粵教版選修35 光電效應(yīng) 光子 康普頓效應(yīng)及其解釋 第1課時(shí) 作業(yè).docx

2.1光電效應(yīng)2.2光子2.3康普頓效應(yīng)及其解釋1康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量，如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子可能沿方向_運(yùn)動(dòng)，并且波長(zhǎng)_(選填“不變”、“變短”或“變長(zhǎng)”)解析:根據(jù)動(dòng)量守恒定律知，光子與靜止電子碰撞前后動(dòng)量守恒，相碰后合動(dòng)量應(yīng)沿2方向，所以碰后光子可能沿1方向運(yùn)動(dòng)，由于動(dòng)量變小，故波長(zhǎng)應(yīng)變長(zhǎng)答案:1 變長(zhǎng)2光在折射率為n的介質(zhì)中波長(zhǎng)為，則光子在真空中的能量為_，光子的動(dòng)量為_解析光在介質(zhì)和真空中頻率不變，由n，得0n，則光子的能量eh；光子的動(dòng)量p.答案3x射線散射后波長(zhǎng)會(huì)改變，是由于x射線光子和物質(zhì)中電子_的結(jié)果解析：由于光子攜帶的能量h，則光子的動(dòng)量應(yīng)為p，當(dāng)x射線光子和物質(zhì)光子發(fā)生碰撞時(shí)，電子獲得了一定的動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量守恒，得光子的動(dòng)量減小，故波長(zhǎng)改變答案：發(fā)生碰撞4下列現(xiàn)象能說(shuō)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(shuō)明光的波動(dòng)性，b選項(xiàng)錯(cuò)誤泊松亮斑能說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，故d選項(xiàng)正確答案d5關(guān)于電子云，下列說(shuō)法正確的是()a電子云是真實(shí)存在的實(shí)體b電子云周圍的小黑點(diǎn)就是電子的真實(shí)位置c電子云上的小黑點(diǎn)表示的是電子的概率分布d電子云說(shuō)明電子在繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)有固定軌道解析由電子云的定義我們知道，電子云不是一種穩(wěn)定的概率分布，人們常用小圓點(diǎn)表示這種概率，小圓點(diǎn)的密疏代表電子在這一位置出現(xiàn)的概率大小，故只有c正確答案c6(單選)頻率為的光子，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由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率低于入射光的頻率解析：選d.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大小不變7有關(guān)光的本性，下列說(shuō)法正確的是（）a光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對(duì)立的b光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)c光不具有波動(dòng)性d由于光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，無(wú)法只用其中一種去說(shuō)明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性答案：d解析：19世紀(jì)初，人們成功地在實(shí)驗(yàn)室中觀察到了光的干涉、衍射現(xiàn)象，這屬于波的特征，微粒說(shuō)無(wú)法解釋這些現(xiàn)象；但19世紀(jì)末又發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，這種現(xiàn)象波動(dòng)說(shuō)不能解釋，證實(shí)光具有粒子性，因此，光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，但光不同于宏觀的機(jī)械波和粒子，波動(dòng)性和粒子性是光在不同的情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個(gè)不同側(cè)面，不同屬性，我們無(wú)法用其中一種去說(shuō)明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性選項(xiàng)d正確8（雙選）對(duì)光的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法正確的是（）a個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性b光的波動(dòng)性是由于光子間的相互作用而形成的c光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不具有波動(dòng)性了d光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，在另外某種場(chǎng)合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯答案：ad解析：個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性，a正確；當(dāng)光和物質(zhì)作用時(shí)，是“一份一份”的，表現(xiàn)出粒子性，并不是光子間的相互作用，b錯(cuò)誤；光的傳播表現(xiàn)為波動(dòng)性，光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，只是表現(xiàn)明顯與否，不容易觀察并不說(shuō)明不具有9下列敘述中不正確的有_a光的粒子性被光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)所證實(shí)b在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型c紅外線照射某金屬表面時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，則紫外線也一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)d氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)過(guò)7.6天后就一定只剩下一個(gè)氡原子核【解析】紅外線的頻率比紫外線小，紫外線一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，半衰期是大量粒子統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，d選項(xiàng)錯(cuò)【答案】d10在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，如圖所示這時(shí)_a鋅板帶正電，指針帶負