粵教版選修35 光電效應(yīng) 光子 康普頓效應(yīng)及其解釋 第1課時 作業(yè).docx

2.1光電效應(yīng)2.2光子2.3康普頓效應(yīng)及其解釋1康普頓效應(yīng)證實了光子不僅具有能量，也有動量，如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運動方向，則碰后光子可能沿方向_運動，并且波長_(選填“不變”、“變短”或“變長”)解析:根據(jù)動量守恒定律知，光子與靜止電子碰撞前后動量守恒，相碰后合動量應(yīng)沿2方向，所以碰后光子可能沿1方向運動，由于動量變小，故波長應(yīng)變長答案:1 變長2光在折射率為n的介質(zhì)中波長為，則光子在真空中的能量為_，光子的動量為_解析光在介質(zhì)和真空中頻率不變，由n，得0n，則光子的能量eh；光子的動量p.答案3x射線散射后波長會改變，是由于x射線光子和物質(zhì)中電子_的結(jié)果解析：由于光子攜帶的能量h，則光子的動量應(yīng)為p，當(dāng)x射線光子和物質(zhì)光子發(fā)生碰撞時，電子獲得了一定的動量，根據(jù)動量守恒，得光子的動量減小，故波長改變答案：發(fā)生碰撞4下列現(xiàn)象能說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光的反射和光電效應(yīng)d泊松亮斑和光電效應(yīng)解析光的色散、光的反射可以從波動性和粒子性兩方面分別予以理解，故a、c選項錯誤光的干涉、衍射現(xiàn)象只說明光的波動性，b選項錯誤泊松亮斑能說明光具有波動性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性，故d選項正確答案d5關(guān)于電子云，下列說法正確的是()a電子云是真實存在的實體b電子云周圍的小黑點就是電子的真實位置c電子云上的小黑點表示的是電子的概率分布d電子云說明電子在繞原子核運動時有固定軌道解析由電子云的定義我們知道，電子云不是一種穩(wěn)定的概率分布，人們常用小圓點表示這種概率，小圓點的密疏代表電子在這一位置出現(xiàn)的概率大小，故只有c正確答案c6(單選)頻率為的光子，具有的動量為，將這個光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，光子將偏離原來的運動方向，這種現(xiàn)象稱為光的散射散射后的光子()a雖改變原來的運動方向，但頻率保持不變b光子將從電子處獲得能量，因而頻率將增大c散射后光子的能量減小，因而光子的速度減小d由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率低于入射光的頻率解析：選d.由動量公式p，在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與電子碰撞時，要把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因而光子動量變小，波長變長，頻率變小而光的傳播速度大小不變7有關(guān)光的本性，下列說法正確的是（）a光既具有波動性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對立的b光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質(zhì)點c光不具有波動性d由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性答案：d解析：19世紀(jì)初，人們成功地在實驗室中觀察到了光的干涉、衍射現(xiàn)象，這屬于波的特征，微粒說無法解釋這些現(xiàn)象；但19世紀(jì)末又發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，這種現(xiàn)象波動說不能解釋，證實光具有粒子性，因此，光既具有波動性，又具有粒子性，但光不同于宏觀的機械波和粒子，波動性和粒子性是光在不同的情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個不同側(cè)面，不同屬性，我們無法用其中一種去說明光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性選項d正確8（雙選）對光的認識，以下說法正確的是（）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光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的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：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯答案：ad解析：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，a正確；當(dāng)光和物質(zhì)作用時，是“一份一份”的，表現(xiàn)出粒子性，并不是光子間的相互作用，b錯誤；光的傳播表現(xiàn)為波動性，光的波動性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，只是表現(xiàn)明顯與否，不容易觀察并不說明不具有9下列敘述中不正確的有_a光的粒子性被光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)所證實b在粒子散射實驗的基礎(chǔ)上，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型c紅外線照射某金屬表面時發(fā)生了光電效應(yīng)，則紫外線也一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)d氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