高中物理 第二章 波粒二象性 第三四節(jié) 康普頓效應(yīng)及其解釋 光的波粒二象性檢測(cè) 粵教版選修3-5

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第二章 波粒二象性 第三節(jié) 康普頓效應(yīng)及其解釋 第四節(jié) 光的波粒二象性 A級(jí)　抓基礎(chǔ) 1．愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，猜測(cè)光具有粒子性，從而提出光子假說(shuō)．從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō)，這屬于(　　) A．等效替代　　　 B．控制變量 C．?dāng)?shù)學(xué)歸納 D．科學(xué)假說(shuō) 解析：猜測(cè)光具有粒子性，從而提出光子假說(shuō)，這種科學(xué)研究的方法屬于科學(xué)假說(shuō)． 答案：D 2．(多選)光同時(shí)具有波及粒子的性質(zhì)，其粒子性可由(　　) A．光的干涉現(xiàn)象看出 B．光的衍射現(xiàn)象看出 C．光電效應(yīng)看出 D．康普頓效應(yīng)看出 解析：光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波的性質(zhì)，能說(shuō)明光具有粒子性的是光電效應(yīng)以及康普頓效應(yīng)．故選項(xiàng)C、D正確． 答案：CD 3．(多選)在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將會(huì)顯示衍射圖樣 B．單個(gè)光子通過(guò)狹縫后，底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣 C．光子通過(guò)狹縫的運(yùn)動(dòng)路線是直線 D．光的波動(dòng)性是大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 解析：個(gè)別或少數(shù)光子表現(xiàn)出光的粒子性，大量光子表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，通過(guò)狹縫的光子數(shù)也就足夠多，粒子的分布遵從波動(dòng)規(guī)律，底片上將會(huì)顯示出衍射圖樣，A、D選項(xiàng)正確．單個(gè)光子通過(guò)狹縫后，路徑是隨機(jī)的，底片上也不會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣，B、C選項(xiàng)錯(cuò)． 答案：AD 4．(多選)為了驗(yàn)證光的波粒二象性，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中將光屏換成照相底片，并設(shè)法減弱光的強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的狹縫，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣 B．使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的狹縫，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將出現(xiàn)不太清晰的雙縫干涉圖樣 C．大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示出光的波動(dòng)性 D．個(gè)別光子的運(yùn)動(dòng)顯示出光的粒子性 解析：?jiǎn)蝹€(gè)光子運(yùn)動(dòng)具有不確定性，大量光子落點(diǎn)的概率分布遵循一定規(guī)律，顯示出光的波動(dòng)性．使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)雙縫，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上會(huì)出現(xiàn)明顯的干涉圖樣，A、C對(duì)，B錯(cuò)；由光的波粒二象性知，個(gè)別光子的運(yùn)動(dòng)顯示出光的粒子性，D對(duì)． 答案：ACD 5．人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了曲折的過(guò)程．下列關(guān)于光的本性的敘述不符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是(　　) A．牛頓的“微粒說(shuō)”與愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”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(shuō)”認(rèn)為光是一群彈性粒子，與愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”本質(zhì)不同，光的干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光的波動(dòng)性，故A錯(cuò)，B、C、D對(duì)． 答案：A B級(jí)　提能力 6．根據(jù)愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”可知(　　) A．“光子說(shuō)”的本質(zhì)就是牛頓的“微粒說(shuō)” B．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光子的能量越小 C．一束單色光的能量可以連續(xù)變化 D．只有光子數(shù)很多時(shí)，光才具有粒子性 解析：愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”認(rèn)為光是一份一份的，是不連續(xù)的，它并不否定光的波動(dòng)性，而牛頓的“微粒說(shuō)”與波動(dòng)說(shuō)是對(duì)立的，因此A錯(cuò)誤．在愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”中光子的能量ε＝hν＝，可知波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光子的能量越小，因此B正確．某一單色光，波長(zhǎng)恒定，光子的能量也是恒定的，因此C錯(cuò)誤．大量光子表現(xiàn)為波動(dòng)性，而少數(shù)光子才表現(xiàn)為粒子性，因此D錯(cuò)誤． 答案：B 7．在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)100個(gè)光子中有96個(gè)通過(guò)雙縫后打到了觀察屏上的b處，則b處可能是(　　) A．亮紋 B．暗紋 C．既有可能是亮紋也有可能是暗紋 D．以上各種情況均有可能 解析：按波的概率分布的特點(diǎn)去判斷，由于大部分光子都落在b點(diǎn)，故b處一定是亮紋，A正確． 答案：A 8．頻率為ν的光子，具有的動(dòng)量為，將這個(gè)光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，光子將偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，這種現(xiàn)象稱為光的散射．散射后的光子(　　) A．雖改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向，但頻率保持不變 B．光子將從電子處獲得能量，因而頻率將增大 C．散射后光子的能量減小，因而光子的速度減小 D．由于電子受到碰撞，散射后的光子頻率低于入射光的頻率 解析：由動(dòng)量公式p＝，在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與電子碰撞時(shí)，要把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因而光子動(dòng)量變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，頻率變小．而光的傳播速度不變． 答案：D 9．粒子源產(chǎn)生某種粒子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過(guò)狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光．那么在熒光屏上將看到(　　) A．只有兩條亮紋　　 B．有多條明暗相間的條紋 C．沒(méi)有亮紋 D．只有一條亮紋 解析：由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)規(guī)律支配，對(duì)大量粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)屏上某點(diǎn)的概率，可以用波的特征進(jìn)行描述，即產(chǎn)生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋．故選B. 答案：B