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 (2).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.康普顿假设电子是自由电子，当光子与电子相互作用时，其过程可看成弹性碰撞，既遵守_守恒定律，又遵守_守恒定律，在碰撞中光子将能量_的一部分传递给电子，光子的能量减少，波长变长康普顿提出的理论与实验结果相符，从而进一步说明光具有_性答案能量动量h粒子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.下列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，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4白天的天空各处都是亮的，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 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、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故c错误；由、eh可知光子频率变小，波长变长，故a错误，d正确；由于光子速度是不变的，故b错误5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.6科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子假设光子与电子碰撞前的波长为，碰撞后的波长为，则碰撞过程中()a能量守恒，动量守恒，且b能量不守恒，动量不守恒，且c能量守恒，动量守恒，且答案c解析能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律光子与电子碰撞前光子的能量ehh，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量ehh，由e e，可知，选项c正确7频率为的光子，具有的能量为h，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射，散射后的光子()a虽改变原来的运动方向，但频率保持不变b光子将从电子处获得能量，因而频率将增大c散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反d由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率答案d解析光子与静止的电子碰撞的过程遵守动量守恒和能量守恒，由于电子获得一部分能量，则光子的能量减小，即频率降低，所以选项d正确8人类对光的本性的认识经历了曲折的过程下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()a牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的b光的双缝干涉实验显示了光具有波动性c麦克斯韦预言了光是一种电磁波d光具有波粒二象性答案bcd解析牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒，爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量，显然a错；干涉、衍射是波的特性，光能发生干涉说明光具有波动性，b正确；麦克斯韦根据光的传播不需要介质，以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等认为光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实了光的电磁说，c正确；光具有波动性与粒子性，称为光的波粒二象性，d正确9下列现象能说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光的反射和光电效应d泊松亮斑和光电效应答案d解析光的色散、光的反射可以从波动性和粒子性两方面分别予以理解，故a、c选项错误光的干涉、衍射现象只说明光的波动性，b选项错误泊松亮斑能说明光具有波动性，光电效应也说明光具有粒子性，故d选项正确10.在康普顿效应中，光子与电子发生碰撞后，关于散射光子的波长，下列说法正确的是()a一定变长b一定变短c可能变长，也可能变短d决定于电子的运动状态答案a解析因为光子入射的能量很大，比电子的能量要大得多，碰撞时，动量和能量都守恒，碰后一定是电子的动能增加，光子的能量减少，所以散射光子的波长一定变长，选项a正确11.(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通过单缝，那么该光子()a一定落在中央亮纹处b一定落在亮纹处c可能落在暗纹处d落在中央亮纹处的可能性最大答案cd解析根据光波是概率波的概念，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当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故c、d选项正确.12关于康普顿效应，下列说法不正确的是()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a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对、d对13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故选项c正确，a、b、d错误14白天的天空各处都是亮的，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，