(fù)電b鋅板帶正電，指針帶正電c鋅板帶負(fù)電，指針帶正電d鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電【解析】本題應(yīng)從光電效應(yīng)、驗(yàn)電器原理來(lái)考慮解答鋅板原來(lái)不帶電，驗(yàn)電器的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明鋅板在弧光燈的照射下發(fā)生了光電效應(yīng)，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，鋅板向空氣中發(fā)射電子，所以鋅板帶正電，驗(yàn)電器的指針亦帶正電故選b項(xiàng)【答案】b11物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在光屏處放上照相用的底片若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識(shí)_a曝光時(shí)間不太長(zhǎng)時(shí)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)，表現(xiàn)出光的波動(dòng)性b單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測(cè)c只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性d干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方【解析】少數(shù)光子落點(diǎn)不確定，到達(dá)某點(diǎn)的概率受波動(dòng)規(guī)律支配，體現(xiàn)了粒子性大量光子的行為符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，受波動(dòng)規(guī)律支配，體現(xiàn)了波動(dòng)性，故只有d正確【答案】d1(單選)白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對(duì)太陽(yáng)光散射的結(jié)果美國(guó)物理學(xué)家康普頓由于在這方面的研究而榮獲了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)假設(shè)一個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子碰撞以后，電子向 12.某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一方向散射出去，則這個(gè)散射光子跟原來(lái)的光子相比()a頻率變大 b速度變小c光子能量變大 d波長(zhǎng)變長(zhǎng)答案d解析光子與自由電子碰撞時(shí)，遵守動(dòng)量守恒和能量守恒，自由電子碰撞前靜止，碰撞后動(dòng)量、能量均增加，所以光子的動(dòng)量、能量減小，故c錯(cuò)誤；由、h可知光子頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故a錯(cuò)誤、d正確；由于光子速度是不變的，故b錯(cuò)誤13(雙選)說(shuō)明光具有粒子性的現(xiàn)象是 ()a光電效應(yīng) b光的干涉c光的衍射 d康普頓效應(yīng)答案ad14(單選)關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法正確的是()a波動(dòng)性和粒子性是相互矛盾和對(duì)立的，因此光具有波粒二象性是不可能的b光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)c大量光子具有波動(dòng)性，個(gè)別光子具有粒子性d射線具有顯著的粒子性，而不具有波動(dòng)性答案c解析由光的波粒二象性可知：光是同時(shí)具有波粒二象性的但是不同于宏觀的機(jī)械波和宏觀粒子，波動(dòng)性和粒子性是光在不同情況下的表現(xiàn)，是同一客觀事物的兩個(gè)側(cè)面我們無(wú)法用一種學(xué)說(shuō)去說(shuō)明光的所有行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性實(shí)際上光是一種概率波，即少數(shù)光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，綜上所述選項(xiàng)c正確15(雙選)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)裝置的單縫，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)裝置的單縫，如果時(shí)間很短，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)顯示光的波動(dòng)性d個(gè)別光子的運(yùn)動(dòng)顯示光的粒子性，光只有波動(dòng)性沒有粒性答案ac解析光的波動(dòng)性是統(tǒng)計(jì)規(guī)律的結(jié)果，對(duì)個(gè)別光子我們無(wú)法判斷它落到哪個(gè)位置；對(duì)于大量光子遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律即大量光子的運(yùn)動(dòng)或曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，顯示出光的波動(dòng)性16照相底片上的感光物質(zhì)中的agbr分子在光照射下能分解，經(jīng)沖洗后就被記錄下來(lái)(這種現(xiàn)象稱為“光化效應(yīng)”，與光電效應(yīng)類似，只有入射光光子的能量大于某一數(shù)值，才能發(fā)生)已知分解一個(gè)agbr分子所需的最小能量約為1.01019 j，試探究分析這種照相底片感光的截止波長(zhǎng)(即它能記錄的光的最大波長(zhǎng)值)解析eh，而c，故 m2.0106 m.答案2.0106 m17.根據(jù)量子理論，光子的能量與動(dòng)量p之間的關(guān)系為pc，其中c為光速由于光子有動(dòng)量，照到物體表面的光子被吸收或反射都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是光壓，用i表示(不考慮天體與反射體之間的萬(wàn)有引力)一臺(tái)激光器發(fā)出的激光，功率為p0，射出的橫截面積為s，當(dāng)它垂直照射到物體表面并被物體全部反射時(shí)，激光對(duì)物體表面的壓力f2pn，其中n表示單位時(shí)間內(nèi)激光器射出的光子數(shù)，試用p0和s表示該束激光對(duì)物體產(chǎn)生的光壓解析：激光器的功率p0，而t1 s，已知激光對(duì)物體表面的壓力f2np，其中p.由i.答案：i18照相底片上的感光物質(zhì)中的agbr分子在光照射下能分解，經(jīng)沖洗后就被記錄下來(lái)（這種現(xiàn)象稱為“光化效應(yīng)”，與光電效應(yīng)類似，只有入射光光子的能量大于某一數(shù)值，才能發(fā)生）已知分解一個(gè)agbr分子所需的最小能量約為1.01019 j，試探