Vật Lý 12 DANG BAI TAP TIA c - Tài Liệu Text - 123doc

Vật lý 12 DANG BAI TAP TIA X.doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (249.66 KB, 4 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Dạng3 : Tia X (TIA RƠNGHEN). <b>Biên soạn;Thầy Thọ-0904776222-La phù-Hoài Đức-HN </b>

<b>1) Tính bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra:</b>

Khi dòng quang electron đến đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn và đột ngột dừng lại thì phát ratia X

Theo định luật bảo tồn năng lượng:

Năng lượng dòng electron = năng lượng tia X+ Nhiệt năng (nhiệt năng rất lớn so với năng lượng tia X)

<i>X</i> <i>Q</i> <i>X</i>

   

� �

�

<i>X</i>

<i>hc</i>

 � <i>X</i>

<i>X</i>

<i>hc</i> <i>hc</i>

 

 

ޣ

Ta có năng lượng của dịng quang electron = động năng của chùm quang electron khi đập vào đối Katốt.

W<i>d</i> <i>eUAK</i>

   <i>X</i> .

<i>AK</i>

<i>h c</i><i>eU</i>

Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra là: <i>X</i>min _.

<i>AK</i>

<i>hc</i><i>eU</i>

 

<i>AK</i>

<i>U</i> : điện áp đặt vào Anốt và Katốt của ống Cu - lít - giơ(ống Rơnghen)<b>2) Tính nhiệt lượng làm nóng đối Katốt.</b>

Nhiệt lượng làm nóng đối Katốt bằng tổng động năng của các quang electron đến đập vào đối Katốt Q =W = N.Wđ = N.e.<i>UAK</i>

N tổng số quang electron đến đối Katốt.

Mà Q=mC(t2-t1), với C nhiệt dung riêng của kim loại làm đối Katốt

<b>Bài toán mẫu</b>

<b>Bài 1: Một ống Cu-lít-giơ có điện áp giữa hai đầu ống Cu- lít - giơ là 10KV với dịng điện trong ống là I = </b>1mA.

a) Tính số e đập vào đối Katốt sau một phút ? b) Tính động năng của e đập vào đối Katốt ? c) Tính bước sóng nhỏ nhất của tia X ?

d) Coi rằng chỉ có 1% số e đập vào đối Katốt tạo ra tia X. Sau một phút hoạt động thì đối Katốt nóng thêm bao nhiêu độ cho khối lượng của đối Katốt là m = 100g và nhiệt dung riêng là 120J/kgđộ.

<b>Hướng dẫn giải: a) Đs:N=3,74. 10</b>17 _{b) Wđ=1,6.10}-15_{J c)}0

 =1,24. 10

10 m d) suy ra <i>t</i>

=49,3680_C

<b>Bài 2: Một ống Cu-lít-giơ có UAK= 15KV và dịng điện chạy qua ống là 20mA.</b> a) Tính tốc độ và động năng của e tới đối Katốt (v0=0).

b) Tính nhiệt lượng toả ra trên đối Katốt trong mỗi phút và lưu lượng H20 để làm nguội đối Katốt biếtrằng nhiệt độ của nước đi vào là 200_{và đi ra là 40}0_{nhiệt dung riêng cuả nước là C= 4186 J/kgđộ. ( cho}rằng toàn bộ động năng của e làm nóng đối Katốt ).

<b>Hướng dẫn giải: a )v=72,63. 10</b>6 _{m/sb) Q=18000J .Vậy lưu lượng nước làm nguội đối Ka tốt=3,58(g/}_s)<i><b>Bài 3: Biết hiệu điện thế giữa A và K của ống tia Rơnghen là 12kV. Tìm bước sóng nhỏ nhất của tia Rơn-ghen do </b></i>ống phát ra. Từ đó suy ra tần số lớn nhất của bức xạ do ống Rơn-ghen phát ra.

<i><b>Hướng dẫn giải:Suy ra: </b></i> <i>f</i> 18<i>Hz</i>

max 2,9.10

<i><b>Bài 4: Một ống Rơnghen phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 3.10</b></i>-10_{m. Biết c = 3.10}8_{m/s; h = 6,625.10}-34_Js.Động năng của êlectron khi đập vào đối âm cực là bao nhiêu?

