2013-2014高中物 5.2 康普頓效應(yīng)規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修.doc

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第2節(jié) 康普頓效應(yīng) (時(shí)間：60分鐘) 考查知識(shí)點(diǎn)及角度 難度及題號(hào) 基礎(chǔ) 中檔 稍難 對康普頓效應(yīng)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(shí)點(diǎn)一　對康普頓效應(yīng)的理解 1．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)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(yīng)中電子與光子組成的系統(tǒng)都服從動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律 B．兩種效應(yīng)都相當(dāng)于電子與光子的彈性碰撞過程 C．兩種效應(yīng)都屬于吸收光子的過程 D．光電效應(yīng)是吸收光子的過程，而康普頓效應(yīng)相當(dāng)于光子和電子彈性碰撞 的過程 解析　光電效應(yīng)吸收光子放出電子，其過程能量守恒，但動(dòng)量不守恒，康普 頓效應(yīng)相當(dāng)于光子與電子彈性碰撞的過程，并且遵守動(dòng)量守恒定律和能量守 恒定律，兩種效應(yīng)都說明光具有粒子性．故D正確． 答案　D 2．科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子．假設(shè)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(dòng)量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ<λ′ D．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ>λ′ 解析　能量守恒和動(dòng)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(shí)遵循這兩個(gè)守恒定律．光子與電子碰撞前光子 的能量E＝hν＝h，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，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(xiàng)C正確． 答案　C 3．發(fā)生光電效應(yīng)或康普頓效應(yīng)取決于入射光的波長，當(dāng)波長較短的X射線或γ射線入射時(shí)，產(chǎn)生________；當(dāng)波長較長的可見光或紫外光入射時(shí)，主要產(chǎn)生________． 答案　康普頓效應(yīng)　光電效應(yīng) 知識(shí)點(diǎn)二　光波粒二象性 4．下列實(shí)驗(yàn)中，能證實(shí)光具有粒子性的是 (　　)． A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn) C．光的圓孔衍射實(shí)驗(yàn) D．泊松亮斑實(shí)驗(yàn) 解析　光電效應(yīng)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(dòng)性．B、C、D錯(cuò)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(yīng) D．泊松亮斑和光電效應(yīng) 解析　光的色散、光的反射可以從波動(dòng)性和粒子性兩方面分別予以理解，故 A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．光的干涉、衍射現(xiàn)象只說明光的波動(dòng)性，B選項(xiàng)錯(cuò)誤．泊松 亮斑能說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性，故D選項(xiàng)正確． 答案　D 6．下列關(guān)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(dòng)性，有些光子表現(xiàn)出粒子性 B．光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)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(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)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(dòng)性， 個(gè)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(qiáng)，光的頻率越 低，波動(dòng)性越強(qiáng)，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 答案　D 7．關(guān)于物質(zhì)波，以下說法正確的是 (　　)． A．任何運(yùn)動(dòng)物體都具有波動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，并沒有確定的軌道 解析　任何運(yùn)動(dòng)物體都具有波動(dòng)性，選項(xiàng)A正確；湖面上形成的水波是機(jī)械 波而不是物質(zhì)波，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電子的動(dòng)量比質(zhì)子的動(dòng)量往往要小一些，由 λ＝知，電子的德布羅意波波長要長，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于電子的波動(dòng)性，核 外電子繞核運(yùn)動(dòng)不可能有確定的軌道，選項(xiàng)D正確． 答案　AD 8．人類對光的本性的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了曲折的過程．下列關(guān)于光的本性的陳述符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)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(shí)驗(yàn)顯示了光具有波動(dòng)性 C．麥克斯韋預(yù)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(rèn)為光是一種物質(zhì)微粒，愛因斯坦的“光子說”認(rèn) 為光是一份一份不連續(xù)的能量，顯然A錯(cuò)；干涉、衍射是波的特性，光能發(fā) 生干涉說明光具有波動(dòng)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(rèn)為光是一種電磁波，后來赫 茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁說，C正確；光具有波動(dòng)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(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入整個(gè)光強(qiáng)的95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)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(gè)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(dāng)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(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，如圖5－2－1所示四個(gè)示意圖所表示的實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)，可證明光的波動(dòng)性；圖③為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)， 可說明光的粒子性，故正確選項(xiàng)為B.圖①是α粒子散射實(shí)驗(yàn)；圖④是三種放 射線在電場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)． 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(dòng)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(dòng)性又具有粒子性，A正確． ②由c＝λν知B錯(cuò)． 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(cuò)． 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(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)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(cè)是紅色光，b側(cè)是紫色光 B．a(chǎn)側(cè)的光比b側(cè)的光粒子性顯著些 C．a(chǎn)側(cè)的光比b側(cè)的光波動(dòng)性顯著些 D．a(chǎn)側(cè)的光的動(dòng)量比b側(cè)光的動(dòng)量大 解析　由幾何光學(xué)知識(shí)可得，a側(cè)光為紫光，b側(cè)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(dòng)量 大． 答案　BD