全优课堂·物理·选择性必修第三册(粤教版) 课后提升训练 试题及答案 第4章　第3、4、5节.docx

第四章第三、四、五节

基础对点练

考点1康普顿效应

1．(2024年新乡期末)物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，部分波长发生改变，这个现象称为康普顿效应，我国物理学家吴有训进一步证实了该效应的普遍性．如图所示，一个光子和一个静止的电子相互碰撞后，电子向某一个方向运动，光子沿另一个方向散射出去，下列说法正确的是()

A．散射光子的速度变小 B．散射光子的速度可能变大

C．散射光子的频率变小 D．散射光子的波长变短

【答案】C

【解析】散射后的光子速度不变，但能量减小，根据ε＝hν可知光子的频率变小，根据c＝λν可知光子的波长变长，故选C．

2．(2024年宿迁期末)“拉曼散射”是光通过介质时，入射光与分子相互作用而引起频率变化的散射．若入射光经过某介质发生散射后，光子频率减小，则()

A．光子的动量变小 B．光子的能量变大

C．光传播速度变大 D．光子的波长变短

【答案】A

【解析】根据p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(hν,c)可知光子的动量变小，波长变大，A正确，D错误；根据ε＝hν可知光子的能量变小，B错误；光的传播速度不变，C错误．

3．经研究证明，光子和电子相互作用发生光电效应还是康普顿效应，取决于电子的“自由”度．当光子能量和逸出功在同一数量级时，电子吸收光子，发生光电效应；当光子能量较大时，电子的逸出功几乎可以忽略，可看做是“自由”的，则发生康普顿效应，下列说法正确的是()

A．光电效应方程是从能量守恒的角度解释了光的粒子性

B．康普顿效应说明光具有波动性

C．光电效应说明了能量守恒，康普顿效应则解释了动量守恒，二者是矛盾的

D．金属只要被光照射的时间足够长，一定会发生光电效应

【答案】A

【解析】光电效应方程是爱因斯坦根据光量子假说和能量守恒定律得到的，A正确；康普顿效应是光子与电子的碰撞，体现了光的粒子性，但并未说明电子的波动性，B错误；根据题中说法，光电效应是在电子自由度较小的情况下，表现出的吸收特性，动量并不是不守恒，而是表现不出来，而康普顿效应是基于能量较大的光子与电子的碰撞，既体现动量守恒又体现能量守恒，二者并不矛盾，故C错误；电子对光子的吸收并不能累积，一次只能吸收一个光子，若吸收的光子能量小于金属逸出功，则不能发生光电效应，D错误．

4．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，这种现象叫康普顿散射，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，下列说法中正确的是()

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

【答案】D

【解析】康普顿认为X射线的光子与的电子碰撞时要遵守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，同样遵循能量守恒与动量守恒，A、B错误；由题可知，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E＝hγ＝eq\f(hc,λ)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．

考点2光的波粒二象性

5．关于光的本质下列说法正确的是()

A．康普顿效应说明光具有波动性

B．光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性

C．在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性

D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的

【答案】C

【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，而且光子不但具有能量，还有动量，A错误；在光的干涉、衍射现象中，光体现波动性，同时也具有粒子性，B错误；由于光具有波粒二象性，则在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性，C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，D错误．

6．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明()

A．光的本质是波 B．光的本质是粒子

C．少量光子的运动显示波动性 D．大量光子的运动显示波动性

【答案】D

【解析】由图可知，曝光时间较短时，底片上只出现一些不规则的点，说明了少量光子表现为粒子性，曝光时间较长时，光子达到的多的区域表现为亮条纹，而光子达到少的区域变现为暗条纹，光达到胶片不同位置的概率不相同，说明大量的光子表现为波动性，光具有波粒二象性，A、B、C错误，D正确．

7．(2024年石嘴山检测)关于波粒二象性，下列说法正确的是()

A．波动性和粒子性，在宏观现象和微观高速运动的现象中都是矛盾的、对立的

B．实物的运动都有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

C．光电效应现象揭示了光的波动性

D．康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面

【答案】D

【解析】波动性和粒子性是物质具有的特殊规律，在宏观现象和