên tử hiđrô coi êlectron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân dưới tác dụng của lực tĩnh điện giữa êlectron và hạt nhân. Gọi vLvà vO lần lượt là tốc độ của êlectron khi nó chuyển động trên quỹ đạo L và O. Tỉ số bằng
2,5
1,58
0,4
0,63
Đáp án A
Electron chuyển động tròn đêu quanh hạt nhân dưới tác dụng của lực tĩnh điện → Fd đóng vai trò là lực hướng tâm
Theo mẫu nguyên tử Borh thì
![]()

Khi nói về nội dung giả thuyết của Bo, phát biểu nào sau đây là sai ?
Khi nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp sang trạng thái dừng có năng lượng cao, nguyên tử sẽ phát ra phôtôn
Nguyên tử có năng lượng xác định khi nguyên tố đó ở trạng thái dừng
Trong các trạng thái dừng,nguyên tử không hấp thụ hay bức xạ năng lượng
Ở trạng thái dừng khác nhau năng lượng của nguyên tử có giá trị khác nhau
Đáp án A
Khi nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng cao sang trạng thái dừng có năng lượng thấp, nguyên tử sẽ phát ra phôtôn có năng lượng
Một đám nguyên tử Hidro đang ở trạng thái kích thích mà electron chuyển động trên quỹ đạo dừng O. Khi electron chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử này có bao nhiêu vạch ?
3
6
4
10
Đáp án D
Số vạch phát xạ của đám nguyên tử này là n(n – 1)/2 = 5.4/2 = 10 vạch.
Giới hạn quang điện tuỳ thuộc vào
điện trường giữa anôt cà catôt
bước sóng của anh sáng chiếu vào catôt
điện áp giữa anôt cà catôt của tế bào quang điện
bản chất của kim loại
Đáp án D
Giới hạn quang điện λ0 phụ thuộc vào bản chất kim loại chứ không phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng chiếu vào catot.
Biết mức năng lượng ứng với quỹ đạo dùng n trong nguyên tử Hyđrô (eV); n = 1,2,3.... Khi hiđrô ở trạng thái có bán kính quỹ đạo tăng lên 9 lần. Khi chuyển dời về mức cơ bản thì phát ra bước sống của bức xạ có năng lượng lớn nhất là
0,203 μm
0,103 μm
0,23 μm
0,13 μm
Đáp án B
Bán kính quỹ đạo tăng 9 lần nên n = 3.
Bức xạ có bước sóng càng nhỏ thì mức năng lượng càng lớn.

Người ta chiếu ánh sáng có bước sóng 3500 Ǻ lên mặt một tấm kim loại. Các electron bứt ra với động năng ban đầu cực đại sẽ chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 9,1 cm trong một từ trường đều có B = 1,5.10−5 T. Công thoát của kim loại có giá trị là bao nhiêu ? Biết khối lượng của electron là me = 9,1.10−31kg
2,90 eV
1,50 eV
4,00 eV
3,38 eV
Đáp án D
Ta có


Công thoát của kim loại có giá trị


Theo mẫu Bo về nguyên tử hiđrô, nếu lực tương tác tĩnh điện giữa êlectron và hạt nhân khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng K là F thì khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng M, lực này sẽ là
F/9
F/16
F/81
F/25
Đáp án C
Lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân


Muốn quang phổ vạch do một khối khí hidro loãng phát ra chỉ có hai vạch trong vùng nhìn thấy thì phải kích thích các nguyên tử hidro đến mức năng lượng ứng với quỹ đạo nào của electron ?
N
P
O
M
Đáp án A
Điện tử chuyển từ mức trên xuống mức K thì các photon phát ra đều thuộc vùng tử ngoại, xuống mức L thì 1 số vạch nằm trong vùng tử ngoại và một số vạch nằm trong vùng nhìn thấy, khi chuyển xuống mức M thì photon phát ra thuộc vùng hồng ngoại.
→ Để phát ra 2 vạch trong vùng nhìn thấy (chuyển xuống mức L) thì phải kích thích nguyên tử đến mức N.
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
một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectrôn
một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó
các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
Đáp án D
Chùm ánh sáng đơn sắc có cùng tần số nên năng lượng bằng nhau = hf.
Chiếu bức xạ có tần số f1 vào quả cầu kim loại đặt cô lập thì xãy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu là V1 và động năng ban đầu cực đại của e quang điện đúng bằng một nửa công thoát của kim loại. Chiếu tiếp bức xạ có tần số F vào quả cầu đó thì điện thế cực đại của quả cầu là 5V1. Hỏi chiếu riêng bức xạ có tần số f vào quả cầu trên (đang trung hòa về điện) thì điện thế cực đại của quả cầu là
4V1
2,5V1
2V1
3V1
Đáp án C
- Chiếu f1 thì:

Điện thế cực đại:

- Chiếu
![]()
![]()
![]()
Vậy:

![]()

