教科版选修35涅槃凤凰再飞翔 光是波还是粒子 实物是粒子还是波 第1课时 作业 (1).docx

2.2涅槃凤凰再飞翔2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波1康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量图1给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向_运动，并且波长_(填“不变”、“变短”或“变长”)答案：1 变长解析 因光子与电子的碰撞过程动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由eh知，频率变小，再根据c知，波长变长2.康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量入射光和电子的作用可以看成弹性碰撞，则当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，如图1给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰撞过程中动量_(选填“守恒”或“不守恒”)，能量_(选填“守恒”或“不守恒”)，碰后光子可能沿_(选填“1”“2”或“3”)方向运动，并且波长_(选填“不变”、“变小”或“变长”)图1答案守恒守恒1变长解析光子与电子碰撞过程满足动量守恒和能量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一致，由矢量合成知识可知碰后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由eh知，频率变小，再根据c知，波长变长3.白天的天空到处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比()a频率变大 b速度变小c光子能量变大 d波长变长答案d解析光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量均增加，所以光子的动量、能量减小，由，eh可知光子频率变小，波长变长，故d正确由于光子速度是不变的，故b错误4.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是()a有的光是波，有的光是粒子b光子与电子是同样的一种粒子c光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著d大量光子的行为往往显示出粒子性答案c解析一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量；电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子光的波粒二象性的理论和实验表明，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光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著综上所述，本题正确答案为选项c.5关于康普顿效应，下列说法正确的是()a康普顿在研究x射线散射时，发现散射光的波长发生了变化，为波动说提供了依据bx射线散射时，波长改变的多少与散射角有关c发生散射时，波长较短的x射线或射线入射时，产生康普顿效应d爱因斯坦的光子说能够解释康普顿效应，所以康普顿效应支持粒子说答案bcd解析美国物理学家康普顿在研究x射线散射时，发现散射光波长发生了变化，这种现象用波动说无法解释，用光子说却可以解释，a错；波长改变的多少与散射角有关，b对；当波长较短时发生康普顿效应，较长时发生光电效应，c、d对6光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是()a两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律b两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程c两种效应都属于吸收光子的过程d光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程答案d解析光电效应吸收光子放出电子，其过程能量守恒，但动量不守恒，康普顿效应相当于光子与电子弹性碰撞的过程，并且遵守动量守恒定律和能量守恒定律，两种效应都说明光具有粒子性，故d正确7康普顿散射的主要特征是()a散射光的波长与入射光的波长全然不同b散射光的波长有些与入射光的相同，但有些变短了，散射角的大小与散射波长无关c散射光的波长有些与入射光的相同，但也有变长的，也有变短的d散射光的波长有些与入射光的相同，有些散射光的波长比入射光的波长长些，且散射光波长的改变量与散射角的大小有关答案d解析光子和电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长散射角不同，能量减少情况不同，散射光的波长也有所不同也有一部分光子与整个散射物的原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变故只有d正确8说明光具有粒子性的现象是()a光电效应 b光的干涉c光的衍射 d康普顿效应答案ad9关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是()a爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说b光电效应现象说明了光的粒子性c光波不同于机械波，它是一种概率波d光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一答案bc解析爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在一定条件下光是体现粒子性的，a错；光电效应说明光具有粒子性，说明光的能量是一份一份的，b对；光波在少量的情况下体现粒子性，大量的情况下体现波动性，所以c对；光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体，d错10.(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答案ad解析光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，d正确；大量光子的效果往往表现出波动性，a正确；光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，b错误；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，c错误借题发挥解答此类问题的关键是要理解以下知识要点：(1)光是一种波，同时也是一种粒子，也就是说光具有波粒二象性；(2)光的波动性在光的传播过程中体现出来，具有一定的波长和频率，能够发生干涉和衍射现象；(3)光的粒子性在它与物质的相互作用时体现出来，光子具有一定的能量(h)和动量(p)11一个沿着一定方向运动的光子和一个原来静止的自由电子相互碰撞，碰撞之后电子向某一方向运动，而光子沿着另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来入射时相比()a散射光子的能量减少b光子的能量增加，频率也增大c速度减小d波长减小答案a解析由于光子既具有能量，也具有动量，因此在碰撞过程中遵循能量守恒定律，所以光子能量减少，频率减小，波长增大12关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是()a波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性b光波频率越高，粒子性越明显c能量越大的光子其波动性越显著d个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性e光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下光的波动性表现明显答案c解析光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，或者说在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下光的波动性表现明显；个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性，a、d、e说法正确；光的频率越高，能量越大，粒子性相对波动性越明显，b说法正确、c说法错误13光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是()a两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律b两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程c两种效应都属于吸收光子的过程d光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程答案d解析光电效应吸收光子放出电子，其过程能量守恒，但动量不守恒，康普顿效应相当于光子与电子弹性碰撞的过程，并且遵守动量守恒定律和能量守恒定律，两种效应都说明光具有粒子性故d正确14(多选)说明光具有粒子性的现象是()a光电效应 b光的干涉