)過7.6天后就一定只剩下一個氡原子核【解析】紅外線的頻率比紫外線小，紫外線一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，半衰期是大量粒子統(tǒng)計的結(jié)果，d選項錯【答案】d10在演示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示這時_a鋅板帶正電，指針帶負電b鋅板帶正電，指針帶正電c鋅板帶負電，指針帶正電d鋅板帶負電，指針帶負電【解析】本題應(yīng)從光電效應(yīng)、驗電器原理來考慮解答鋅板原來不帶電，驗電器的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明鋅板在弧光燈的照射下發(fā)生了光電效應(yīng)，發(fā)生光電效應(yīng)時，鋅板向空氣中發(fā)射電子，所以鋅板帶正電，驗電器的指針亦帶正電故選b項【答案】b11物理學(xué)家做了一個有趣的實驗：在光屏處放上照相用的底片若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對這個實驗結(jié)果有下列認識_a曝光時間不太長時，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點，表現(xiàn)出光的波動性b單個光子通過雙縫后的落點可以預(yù)測c只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性d干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方【解析】少數(shù)光子落點不確定，到達某點的概率受波動規(guī)律支配，體現(xiàn)了粒子性大量光子的行為符合統(tǒng)計規(guī)律，受波動規(guī)律支配，體現(xiàn)了波動性，故只有d正確【答案】d1(單選)白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對太陽光散射的結(jié)果美國物理學(xué)家康普頓由于在這方面的研究而榮獲了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎假設(shè)一個運動的光子和一個靜止的自由電子碰撞以后，電子向 12.某一個方向運動，光子沿另一方向散射出去，則這個散射光子跟原來的光子相比()a頻率變大 b速度變小c光子能量變大 d波長變長答案d解析光子與自由電子碰撞時，遵守動量守恒和能量守恒，自由電子碰撞前靜止，碰撞后動量、能量均增加，所以光子的動量、能量減小，故c錯誤；由、h可知光子頻率變小，波長變長，故a錯誤、d正確；由于光子速度是不變的，故b錯誤13(雙選)說明光具有粒子性的現(xiàn)象是 ()a光電效應(yīng) b光的干涉c光的衍射 d康普頓效應(yīng)答案ad14(單選)關(guān)于光的本性，下列說法正確的是()a波動性和粒子性是相互矛盾和對立的，因此光具有波粒二象性是不可能的b光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質(zhì)點c大量光子具有波動性，個別光子具有粒子性d射線具有顯著的粒子性，而不具有波動性答案c解析由光的波粒二象性可知：光是同時具有波粒二象性的但是不同于宏觀的機械波和宏觀粒子，波動性和粒子性是光在不同情況下的表現(xiàn)，是同一客觀事物的兩個側(cè)面我們無法用一種學(xué)說去說明光的所有行為，只能認為光具有波粒二象性實際上光是一種概率波，即少數(shù)光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，綜上所述選項c正確15(雙選)為了驗證光的波粒二象性，在雙縫干涉實驗中將光屏換成照相底片，并設(shè)法減弱光的強度，下列說法正確的是()a使光子一個一個地通過雙縫干涉實驗裝置的單縫，如果時間足夠長，底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣b使光子一個一個地通過雙縫干涉實驗裝置的單縫，如果時間很短，底片上將出現(xiàn)不太清晰的雙縫干涉圖樣c大量光子的運動顯示光的波動性d個別光子的運動顯示光的粒子性，光只有波動性沒有粒性答案ac解析光的波動性是統(tǒng)計規(guī)律的結(jié)果，對個別光子我們無法判斷它落到哪個位置；對于大量光子遵循統(tǒng)計規(guī)律即大量光子的運動或曝光時間足夠長，顯示出光的波動性16照相底片上的感光物質(zhì)中的agbr分子在光照射下能分解，經(jīng)沖洗后就被記錄下來(這種現(xiàn)象稱為“光化效應(yīng)”，與光電效應(yīng)類似，只有入射光光子的能量大于某一數(shù)值，才能發(fā)生)已知分解一個agbr分子所需的最小能量約為1.01019 j，試探究分析這種照相底片感光的截止波長(即它能記錄的光的最大波長值)解析eh，而c，故 m2.0106 m.答案2.0106 m17.根據(jù)量子理論，光子的能量與動量p之間的關(guān)系為pc，其中c為光速由于光子有動量，照到物體表面的光子被吸收或反射都會對物體產(chǎn)生壓強，這就是光壓，用i表示(不考慮天體與反射體之間的萬有引力)一臺激光器發(fā)出的激光，功率為p0，射出的橫截面積為s，當(dāng)它垂直照射到物體表面并被物體全部反射時，激光對物體表面的壓力f2pn，其中n表示單位時間內(nèi)激光器射出的光子數(shù)，試用p0和s表示該束激光對物體產(chǎn)生的光壓解析：激光器的功率p0，而t1 s，已知激光對物體表面的壓力f2np，其中p.由i.答案：i18照相底片上的感光物質(zhì)中的agbr分子在光照射下能分解，經(jīng)沖洗后就被記錄下來（這種現(xiàn)象稱為“光化效應(yīng)”，與光電效應(yīng)類似，只有入射光光子的能量大于某一數(shù)值，才能發(fā)生）已知分解一個agbr分子所需的最小能量約為1.01019 j，試探