<i><b>Hướng dẫn giải:</b></i>₀_,₆₂₅_.₁₀16_J

<i><b>Bài 5: Chùm tia Rơn-ghen mà người ta thấy có những tia có tần số lớn nhất và bằng </b></i>₅_.₁₀19<i>Hz</i>_.a. Tính động năng cực đại của electron đập vào đối catôt?

</div><span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

c. Trong 20s người ta xác định có 1018_{electron đập vào đối catơt. Tính cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen?}<i><b>Hướng dẫn giải:a. </b>Wđ</i> <i>J</i>

14max 3,3125.10



 b. <i>U</i> _₂_,₀₇_.₁₀5<i>V</i>_c.<i>_i</i>_₈<i>_mA</i>

<i><b>Bài 6: (*): Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp </b>U</i> 50000<i>V</i> _{. Khi đó cường độ dòng điện qua ống}Rơn-ghen là <i>I</i> 5<i>mA</i>. Giả thiết 1% năng lượng của chum electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 75% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tôc bằng 0.

a. Tính cơng suất của dịng điện qua ống Rơn-ghenb. Tính số photon của tia X phát ra trong 1 giây?

c. Catot được làm nguội bằng dịng nước có nhiệt độ ban đầu <i>t</i> 0<i>C</i>

110 . Hãy tìm lưu lượng nước (lít/phút) phải dung để giữ cho nhiệt độ catot khơng thay đổi. Biết khi ra khỏi ống Rơn-ghen thì nhiệt độ của nước là <i>t</i> 0<i>C</i>

2 25 . Nhiệt dung riêng của nước là <i>c</i> <i>_kgJ_K</i>

.4200

 _{. Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m}3_.

<i><b>Hướng dẫn giải: a </b>P</i>250<i>W</i>_{b. Số photon do tia X sinh ra trong 1 giây:}<i>_N</i> _₄_,₂_.₁₀14_(photon/s)

c. Phần năng lượng biến thành nhiệt trong 1 giây: <i>Q</i>0,99.<i>UI</i> _.<i>m</i>0,23_(lít/phút)

<i><b>C. Câu hỏi và bài tậptự luyện tập:</b></i>

<b>Bài 7: Hiệu điện thế giữa anốt và katốt của ống Rơnghen là 15KV. Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen đó là</b>A. 0,83.10-8_m _{B. 0,83.10}-9_m _{C. 0,83.10}-10_m _{D. 0,83.10}-11_m

<b>Bài 8: trong một ống Rơghen người ta tạo ra một hiệu điện thế không đổi giữa hai cực. trong một phút người ta đếm</b>được 6.1018_{điện tử đập vào catốt. tính cường độ dòng điện qua ống Rơghen}

A. 16mA B. 1,6A C. 1,6mA D. 16A

<b>Bài 9:. Ống tia X làm việc ở hiệu điện thế U = 50KV và cường dộ dòng điện I = 2mA, trong 1s bước xạ n = 5.10</b>13phơtơn. Biết bước sóng trung bình của tia X là= 0,1nm. Cho biết c = 3.108_{m/s, h = 6,625.10}-34_{J.s. Trả lời các câu}hỏi sau:

a. Tính cơng suất của dòng điện sử dụng:

A. 300W. B. 400W . C. 500W. D. 530W E. 100 Wb. Hiệu suất của ống tia X:

A. 0,1%. B.1%. C.10%. D.19%

<b>Bài 10: Trong một giây có 10</b>15_{eletron từ catốt đến đập vào anốt. Dịng điện bão hồ là}

A. 1,6A B. 0,16mA C. 0,16μA D. Giá trị khác

<b>Bài 11: Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống Rơnghen là 3.10</b>4_{(V). Cho điện tích electron}<i>_e</i>__₁_,₆_.₁₀19<i>_C</i>_;

hằng số plank <i>h</i>_6,625.1034<i>J</i>.<i>s</i>

, vận tốc của ánh sáng trong chân khơng <i>c</i>_3.108<i>m</i>/<i>s</i>_{. Bước sóng nhỏ nhất của}chùm tia Rơnghen phát ra