Một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, hấp thụ một phôtôn có năng lượng ε0 và chuyển lên trạng thái dừng ứng với quỹ đạo N của êlectron. Từ trạng thái này, nguyên tử chuyển về các trạng thái dừng có mức năng lượng thấp hơn thì có thể phát ra phôtôn có năng lượng lớn nhất là
2ε0
3ε0
ε0
4ε0
Đáp án C
Nguyên tử có thể phát ra phôtôn có năng lượng lớn nhất bằng với năng lượng nó vừa hấp thụ.
Phôtôn của một bức xạ có năng lượng 6,625.10−19J. Bức xạ này thuộc miền
ánh sáng nhìn thấy
hồng ngoại
sóng vô tuyến
tử ngoại
Đáp án D
Ta có

→ Thuộc vùng tử ngoại.
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
2K + A
K – A
2K – A
K + A
Đáp án A
Ta có
![]()
![]()
![]()
Cho một bản kim loại phẳng, rộng, trung hòa về điện, có công thoát electron là 8,3.10−19 J. Đặt một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ song song với bề mặt kim loại và có độ lớn 0,1 mT. Chiếu sáng bề mặt tấm kim loại bằng bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,075 μm. Bán quỹ đạo của electron quang điện có giá trị cực đại là
11,375 cm
25,27 mm
13,175 mm
22,75 cm
Đáp án A
Có

→ Ta có 
= 11,375.10−2 m = 11,375 cm.
Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là . Ở một trạng thái kích thích của nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là m. Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng
M.
N.
O.
L.
Đáp án D

→ Electron đã chuyển động lên quỹ đạo L.
Mẫu nguyên tử Borh khác mẫu nguyên tử Rutherford ở điểm nào sau đây ?
Trạng thái có năng lượng ổn định.
Mô hình nguyên tử có hạt nhân.
Hình dạng quỹ đạo của electron.
Biểu thức lực hút giữa hạt nhân và electron.
Đáp án A
Mẫu nguyên tử Borh bổ sung thêm vào mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford tiên đề về trạng thái dừng và tiên đề về sự hấp thụ và bức xạ năng lượng.
Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức (eV) (với n = 1, 2, 3,…). Khi electron trong nguyên tử Hidro chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng n = 1 thì nguyên tử phát ra photon có bước sóng . Khi electron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra photon có bước sóng . Mối liên hệ giữa , là
=4.
=5.
198=800.
27=128.
Đáp án C
Ta có



=> 198=800.
Khi chiếu bức xạ nm và nm vào một tấm kim loại ta thấy tỉ số các vận tốc ban đầu cực đại là 2. Công thoát của kim loại làm catot là
2,89 eV.
4,89 eV.
1,89 eV.
3,89 eV.
Đáp án C
Ta có




![]()
Mẫu nguyên tử Bo (Bohr) khác mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho (Rutherford) ở nội dung nào dưới đây ?
Mô hình nguyên tử có hạt nhân.
Bản chất lực tương tác giữa electron và hạt nhân nguyên tử.
Hình dạng quỹ đạo của các electron.
Trạng thái dừng có năng lượng xác định.
Đáp án D
Mẫu Bohr đưa ra khái niệm trạng thái dừng là trạng thái có năng lượng xác định, còn mẫu Rơ-dơ-pho thì không có khái niệm trạng thái dừng.
Một kim loại có giới hạn quang điện là . Chiếu bức xạ có bước sóng bằng vào kim loại này. Cho rằng năng lượng mà eelectron quang điện hấp thụ từ photon của bức xạ trên, một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của nó. Giá trị động năng này là
.
.
.
.
Đáp án B

Theo mẫu Bo về nguyên tử hiđrô, nếu lực tương tác tĩnh điện giữa êlectron và hạt nhân khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng L là 2F thì khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng N, lực này sẽ là
F/8.
F/16.
F/4.
F/9.
Đáp án A
Quỹ đạo L có
![]()
Quỹ đạo N có n=4



Mức năng lượng của các quỹ đạo dừng của nguyên tử hiđrô lần lượt từ trong ra ngoài là . Nguyên tử ở trạng thái cơ bản có khả năng hấp thụ các phôtôn có năng lượng nào dưới đây, để nhảy lên một trong các mức trên
12,2 eV.
3,4 eV.
10,2 eV.
1,9 eV.
Đáp án C
Ta thấy
.
→ Nguyên tử có thể hấp thụ photon có năng lượng 10,2 eV để nhảy lên mức trên.
Nguồn sáng A có công suất phát xạ P phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 450 nm. Nguồn sáng B có công suất phát xạ P’ phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 750 nm. Trong cùng một khoảng thời gian, tỉ số giữa photon mà nguồn sáng A phát ra so với photon mà nguồn sáng B phát ra là 9 : 5. Tỉ số P và P’ là
2.
1,25.
3.
1,2.
Đáp án C
Ta có công suất phát xạ


Khi chiếu lần lượt hai bức xạ điện từ có bước sóng và với =2 vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện của kim loại là thì tỉ số động năng ban đầu cực đại của quang electron bứt ra khỏi kim loại là 9. Mối quan hệ giữa bước sóng và giới hạn quang điện là
.
.
.
.
Đáp án A
Ta có



Theo bài ra ta có












