Vật lý 12 DANG BAI TAP TIA X.doc

<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 ra
tia 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 biết
rằng 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>

14
max 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-ghen
b. 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>13
phơtơn. 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 W
b. 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 đây
A. 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.

6
29,6.10 /

2484

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

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

�
� 

� B.

6
296.10 /

248, 4

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

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

�
� 

�
C.

6
92,6.10 /

2484

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

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

�
� 

� D.

6
926.10 /

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 của
êlectron 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 hơn
nhiệt 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_V
C. 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 quả
đúng 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_J
C. 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>_từ
một nguồn sáng có cơng suất 2mW. Dịng quang điện bằng bao nhiêu biết rằng cứ 1000 phơtơn
chiếu 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-->