Chọn một đáp án dưới đâyA. ₄_,₁₄_.₁₀11<i>m</i>

B. ₃_,₁₄_.₁₀11<i>m</i>

C. ₁_,₆_.₁₀11<i>m</i>

D. ₂_,₂₅_.₁₀11<i>m</i>

<i><b>Đề bài này dùng để trả lời cho các câu 12, 13, 14:</b></i>

Trong một ống Rơghen, số electron đập vào catốt trong một giây là n = 5.1015_{hạt, vận tố mỗi hạt là 8.10}7_m/s<b>Bài 12: Tính cường độ dòng điện qua ống:</b>

A. 8.10-4_A _{B. 0,8.10}-4_A _{C. 3,12.10}24_A _{D. 0,32.10}-4_A<b>Bài 13: Tính hiệu điện thế giữa anốt và catốt biết vận tốc của electron khi rời Catôt bằng 0</b>

A. 18,2V B. 18,2kV C. 81,2kV D. 2,18kV

<b>Bài 14:. Tính bước sóng nhỏ nhất trong chùm tia Rơghen do ống phát ra:</b>

A. 0,68.10-9_m _{B. 0,86.10}-9_m _{C. 0,068.10}-9_m _{D. 0,086.10}-9_m

<b>Bài 15: Trong một ống Rơghen, biết hiệu điện thế giữa anốt và catốt là U = 2.10</b>6_{V. Hãy tính bước sóng nhỏ nhất}min

 của tia Rơghen do ống phát ra:

A. 0,62mm B. 0,62.10-6_m _{C. 0,62.10}-9_m _{D. 0,62.10}-12_m

<i><b>Đề bài này dùng để trả lời cho các câu 16,17,18:</b></i>

Chùm tia Rơghen phát ra từ ống Rơghen, người ta thấy có những tia có tần số lớn nhất và bằng 5.1019( )

max <i>Hz</i>

<i>f</i> 

<b>Bài 16: Tính động năng cực đại của electron đập vào đối catốt:</b>

</div><span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>Bài 17:. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của ống:</b>

A. 20,7kV B. 207kV C. 2,07kV D. 0,207kV

<b>Bài 18: Trong 20s người ta xác định có 10</b>18_{electron đập vào đối catốt. Tính cường độ dịng điện qua ống:}

A. 0,8A B. 0,08A C. 0,008A D. 0,0008A

<i><b>Đề bài này dùng để trả lời cho các câu 19,20,21,22:</b></i>

Một ống phát ra tia Rơghen, phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5.10-10_{m (bỏ qua sự tỏa nhiệt).}<b>Bài 19: tính năng lượng của photon tương ứng:</b>

A. 3975.10-19_J _{B. 3,975.10}-19_J _{C. 9375.10}-19_J _{D. 9,375.10}-19_J<b>Bài 20: Tính vận tốc của điện tử đập vào đối âm cực và hiệu điện thế giữa hai cực của ống:</b>

A.

629,6.10 /

2484

<i>v</i> <i>m s</i>

<i>U</i> <i>V</i>

�� 

� B.

6296.10 /

248, 4

<i>v</i> <i>m s</i>

<i>U</i> <i>V</i>

�� �C.

692,6.10 /

2484

<i>v</i> <i>m s</i>

<i>U</i> <i>V</i>

�� 

� D.

6926.10 /

248, 4

<i>v</i> <i>m s</i>

<i>U</i> <i>V</i>

�� �

<b>Bài 21: Khi ống hoạt động thì dịng điện qua ống là I = 2mA. Tính số điện tử đập vào đối âm cực trong mỗi giây:</b>

A. 125.1013 _{B. 125.10}14 _{B. 215.10}14 _{D. 215.10}13

<b>Bài 22: Tính nhiệt lượng tỏa ra trên đối âm cực trong một phút (giả sử toàn bộ năng lượng của electron khi đến đối</b>Catot đều biến thành nhiệt):

A. 298J B. 29,8J C, 928J D. 92,8J

<b>Bài 23: Một ống phát tia X có hiệu điện thế U=2.10</b>4_{V. Bỏ qua động năng ban đầu của e lúc ra khỏi ca tốt. Trả lời}các câu hỏi sau:

a. Vận tốc của e khi chạm tới ca tốt là bao nhiêu?

A. 0,838.108_{m/s; B. 0,838.10}6_{m/s ; C. 0,638.10}8_{m/s ; D. 0,740.10}8_{m/s .}b. Tính bước sóng cực tiểu của chùm tia X phát ra

A. 6,02.10-11_{m; B. 6,21.10}-11_{m; C. 5,12.10}-12_{m; D. 4,21.10}-12_m.c. Động năng của e khi dập vào đối ca tốt là bao nhiêu?

