Trắc nghiệm Bài 31. Hiện tượng quang điện trong - Vật Lí 12Đề bài
Câu 1 :
Phát biểu nào sau đây là đúng?
Câu 2 :
Tìm phát biểu sai về hiện tượng quang dẫn và hiện tượng quang điện ngoài:
Câu 3 :
Chọn câu đúng:
Câu 4 :
Linh kiện nào sau đây hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong ?
Câu 5 :
Chọn câu phát biểu sai về pin quang điện.
Câu 6 :
Điện trở của một quang điện trở có
Câu 7 :
Chiếu ánh sáng nhìn thấy vào chất nào sau đây có thể gây ra hiện tượng quang điện trong?
Câu 8 :
Dụng cụ nào sau đây có thể biến quang năng thành điện năng?
Câu 9 :
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn ?
Câu 10 :
Pin quang điện hoạt động dựa vào.
Câu 11 :
Hiện tượng các êlectrôn................... để cho chúng trở thành các êlectron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong. Hãy chọn các cụm từ sau đây điền vào chỗ trống?
Câu 12 :
Điều nào sau đây là sai khi nói về quang trở?
Câu 13 :
Phát biểu nào là sai?
Câu 14 :
Pin quang điện là nguồn điện, trong đó
Câu 15 :
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào
Câu 16 :
Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng lượng ánh sáng là \(0,6\;{m^2}\). Ánh sáng chiếu vào bộ pin có cường độ \(1360\;W/{m^2}.\)Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là $4A$ thì điện áp hai cực của bộ pin là $24V$. Hiệu suất của bộ pin là:
Câu 17 :
Năng lượng để giải phóng một electron liên kết thành electron dẫn trong chất bán dẫn Ge là 0,66 eV. Giới hạn quang dẫn (hay giới hạn quang điện trong) của Ge thuộc vùng ánh sáng
Câu 18 :
Nguồn sáng đơn sắc có công suất \(1,5W\) phát ra bức xạ có bước sóng \(\lambda = {\rm{ }}546nm\). Số hạt photon mà nguồn sáng phát ra trong 1 phút gần giá trị nào nhất sau đây?
Câu 19 :
Trên hình vẽ, bộ pin có suất điện động 9V, điện trở trong 1 Ω; A là ampe kế hoặc miliampe kế có điện trở rất nhỏ; R là quang điện trở (khi chưa chiếu sáng giá trị là R1 và khi chiếu sáng giá trị là R2) và L là chùm sáng chiếu vào quang điện trở. Khi không chiếu sáng vào quang điện trở thì số chỉ của miliampe kế là \(6\,\,\mu A\) và khi chiếu sáng thì số chỉ của ampe kế là 0,6 A. Chọn kết luận đúng
Câu 20 :
Một chất bán dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,62μm. Trong số các chùm bức xạ đơn sắc sau đây (có tần số tương ứng là: f1 = 4,5.1014Hz; f2 = 5.1013Hz; f3 = 6,5.1013Hz; f4 = 6.1014Hz) thì chùm nào có thể gây ra hiện tượng quang điện trong khí chiếu vào chất bán dẫn kể trên?
Câu 21 :
Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là 1,88 μm. Lấy c = 3.108m/s. Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là
Câu 22 :
Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng lượng ánh sáng là 0,6 m2. Mỗi mét vuông của tấm pin nhận công suất 1360 W của ánh sáng. Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là 4 A thì điện áp hai cực của bộ pin là 24 V. Hiệu suất của bộ pin là
Câu 23 :
Cho đồ thị mô tả sự phụ thuộc của động năng cực đại của electron quang điện vào tần số của bức xạ điện từ chiếu tới cho một số kim loại khác nhau. Nếu sử dụng bức xạ điện từ kích thích có bước sóng 240nm thì có bao nhiêu kim loại trong số các kim loại trên xảy ra hiện tượng quang điện?
Câu 24 :
Một bộ pin có điện trở trong không đáng kể được mắc nối tiếp với một điện trở và một quang điện trở như hình vẽ. Cường độ ánh sáng trên quang điện trở giảm, số chỉ của các Vôn kế thay đổi như thế nào?
Câu 25 :
Trên hình vẽ, ta có \(\xi \): bộ pin \(9{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} V - 1{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \Omega \); A: có thể là một ampe kế hoặc micrôampe kế; R là một quang điện trở; L à chùm sáng thích hợp chiếu vào quang điện trở. Khi không chiếu sáng vào quang điện trở thì số chỉ của micrôampe kế là \(6{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mu A\). Khi quang điện trở được chiếu sáng thì ampe kế chỉ \(0,6{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} A\). Tính điện trở của quang điện trở khi không được chiếu sáng và khi được chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp. Điện trở của ampe kế và của micrôampe kế coi như nhỏ không đáng kể.
