2019_2020學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)6康普頓效應(yīng)及其解釋粵教版

1、課時分層作業(yè)(六)(時間：45分鐘分值：100分)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題(本題共8小題，每小題6分)1(多選)下列說法正確的是()A概率波就是機(jī)械波B物質(zhì)波是一種概率波C概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若有一個光子，則無法確定這個光子落在哪個點(diǎn)上BD機(jī)械波是振動在介質(zhì)中的傳播，而概率波是粒子所到達(dá)區(qū)域的機(jī)率大小可以通過波動的規(guī)律來確定，故其本質(zhì)不同，A、C錯，B對；由于光是一種概率波，光子落在哪個點(diǎn)上不能確定，D對2(多選)關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是()A大量光子的行為往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B光在傳播時是波，而與物質(zhì)相互

2、作用時就轉(zhuǎn)變成粒子C高頻光是粒子，低頻光是波D波粒二象性是光的根本屬性，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著AD波粒二象性是光的根本屬性，光在傳播時波動性顯著，光與物質(zhì)相互作用時粒子性顯著，頻率高的光粒子性顯著，頻率低的光波動性顯著，B、C錯誤3(多選)在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入的整個光強(qiáng)的95%以上假設(shè)現(xiàn)在只讓一個光子能通過單縫，那么該光子()A一定落在中央亮紋處B可能落在亮紋處C可能落在暗紋處D落在中央亮紋處的可能性最大BCD根據(jù)光的概率波的概念，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，可達(dá)95%以上當(dāng)然也可能落在其他亮紋處，還可能落在

3、暗紋處，只不過落在暗處的概率很小而已，故B、C、D正確4如圖，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn)()A只能證明光具有波動性B只能證明光具有粒子性C只能證明光能夠發(fā)生衍射D證明光具有波粒二象性D弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，證明了光具有波動性；驗(yàn)電器的鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性，D正確5關(guān)于光的波粒二象性，下列說法中正確的是()A光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越容易看到B光的頻率越高，粒子性越顯著C大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性D光

4、的波粒二象性否定了光的電磁說B光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的電磁說，只是說某些情況下粒子性明顯，某些情況下波動性明顯，故D錯誤光的頻率越高，波長越短，粒子性越明顯，波動性越不明顯，越不易看到其衍射現(xiàn)象，故B正確，A錯誤大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，故C錯誤6對光的認(rèn)識，下列說法不正確的是()A個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動性B光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不具有波動性了D光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某些場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在某些場合下光的粒子性表

5、現(xiàn)明顯C光是一種概率波，少量光子的行為易顯示出粒子性，而大量光子的行為往往顯示出波動性，A選項(xiàng)正確；光的波動性不是由光子之間的相互作用引起的，而是光的一種屬性，這已被弱光照射雙縫后在膠片上的感光實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，B選項(xiàng)正確；粒子性和波動性是光同時具備的兩種屬性，C選項(xiàng)錯誤，D選項(xiàng)正確7下面關(guān)于光的波粒二象性的說法中，不正確的是()A大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性B頻率越大的光其粒子性越顯著，頻率越小的光其波動性越顯著C光在傳播時往往表現(xiàn)出波動性，光在跟物質(zhì)相互作用時往往表現(xiàn)出粒子性D光不可能同時既具有波動性，又具有粒子性BD光既具有粒子性，又具有波動性，即光具

6、有波粒二象性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，A正確；在光的波粒二象性中，頻率越大的光其粒子性越顯著，頻率越小的光其波動性越顯著，正確；光在傳播時往往表現(xiàn)出波動性，光在跟物質(zhì)相互作用時往往表現(xiàn)出粒子性，C正確8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，下列說法不正確的是()A使光子一個一個地通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的狹縫，如果時間足夠長，底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣B大量光子的運(yùn)動規(guī)律顯示出光的粒子性C個別光子的運(yùn)動顯示出光的粒子性D大量光子的運(yùn)動規(guī)律顯示出光的波動性B單個光子運(yùn)動具有不確定性，大量光子落點(diǎn)的概率分布遵循一定

7、規(guī)律，顯示出光的波動性使光子一個一個地通過雙縫，如果時間足夠長，底片上會出現(xiàn)明顯的干涉圖樣，A、D正確，C錯誤；由光的波粒二象性知，個別光子的運(yùn)動顯示出光的粒子性，C正確能力提升練一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1實(shí)驗(yàn)表明：光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時，光的波長會變長或者不變，這種現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng)，該過程遵循能量守恒定律和動量守恒定律如果電子具有足夠大的初速度，以至于在散射過程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則該現(xiàn)象被稱為逆康普頓效應(yīng)，這一現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)關(guān)于上述逆康普頓效應(yīng)，下列說法正確的是()A該過程不遵循能量守恒定律B該過程不遵循動量守恒定律C散射光中存在波長變長的成分D散射光中

