2019_2020学年高中物理课时分层作业6康普顿效应及其解释（含解析）粤教版.docx

课时分层作业(六)(时间：45分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共8小题，每小题6分)1(多选)下列说法正确的是 ()A概率波就是机械波B物质波是一种概率波C概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则无法确定这个光子落在哪个点上BD机械波是振动在介质中的传播，而概率波是粒子所到达区域的机率大小可以通过波动的规律来确定，故其本质不同，A、C错，B对；由于光是一种概率波，光子落在哪个点上不能确定，D对2(多选)关于光的波粒二象性的理解正确的是()A大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著AD波粒二象性是光的根本属性，光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，B、C错误3(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子()A一定落在中央亮纹处B可能落在亮纹处C可能落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大BCD根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故B、C、D正确4如图，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器的铝箔有张角，则该实验()A只能证明光具有波动性B只能证明光具有粒子性C只能证明光能够发生衍射D证明光具有波粒二象性D弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射现象，证明了光具有波动性；验电器的铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确5关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是()A光的频率越高，衍射现象越容易看到B光的频率越高，粒子性越显著C大量光子产生的效果往往显示粒子性D光的波粒二象性否定了光的电磁说B光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故D错误光的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，越不易看到其衍射现象，故B正确，A错误大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故C错误6对光的认识，下列说法不正确的是()A个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在某些场合下光的粒子性表现明显C光是一种概率波，少量光子的行为易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出波动性，A选项正确；光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，B选项正确；粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，C选项错误，D选项正确7下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的是()A大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性D光既具有粒子性，又具有波动性，即光具有波粒二象性，大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性，A正确；在光的波粒二象性中，频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，B正确；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，C正确8为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法不正确的是 ()A使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B大量光子的运动规律显示出光的粒子性C个别光子的运动显示出光的粒子性D大量光子的运动规律显示出光的波动性B单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A、D正确，C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，C正确能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿效应，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该现象被称为逆康普顿效应，这一现象已被实验证实关于上述逆康普顿效应，下列说法正确的是()A该过程不遵循能量守恒定律B该过程不遵循动量守恒定律C散射光中存在波长变长的成分D散射光中存在频率变大的成分D康普顿认为X射线的光子与电子碰撞时要遵循能量守恒定律和动量守恒定律，可以推知，在逆康普顿效应中，同样遵循能量守恒定律与动量守恒定律，A、B错误；由题意可知，在逆康普顿散射的过程中，有能量从电子转移到光子，则光子的能量增大，根据公式Eh可知，散射光中存在频率变大的成分，或者说散射光中存在波长变短的成分，C错误，D正确2关于电子的运动规律，以下说法正确的是 ()A电子如果表现粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B电子如果表现粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C电子如果表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D电子如果表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C由于运动对应的物质波是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵循牛顿运动定律，A、B错误；大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，可确定电子在某点附近出现的概率，且概率遵循波动规律，C正确，D错误3(多选)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，其中不正确的是()A单个光子的运动没有确定的轨道B干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方C只有大量光子的行为才能表现出波动性D只有个别光子的行为才能表现出波动性D光波是概率波，单个光子没有确定的轨道，其到达某点的概率受波动规律支配，少数光子落点不确定体现粒子性，大量光子的行为符合统计规律，受波动规律支配，才表现出波动性，出现干涉中的亮纹或暗纹，故D错误，A、C正确；干涉条纹中的亮纹处是光子到达机会多的地方，暗纹处是光子到达机会少的地方，但也有光子到达，故B正确4(多选)关于光的波粒二象性，下列说法正确的是()A光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B光是波，与橡皮绳上的波相似C光的波动性是大量光子运动规律的表现，在干涉条纹中，那些光强度大的地方，光子到达的概率大D在宏观世界中波动性和粒子性是对立的，在微观世界是可以统一的CD由于波动性和粒子性是光同时具有的两种属性，不同于宏观观念中的波和粒子，故A、B选项错误在干涉实验中，光强度大的地方即为光子到达概率大的地方，表现为亮纹；光强度小的地方即为光子到达概率小的地方，表现为暗纹，故C选项正确在宏观世界中，牛顿的“微粒说”与惠更斯的“波动说”是相互对立的，只有在微观世界中，波动性与粒子性才能统一，故D选项正确二、非选择题(本题共2小题，共28分)5(14分)光具有波粒二象性，光子的能量h，其中频率表示波的特征，在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长的关系p.若某激光管以P60 W的功率发射波长663 nm的光束，试根据上述理论计算：(1)该管在1 s内发射出多少个光子？(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大？解析(1)光子不仅有能量，而且有动量，照射物体时，产生的作用力可根据动量定理求解设在时间t内发射出的光子数为n，光子频率为，每个光子的能量h，所以P(t1 s)，而解得n(个)2.01020(个)(2)在时间t内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n个光子的总动量为p总npn.根据动量定理有Ftp总，解得黑体表面对光子束的作用力为F N2.0107 N.又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力FF2.0107 N.答案(1)2.01020(2)2.0107 N6(14分)科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p)；(2)若太阳帆是黑色的