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Phát biểu nào sau đây là đúng?
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng electron liên kết được giải phóng thành êlectron dẫn khi chất bán dẫn được chiếu bằng bức xạ thích hợp.
Câu 2 :
Tìm phát biểu sai về hiện tượng quang dẫn và hiện tượng quang điện ngoài:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
A, B,C - đúng D - sai vì các tế bào quang điện hoạt động được khi bị kích thích bằng ánh sáng thích hợp
Câu 3 :
Chọn câu đúng:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Ta có: A, B, C đều đúng
Câu 4 :
Linh kiện nào sau đây hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong ?
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Trong 4 linh kiện trên thì quang điện trở hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong
Câu 5 :
Chọn câu phát biểu sai về pin quang điện.
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
A, B, D - đúng C - sai vì: Pin quang điện là nguồn điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng
Câu 6 :
Điện trở của một quang điện trở có
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài Megaôm (rất lớn) khi không được chiếu sáng xuống vài chục ôm khi được chiếu sáng thích hợp.
Câu 7 :
Chiếu ánh sáng nhìn thấy vào chất nào sau đây có thể gây ra hiện tượng quang điện trong?
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Chiếu ánh sáng nhìn thấy vào chất bán dẫn có thể gây ra hiện tượng quang điện trong
Câu 8 :
Dụng cụ nào sau đây có thể biến quang năng thành điện năng?
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Trong các dụng cụ trên, dụng cụ có thể biến đổi quang năng thành điện năng là pin mặt trời
Câu 9 :
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn ?
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào. Khi bán dẫn được chiếu sáng bằng chùm sáng có bước sóng thích hợp thì trong bán dẫn có thêm electron dẫn và lỗ trống được tạo thành. Do đó, mật độ hạt tải điện tăng, tức là điện trở suất của nó giảm. Cường độ ánh sáng chiếu vào bán dẫn càng mạnh thì điện trở suất của nó càng nhỏ.
Câu 10 :
Pin quang điện hoạt động dựa vào.
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong
Câu 11 :
Hiện tượng các êlectrôn................... để cho chúng trở thành các êlectron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong. Hãy chọn các cụm từ sau đây điền vào chỗ trống?
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Ta có: Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện.
Câu 12 :
Điều nào sau đây là sai khi nói về quang trở?
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
A, C, D - đúng B - sai vì: Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài Megaôm (rất lớn) khi không được chiếu sáng xuống vài chục ôm khi được chiếu sáng thích hợp.
Câu 13 :
Phát biểu nào là sai?
Đáp án : B Phương pháp giải :
Vận dụng lí thuyết về tính chất lượng tử của ánh sáng Lời giải chi tiết :
A, C, D - đúng B - sai vì : Các tế bào quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài
Câu 14 :
Pin quang điện là nguồn điện, trong đó
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Pin quang điện là nguồn điện, trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng
Câu 15 :
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào hiện tượng quang điện trong
Câu 16 :
Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng lượng ánh sáng là \(0,6\;{m^2}\). Ánh sáng chiếu vào bộ pin có cường độ \(1360\;W/{m^2}.\)Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là $4A$ thì điện áp hai cực của bộ pin là $24V$. Hiệu suất của bộ pin là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Công suất ánh sáng nhận được băng cường độ chiếu sáng nhân với diện tích + Áp dụng công thức tính công suất điện: P = UI Lời giải chi tiết :
Ta có: + Công suất ánh sáng nhận được: \({P_{as}} = {\text{ }}0,6.1360{\text{ }} = {\text{ }}816W\) + Công suất điện tạo ra: \({P_d} = {\text{ }}UI{\text{ }} = {\text{ }}4.24{\text{ }} = {\text{ }}96W\) => Hiệu suất của bộ pin là: $H = \frac{{{P_d}}}{{{P_{{\text{as}}}}}} = \frac{{96}}{{816}} = 0,1176 = 11,76\% $
Câu 17 :
Năng lượng để giải phóng một electron liên kết thành electron dẫn trong chất bán dẫn Ge là 0,66 eV. Giới hạn quang dẫn (hay giới hạn quang điện trong) của Ge thuộc vùng ánh sáng
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Sử dụng công thức \(A = \dfrac{hc}{\lambda_0}\) + Sử dụng thang sóng điện từ Lời giải chi tiết :
Năng lượng cần thiết để giải phóng một electron liên kết thành electron dẫn: \(A = \dfrac{{hc}}{{{\lambda _0}}} \Rightarrow {\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A} = 1,{8821.10^{ - 6}}m\) => Giới hạn quang dẫn (hay giới hạn quang điện trong) của Ge thuộc vùng ánh sáng hồng ngoại.