A. 4,2.10-15_{J; B. 3,8.10}-15_{J; C. 3,8.10}-16_{J; D. 3,2.10}-15_J.

<b>Bài 24:. Một ống Rơn-ghen phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5.10</b>-11_{m, cường độ dóng điện qua ống là}10mA.

a. Tính năng lượng của phơton Rơn-ghen tương ứng, hiệu điện thế đặt vào hai cực của ống Rơn- Ghen, vận tốc củaêlectron tới đập vào đối catơt?

b. Tính số êlectron đập vào đối catôt trong 1 phút?

c. Người ta làm nguội đối catơt bằng một dịng nước chảy qua đối catôt mà nhiệt độ lúc ra khỏi đối catôt lớn hơnnhiệt độ lúc vào là 400_{C. Tính khối lượng nươc chảy qua đối catôt trong 1 phút. Cho biết nhiệt dung riêng của nước}là 4200J/kg.K

<b>Bài 25: H.đ.th giữa catốt và đối âm cực của ống Rơnghen bằng 200KV . Cho biết electron phát ra từ catốt không</b>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

<b>* Sư dơng d÷ kiƯn sau:Một ống Rơnghen phát chùm tia Rơnghen có bớc sóng ngắn nhất là 5.10-11_m.</b><b>Cho: h = 6,62.10-34_{Js; c = 3.10}8_{m/s; m}</b>

<b>e = 9,1.10-31 kg; e = 1,6.10-19C.</b>

<b>Câu 26 : Động năng cực đại của êlectrôn khi đập vào đối catôt và hiệu điện thế giữa cực của ống có thể nhận giá trị</b>đúng nào trong các giá trị sau?

A. W® = 40,75.10-16_{J; U = 24,8.10}3_{V B. W® = 39,75.10}-16_{J; U = 26,8.10}3_VC. W® = 36,75.10-16_{J; U = 25,8.10}3_{V D. W}<b>_®_{= 39,75.10}-16_{J; U = 24,8.10}3_V</b>

<b>Câu 27 : Số êlectrôn đập vào đối catôt trong 10s là bao nhiêu? Biết dòng điện qua ống là 10 mA. Chọn kết quả đúng</b>trong các kết quả sau:

<b>A. n = 0,625.10</b>18_{h¹t B. n = 0,562.10}18_{h¹t C. n = 0,625.10}17_{hạt D. Một giá trị kh¸c.}

<b>* Sử dụng dữ kiện sau:Trong một ống Rơnghen, số êlectrôn đập vào đối catôt trong mỗi giây là n = 5.1015_hạt,</b><b>vận tốc mỗi hạt là 8.107_{m/s.Cho : m}</b>

<b>e = 9,1.10-31 kg; e = 1,6.10-19C c = 3.108 m/s; h = 6,625.10-34Js.</b>

</div><span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>Khối lợng riêng và nhiệt dung riêng của hạt bạch kim:D = 21.103_kg/m3_{; C = 120 J/kg.độ.}</b>

<b>Câu 28 : Cờng độ dòng điện qua ống và hiệu điện thế giữa hai cực ống có thể nhận những giá trị đúng nào sau đây?</b>Xem động năng của êlectrôn khi bứt khỏi catơt là rất nhỏ, có thể bỏ qua.

A. I = 0,8 A ; U = 18,2.103_{V B. I = 0,16 A ; U = 18,2.10}3_{V C. I = 0,8 A ; U = 18,2.10}5_{V D. Một giá trị khác.}<b>Câu 29 : Bớc sóng nhỏ nhất mà ống có thể phát ra bằng bao nhiêu? Chọn kết quả đúng trong các kết quả sau:</b>A.  = 0,068.10₀ -12_m _B.

