2013-2014高中物 5.2 康普頓效應規(guī)范訓練 魯科版選修.doc
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第2節(jié) 康普頓效應 (時間:60分鐘) 考查知識點及角度 難度及題號 基礎 中檔 稍難 對康普頓效應的理解 1、2、3 光的波粒二象性 4、5、6、7 8 綜合提升 9、10、11 12 知識點一 對康普頓效應的理解 1.光電效應和康普頓效應都包含有電子與光子的相互作用過程,對此下列說法正確的是 ( ). A.兩種效應中電子與光子組成的系統(tǒng)都服從動量守恒定律和能量守恒定律 B.兩種效應都相當于電子與光子的彈性碰撞過程 C.兩種效應都屬于吸收光子的過程 D.光電效應是吸收光子的過程,而康普頓效應相當于光子和電子彈性碰撞 的過程 解析 光電效應吸收光子放出電子,其過程能量守恒,但動量不守恒,康普 頓效應相當于光子與電子彈性碰撞的過程,并且遵守動量守恒定律和能量守 恒定律,兩種效應都說明光具有粒子性.故D正確. 答案 D 2.科學研究證明,光子有能量也有動量,當光子與電子碰撞時,光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子.假設光子與電子碰撞前的波長為λ,碰撞后的波長為λ′,則碰撞過程中 ( ). A.能量守恒,動量守恒,且λ=λ′ B.能量不守恒,動量不守恒,且λ=λ′ C.能量守恒,動量守恒,且λ<λ′ D.能量守恒,動量守恒,且λ>λ′ 解析 能量守恒和動量守恒是自然界的普遍規(guī)律,適用于宏觀世界也適用于 微觀世界.光子與電子碰撞時遵循這兩個守恒定律.光子與電子碰撞前光子 的能量E=hν=h,當光子與電子碰撞時,光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子, 光子的能量E′=hν′=h,由E >E′,可知λ<λ′,選項C正確. 答案 C 3.發(fā)生光電效應或康普頓效應取決于入射光的波長,當波長較短的X射線或γ射線入射時,產(chǎn)生________;當波長較長的可見光或紫外光入射時,主要產(chǎn)生________. 答案 康普頓效應 光電效應 知識點二 光波粒二象性 4.下列實驗中,能證實光具有粒子性的是 ( ). A.光電效應實驗 B.光的雙縫干涉實驗 C.光的圓孔衍射實驗 D.泊松亮斑實驗 解析 光電效應證明光具有粒子性,A正確.光的干涉和衍射可證明光具有 波動性.B、C、D錯誤. 答案 A 5.下列現(xiàn)象能說明光具有波粒二象性的是 ( ). A.光的色散和光的干涉 B.光的干涉和光的衍射 C.光的反射和光電效應 D.泊松亮斑和光電效應 解析 光的色散、光的反射可以從波動性和粒子性兩方面分別予以理解,故 A、C選項錯誤.光的干涉、衍射現(xiàn)象只說明光的波動性,B選項錯誤.泊松 亮斑能說明光具有波動性,光電效應說明光具有粒子性,故D選項正確. 答案 D 6.下列關于光的波粒二象性的理解,正確的是 ( ). A.大量的光子中有些光子表現(xiàn)出波動性,有些光子表現(xiàn)出粒子性 B.光在傳播時是波,而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子 C.高頻光是粒子,低頻光是波 D.波粒二象性是光的屬性,有時它的波動性顯著,有時它的粒子性顯著 解析 光的波粒二象性是光的屬性,不論其頻率的高低還是光在傳播或者是 與物質(zhì)相互作用,光都具有波粒二象性,大量光子的效果易呈現(xiàn)出波動性, 個別光子的效果易表現(xiàn)出粒子性,光的頻率越高,粒子性越強,光的頻率越 低,波動性越強,故A、B、C錯誤,D正確. 答案 D 7.關于物質(zhì)波,以下說法正確的是 ( ). A.任何運動物體都具有波動性 B.湖面上形成的水波就是物質(zhì)波 C.通常情況下,質(zhì)子比電子的波長長 D.核外電子繞核運動時,并沒有確定的軌道 解析 任何運動物體都具有波動性,選項A正確;湖面上形成的水波是機械 波而不是物質(zhì)波,選項B錯誤;電子的動量比質(zhì)子的動量往往要小一些,由 λ=知,電子的德布羅意波波長要長,選項C錯誤;由于電子的波動性,核 外電子繞核運動不可能有確定的軌道,選項D正確. 答案 AD 8.人類對光的本性的認識經(jīng)歷了曲折的過程.下列關于光的本性的陳述符合科學規(guī)律或歷史事實的是 ( ). A.牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質(zhì)上是一樣的 B.光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性 C.麥克斯韋預言了光是一種電磁波 D.光具有波粒二象性 解析 牛頓的“微粒說”認為光是一種物質(zhì)微粒,愛因斯坦的“光子說”認 為光是一份一份不連續(xù)的能量,顯然A錯;干涉、衍射是波的特性,光能發(fā) 生干涉說明光具有波動性,B正確;麥克斯韋根據(jù)光的傳播不需要介質(zhì),以 及電磁波在真空中的傳播速度與光速近似相等認為光是一種電磁波,后來赫 茲用實驗證實了光的電磁說,C正確;光具有波動性與粒子性,稱為光的波 粒二象性,D正確. 答案 BCD 9.在單縫衍射實驗中,中央亮紋的光強占從單縫射入整個光強的95%以上,假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫,那么該光子 ( ). A.一定落在中央亮紋處 B.一定落在亮紋處 C.可能落在暗紋處 D.落在中央亮紋處的可能性最大 解析 根據(jù)光的概念和波的概念,對于一個光子通過單縫落在何處,是不可 確定的,但概率最大的是落在中央亮紋處,當然也可落在其他亮紋處,還可 能落在暗紋處,不過落在暗紋處的概率很小,故C、D正確. 答案 CD 10.牛頓為了說明光的性質(zhì),提出了光的微粒說,如今人們對光的性質(zhì)已有了進一步的認識,如圖5-2-1所示四個示意圖所表示的實驗,能說明光的性質(zhì)的是 ( ). 圖5-2-1 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 解析 圖②為光的雙孔干涉實驗,可證明光的波動性;圖③為光電效應實驗, 可說明光的粒子性,故正確選項為B.圖①是α粒子散射實驗;圖④是三種放 射線在電場中偏轉(zhuǎn)的實驗. 答案 B 11.下列說法中正確的是 ( ). A.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性 B.光的頻率越大,波長越大 C.光的波長越大,光子的能量越大 D.光在真空的傳播速度為3.00108 m/s 解析 考查光的基本特性 ①光既具有波動性又具有粒子性,A正確. ②由c=λν知B錯. ③由愛因斯坦光子理論E=hν=h知波長越大,光子能量越小,C錯. ④任何光在真空中傳播速度均為3108 m/s.D正確. 答案 AD 圖5-2-2 12.如圖5-2-2所示,從點光源S發(fā)出的一細束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏ab間形成一條彩色光帶.下面的說法中正確的是 ( ). A.a(chǎn)側是紅色光,b側是紫色光 B.a(chǎn)側的光比b側的光粒子性顯著些 C.a(chǎn)側的光比b側的光波動性顯著些 D.a(chǎn)側的光的動量比b側光的動量大 解析 由幾何光學知識可得,a側光為紫光,b側光為紅光,紫光頻率比紅光 大,故粒子性比紅光顯著.紫光的波長比紅光小,由p=得,紫光的動量 大. 答案 BD- 配套講稿:
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