Câu 18 :
Nguồn sáng đơn sắc có công suất \(1,5W\) phát ra bức xạ có bước sóng \(\lambda = {\rm{ }}546nm\). Số hạt photon mà nguồn sáng phát ra trong 1 phút gần giá trị nào nhất sau đây?
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng công thức tính công suất của nguồn sáng: \(P = N\varepsilon = \dfrac{{Nhc}}{\lambda }\) (N là số photon nguồn phát ra trong 1s) Lời giải chi tiết :
Số phôtôn mà nguồn sáng phát ra trong 1s: \(N = \dfrac{{P\lambda }}{{hc}} = \dfrac{{1,{{5.546.10}^{ - 9}}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}.3,{{10}^8}}} = 4,{12.10^{18}}(photon/s)\) => Số photôn mà nguồn phát ra trong 1 phút là: 60N = 2,47.1020 hạt
Câu 19 :
Trên hình vẽ, bộ pin có suất điện động 9V, điện trở trong 1 Ω; A là ampe kế hoặc miliampe kế có điện trở rất nhỏ; R là quang điện trở (khi chưa chiếu sáng giá trị là R1 và khi chiếu sáng giá trị là R2) và L là chùm sáng chiếu vào quang điện trở. Khi không chiếu sáng vào quang điện trở thì số chỉ của miliampe kế là \(6\,\,\mu A\) và khi chiếu sáng thì số chỉ của ampe kế là 0,6 A. Chọn kết luận đúng
Đáp án : C Phương pháp giải :
Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \dfrac{E}{{r + R}}\) Lời giải chi tiết :
Khi không chiếu sáng vào quang điện trở, số chỉ của mili ampe kế là: \({I_1} = \dfrac{E}{{r + {R_1}}} \Rightarrow {6.10^{ - 6}} = \dfrac{9}{{1 + {R_1}}} \Rightarrow {R_1} = 1,{5.10^6}\,\,\left( \Omega \right) = 1,5\,\,\left( {M\Omega } \right)\) Khi chiếu sáng vào quang điện trở, số chỉ của ampe kế là: \({I_2} = \dfrac{E}{{r + {R_2}}} \Rightarrow 0,6 = \dfrac{9}{{1 + {R_2}}} \Rightarrow {R_2} = 14\,\,\left( \Omega \right)\)
Câu 20 :
Một chất bán dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,62μm. Trong số các chùm bức xạ đơn sắc sau đây (có tần số tương ứng là: f1 = 4,5.1014Hz; f2 = 5.1013Hz; f3 = 6,5.1013Hz; f4 = 6.1014Hz) thì chùm nào có thể gây ra hiện tượng quang điện trong khí chiếu vào chất bán dẫn kể trên?
Đáp án : D Phương pháp giải :
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện \(\lambda \le {\lambda _0} \Rightarrow f \ge {f_0};{f_0} = {c \over {{\lambda _0}}}\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \({f_0} = {{{{3.10}^8}} \over {{{0,62.10}^{ - 6}}}} = {4,84.10^{14}}Hz\) Điều kiện xảy ra hiện tương quang điện là : f ≥ f0. => Chùm bức xạ 4 gây ra hiện tượng quang điện trong.
