高中物理粤教版选修3-5同步练习课时跟踪检测（九）+康普顿效应及其解释+Word版含解析

课时跟踪检测（九） 康普顿效应及其解释
一、选择题(第1～2题为单选题，第3题为多选题)
1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子假说。从科学研究的方法来说，这属于(　　)
A．等效替代　　　　　 B．控制变量
D．数学归纳 D．科学假说
解析：选D　由猜测光具有粒子性，从而提出光子假说，这种科学研究的方法属于科学假说。
2．如图所示为康普顿效应示意图，真空中光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向。设碰前光子频率为ν，碰后为ν′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是(　　)
A．可能沿图中①方向 B．可能沿图中②方向
C．ν＝ν′ D．ν＜ν′
解析：选B　光子与电子碰撞过程中动量守恒，故沿②方向运动，光子与电子碰撞后，它的能量变小，即频率变小，ν′＜ν，故B正确。
3．光同时具有波及粒子的性质，其粒子性可由(　　)
A．光的干涉现象看出 B．光的衍射现象看出
C．光电效应看出 D．康普顿效应看出
解析：选CD　光的干涉和衍射现象说明光具有波的性质，能说明光具有粒子性的是光电效应以及康普顿效应。故选项C、D对。
二、非选择题
4．一种X射线，每个光子具有4×104 eV的能量，此X射线的波长是多少？
解析：由ε＝hν＝h得
λ＝＝ m＝3.1×10－11 m。
答案：3.1×10－11 m。
5.1922年美国物理学家康普顿，在研究石墨中的电子对X射线的散射时，发现有些散射波波长比入射波的波长略大，他认为这是光子和电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。如图所示，设入射的X射线的频率为ν，电子静止。
(1)入射时X射线的光子能量、动量各是多少？
(2)经散射后X散射的光子能量和动量分别是多大？
解析：(1)根据光子假说可知，入射时X射线的光子能量为hν，动量为。
(2)经散射后X射线的光子能量为hν′，动量为。
答案：(1)hν　　(2)hν′　
6．人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，试求人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率和一个绿光光子的动量。
解析：每秒钟眼睛接收到光子的能量
ε总＝nε＝nhν＝nh
故人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率
P＝＝＝ W
＝2.25×10－18 W。
绿光光子的动量
p＝＝ kg·m/s
＝1.25×10－27 kg·m/s。
答案：2.25×10－18 W　1.25×10－27 kg·m/s
7．已知X光子的能量为0.6 MeV，在康普顿散射后，波长变化了20%，求反冲电子的能量。
解析：设入射光子的波长为λ0，则散射光子的波长应为：
λ＝(1＋20%)λ0＝1.2λ0
由ε＝?ε＝ε0＝＝0.5 MeV
据能量守恒，反冲电子获得的动能为：
Ek＝ε0－ε＝0.1 MeV。
答案：0.1 MeV