0

 = 0,068.10-6_{m C.}0

= 0,068.10-9_m _{D. Một giá trị kh¸c.}

<b>Câu 30: Đối catơt là một khối bạch kim có điện tích bề mặt S = 1 cm</b>2_{, chiều dày h = 2 mm. Hỏi sau bao lâu khối}bạch kim nóng tới 1500 C0_{nếu khơng đợc làm nguội bằng thiết bị tản nhiệt. Giả sử 99,9% động năng của các}êlectrôn khi đập vào đối catôt chuyển thành nhiệt làm đốt nóng catơt và bỏ qua bức xạ nhiệt của nó. Chọn kết quảđúng trong các kết quả sau: A. t = 25 s B. t = 45 s C. t = 60 s D. t = 90 s.

<b>* Sö dụng dữ kiện sau:Trong chùm tia Rơnghen do một ống Rơnghen phát ra, thấy có những tia có tần số lín</b><b>nhÊt fmax = 5.1018Hz.Cho : me = 9,1.10-31 kg; e = 1,6.10-19C c = 3.108 m/s; h = 6,635.10-34Js.</b>

<b>Nhiệt dung riêng và khối lợng riêng của nớc là: C = 4186 J/kg.độ ; D = 103- _kg/m3_.</b>

<b>Câu 31: Hiệu điện thế giữa hai cực của ống và động năng cực đại của êlectrôn khi đập vào đối catôt có thể nhận giá</b>trị đúng nào trong các giá trị sau?

A. U = 2,07.106_{V ; W® = 3,3125.10}-16_{J B. U = 2,07.10}4_{V ; W® = 33,125.10}-16_JC. U = 3,07.104_{V ; W® = 33,125.10}-19_{J D. Một giá trị khác.}

<b>Cõu 32 : Trong 10s, ngời ta xác định đợc có 0,5.10</b>18_{hạt êlectrơn đập vào đối catơt. Cờng độ dịng điện qua ống có thể}nhận giá trị đúng nào trong các giá trị sau?

A. I = 8 mA B. I = 12 mA C. I = 6 mA D. Một giá trị khác .

<b>Cõu 33: i catơt đợc làm nguội bằng dịng nớc chảy luồn bên trong. Nhiệt độ ở lối ra cao hơn lối vào là 10</b>0_{C. Lu}l-ợng dòng nớc chảy trong ống theo đơn vị m3_{/s là bao nhiêu? Giả sử 100% động năng của chùm êlectrơn đều chuyển}thành nhiệt làm nóng catơt. Chọn kết quả đúng trong các kết quả sau:

A. L = 0,4 cm3_/s _{B. L = 5 cm}3_{/s C. L = 4 cm}3_/s _{D. Mét giá trị khác.}

<b>Cõu34 Trong mt ng Rnghen ngi ta to ra một hiệu điện thế không đổi U = 66250 V giữa hai cực. Tính tần số </b>lớn nhất của tia Rơnghen có thể bứt ra . Bỏ qua động năng ban đầu của electrôn khi bứt ra khỏi catốt. Cho

h=6,625.10-34_{J.s; A/ fmax = 1, 6.10}19_Hz_{B/ f}

max = 1, 6.10 -19 Hz C/ fmax = 16.1019 Hz C/ fmax = 1, 6.10-19 Hz

<b>C©u 35 : </b> <i><b>_{Chọn câu sai. Tia Rơnghen có những tính chất:}</b></i>

<b>A. Tia Rơnghen gây ra hiệu ứng quang điện.</b> <b>B. Tia Rơnghen làm ion hố mơi trường.</b><b>C. Xun qua được tấm chì dầy vài centimét.</b> <b>D. Tia Rơnghen làm phát quang mt s cht.</b><b>Câu 36 : Một ống Rơn ghen có UAK= 10kv với dòng điện trong ống là I = 1mA. Coi r»ng chØ cã 1% sè e </b>

đập vào đối catốt tạo ra tia X. Tính cơng suất chùm tia X có bớc sóng nhỏ nhất

<b>A. 9,9W</b> <b>B. 0,9W</b> <b>C. 0,1W</b> <b>D. 1W</b>

<b>C©u 37: </b> _{Catốt của té bào quang điện có cơng thốt A = 1,8eV dược chiếu bởi bức xạ có}_ _<i>_600nm</i>_từmột nguồn sáng có cơng suất 2mW. Dịng quang điện bằng bao nhiêu biết rằng cứ 1000 phơtơnchiếu tới thì có 2e bay ra.

<b>A. 0,002mA</b> <b>B. 2mA</b> <b>C. 0,002A</b> <b>D. 2A</b>

</div><!--links-->