Câu 21 :
Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là 1,88 μm. Lấy c = 3.108m/s. Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là
Đáp án : B Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết định luật về giới hạn quang điện λ ≤ λ0 <=> f ≥ f0 Lời giải chi tiết :
Giới hạn quang điện của chất quang dẫn: \(\lambda = 1,88\mu m = {1,88.10^{ - 6}}m\) Tần số giới hạn quang điện của chất quang dẫn: \({f_0} = {c \over {{\lambda _0}}} = {1,596.10^{14}}Hz\) Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện trong: \(\lambda \le {\lambda _0} \Rightarrow f \ge {f_0} = {1,596.10^{14}}Hz\)
Câu 22 :
Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng lượng ánh sáng là 0,6 m2. Mỗi mét vuông của tấm pin nhận công suất 1360 W của ánh sáng. Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là 4 A thì điện áp hai cực của bộ pin là 24 V. Hiệu suất của bộ pin là
Đáp án : B Phương pháp giải :
Áp dụng công thức tính hiệu suất: \(H = {{{P_{ci}}} \over {{P_{tp}}}}.100\% \) Lời giải chi tiết :
Công suất của pin: \({P_{pin}} = {P_{tp}} = {P_{1\,{m^2}}}.S = 1360.0,6 = 816{\text{W}}\) Công suất có ích (cung cấp cho mạch ngoài): \({P_{mn}} = {P_{ci}} = UI = 24.4 = 96W\) Hiệu suất của Pin: \(H = {{{P_{mn}}} \over {{P_{pin}}}}.100\% = 11,76\% \)
Câu 23 :
Cho đồ thị mô tả sự phụ thuộc của động năng cực đại của electron quang điện vào tần số của bức xạ điện từ chiếu tới cho một số kim loại khác nhau. Nếu sử dụng bức xạ điện từ kích thích có bước sóng 240nm thì có bao nhiêu kim loại trong số các kim loại trên xảy ra hiện tượng quang điện?
Đáp án : C Phương pháp giải :
Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện là : \(\lambda \le {\lambda _0} \Rightarrow f \ge {f_0}\) Lời giải chi tiết :
Bức xạ điện từ kích thích có bước sóng\(\lambda = 240nm\) \( \Rightarrow \) Bức xạ điện từ kích thích có tần số: \(f = \dfrac{c}{\lambda } = \dfrac{{{{3.10}^8}}}{{{{240.10}^{ - 9}}}} = 1,{25.10^{15}}Hz\) Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện là : \(\lambda \le {\lambda _0} \Rightarrow f \ge {f_0}\) Từ đồ thị ta thấy : \(f > {f_{0Kem}} > {f_{0Natri}} > {f_{0Kali}}\) \( \Rightarrow \) Có 3 kim loại xảy ra hiện tượng quang điện.
Câu 24 :
Một bộ pin có điện trở trong không đáng kể được mắc nối tiếp với một điện trở và một quang điện trở như hình vẽ. Cường độ ánh sáng trên quang điện trở giảm, số chỉ của các Vôn kế thay đổi như thế nào?
Đáp án : B Phương pháp giải :
Quang điện trở là ứng dụng của hiện tượng quang điện trong, đó là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng chiếu vào nó thay đổi Cường độ dòng điện: \(I = \dfrac{E}{{R + {R_q}}}\) Số chỉ Vôn kế: \({U_V} = I.R\) Lời giải chi tiết :
Khi cường độ ánh sáng trên quang điện trở giảm → điện trở của quang biến trở Rq tăng Số chỉ của các Vôn kế là: \(\left\{ \begin{array}{l}{U_P} = I.R = \dfrac{{E.R}}{{R + {R_q}}}\\{U_Q} = {R_q}.I = \dfrac{{E.{R_q}}}{{R + {R_q}}} = \dfrac{E}{{\dfrac{R}{{{R_q}}} + 1}}\end{array} \right.\) Nhận thấy: khi Rq tăng → UP giảm, UQ tăng
Câu 25 :
Trên hình vẽ, ta có \(\xi \): bộ pin \(9{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} V - 1{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \Omega \); A: có thể là một ampe kế hoặc micrôampe kế; R là một quang điện trở; L à chùm sáng thích hợp chiếu vào quang điện trở. Khi không chiếu sáng vào quang điện trở thì số chỉ của micrôampe kế là \(6{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \mu A\). Khi quang điện trở được chiếu sáng thì ampe kế chỉ \(0,6{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} A\). Tính điện trở của quang điện trở khi không được chiếu sáng và khi được chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp. Điện trở của ampe kế và của micrôampe kế coi như nhỏ không đáng kể.
Đáp án : C Phương pháp giải :
Định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \dfrac{E}{{r + R}}\) Lời giải chi tiết :
\(\begin{array}{*{20}{l}}{{I_1} = \dfrac{E}{{r + {R_1}}} \Rightarrow {{6.10}^{ - 6}} = \dfrac{9}{{1 + {R_1}}}}\\{ \Rightarrow {R_1} = 1,{{5.10}^6}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( \Omega \right) = 1,5{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {M\Omega } \right)}\end{array}\) Khi chiếu sáng vào quang điện trở, số chỉ của ampe kế là: \({I_2} = \dfrac{E}{{r + {R_2}}} \Rightarrow 0,6 = \dfrac{9}{{1 + {R_2}}} \Rightarrow {R_2} = 14{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {\Omega {\rm{}}} \right)\)
|