8、存在頻率變大的成分AD康普頓認(rèn)為X射線的光子與電子碰撞時要遵循能量守恒定律和動量守恒定律，可以推知，在逆康普頓效應(yīng)中，同樣遵循能量守恒定律與動量守恒定律，、B錯誤；由題意可知，在逆康普頓散射的過程中，有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則光子的能量增大，根據(jù)公式Ehhc可知，散射光中存在頻率變大的成分，或者說散射光中存在波長變短的成分，C錯誤，D正確2關(guān)于電子的運(yùn)動規(guī)律，以下說法正確的是()A電子如果表現(xiàn)粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運(yùn)動，其運(yùn)動遵循牛頓運(yùn)動定律B電子如果表現(xiàn)粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運(yùn)動，其運(yùn)動遵循牛頓運(yùn)動定律C電子如果表現(xiàn)波動性，則無法用軌跡來描述它們的運(yùn)動，空間分布的概率遵循

9、波動規(guī)律D電子如果表現(xiàn)波動性，則可以用軌跡來描述它們的運(yùn)動，其運(yùn)動遵循牛頓運(yùn)動定律C由于運(yùn)動對應(yīng)的物質(zhì)波是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無法用軌跡描述其運(yùn)動，也不遵循牛頓運(yùn)動定律，A、B錯誤；大量電子表現(xiàn)出波動性，無法用軌跡描述其運(yùn)動，可確定電子在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率，且概率遵循波動規(guī)律，C正確，D錯誤3(多選)物理學(xué)家做了一個有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個一個地通過狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，對這個實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識，其中不正確的是()A單個光子的運(yùn)動

10、沒有確定的軌道B干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會較多的地方C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出波動性D只有個別光子的行為才能表現(xiàn)出波動性D光波是概率波，單個光子沒有確定的軌道，其到達(dá)某點(diǎn)的概率受波動規(guī)律支配，少數(shù)光子落點(diǎn)不確定體現(xiàn)粒子性，大量光子的行為符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，受波動規(guī)律支配，才表現(xiàn)出波動性，出現(xiàn)干涉中的亮紋或暗紋，故D錯誤，A、C正確；干涉條紋中的亮紋處是光子到達(dá)機(jī)會多的地方，暗紋處是光子到達(dá)機(jī)會少的地方，但也有光子到達(dá)，故B正確4(多選)關(guān)于光的波粒二象性，下列說法正確的是()A光的粒子性說明每個光子就像一個極小的球體B光是波，與橡皮繩上的波相似C光的波動性是大量光子運(yùn)動規(guī)律的表現(xiàn)，在干涉

11、條紋中，那些光強(qiáng)度大的地方，光子到達(dá)的概率大D在宏觀世界中波動性和粒子性是對立的，在微觀世界是可以統(tǒng)一的CD由于波動性和粒子性是光同時具有的兩種屬性，不同于宏觀觀念中的波和粒子，故A、B選項(xiàng)錯誤在干涉實(shí)驗(yàn)中，光強(qiáng)度大的地方即為光子到達(dá)概率大的地方，表現(xiàn)為亮紋；光強(qiáng)度小的地方即為光子到達(dá)概率小的地方，表現(xiàn)為暗紋，故C選項(xiàng)正確在宏觀世界中，牛頓的“微粒說”與惠更斯的“波動說”是相互對立的，只有在微觀世界中，波動性與粒子性才能統(tǒng)一，故D選項(xiàng)正確二、非選擇題(本題共2小題，共28分)5(14分)光具有波粒二象性，光子的能量h，其中頻率表示波的特征，在愛h因斯坦提出光子說之后，法國物理學(xué)家德布羅意提出了

12、光子動量p與光波波長的關(guān)系p.若某激光管以P60W的功率發(fā)射波長663nm的光束，試根據(jù)上述理論計(jì)算：P(t1s)，而Pt601663109hc6.6310343108(1)該管在1s內(nèi)發(fā)射出多少個光子？(2)若光束全部被某黑體表面吸收，那么該黑體表面所受到光束對它的作用力F為多大？解析(1)光子不僅有能量，而且有動量，照射物體時，產(chǎn)生的作用力可根據(jù)動量定理求解設(shè)在時間t內(nèi)發(fā)射出的光子數(shù)為n，光子頻率為，每個光子的能量h，所以nhct解得n(個)2.01020(個)(2)在時間t內(nèi)激光管發(fā)射出的光子全部被黑體表面吸收，光子的末動量變?yōu)榱悖瑩?jù)題h中信息可知，n個光子的總動量為p總npn.，解得黑體表面對光子束的作用力為Fp總tttc3108根據(jù)動量定理有FtpnhP60N總nh2.0107N.又根據(jù)牛頓第三定律，光子束對黑體表面的作用力FF2.0107N.答案(1)2.01020(2)2.0107Nmm6(14分)科學(xué)家設(shè)想未來的宇航事業(yè)中利用太陽帆來加速星際飛船，設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到的光子數(shù)為n，光子平均波長為，太陽帆面積為S，反射率100%，設(shè)太陽光垂直射到太陽帆上，飛船總質(zhì)量為m.h(1)求飛船加速度的表達(dá)式(光子動量p)；(2)若太陽帆是黑色的，飛船的加速度又為多少？解析(1)光子垂直射