2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：5.2康普顿效应 同步练习（含解析）

5.2康普顿效应
1．下列四幅示意图所表示的实验中，能说明光具有粒子性的是（　　）
A． B．
C． D．
2．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．图中给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿那个方向运动，波长如何变化
A．3、变长 B．1、变短 C．1、变长 D．2、不变
3．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中不正确的是( )
A．康普顿效应证实了光子像其他粒子一样，不但具有动能，也具有动量
B．氡222的半衰期为3.8天，则质量为4 g的氡222经过7.6天还剩下1 g的氡222
C．玻尔理论解释了原子发射出来的光子其谱线为什么是不连续的
D．重核裂变为几个中等质量的核，则其平均核子质量会增加
4．通过对自然现象及实验现象的仔细观察和深入研究，物理学家得出科学的结论，推动了物理学的发展。下列说法符合事实的是（ ）
A．光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性
B．卢瑟福用人工转变的方法发现了质子，并预言了中子的存在
C．玻尔的原子理论成功地解释了原子发光的现象
D．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子中存在原子核的观点
5．人类在研究光、原子结构及核能利用等方面经历了漫长的过程，我国在相关研究领域虽然起步较晚，但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列，有关原子的相关知识，下列说法正确的是
A．卢瑟福最先发现电子，并提出了原子的核式结构学说
B．光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量
C．原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的
D．一个铍核（）和一个粒子反应后生成一个碳核，并放出一个中子和能量，核反应方程为
6．下列关于光的本性的说法中正确的是（ ）．
A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著
7．对光的认识，下列说法错误的是（　　）
A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性
B．光的波动是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了
D．光的波动二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显
8．下列说法正确的是（　　）
A．康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略小
B．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态的量子数越大，核外电子动能越大
C．在研究光电效应现象实验中，饱和光电流的大小与入射光的强弱无关
D．平均结合能小的原子核结合成或分裂成平均结合能大的原子核时一定会放出核能
9．光能够发生干涉和衍射现象，说明
A．光具有波动性 B．光具有粒子性
C．光具有波粒二象性 D．光沿直线传播
10．下列四幅图涉及光的粒子性和波动性，其中说法正确的是（ ）
A．甲图的光电效应实验说明光具有波粒二象性
B．乙图说明，在光电效应中，同一单色入射光越强，饱和电流越大
C．丙图的“泊松亮斑”说明光具有波动性，是光通过小圆孔时发生衍射形成的
D．丁图的康普顿效应表明光子具有动量，揭示了光的粒子性的一面
11．下述实验或现象中，能够说明光具有粒子性的是（　　）
A．光电效应 B．天然放射现象 C．原子的线状光谱 D．康普顿效应
12．下列关于光的干涉和衍射说法中正确的是________
A．双缝干涉证明光具有波动性，单缝衍射证明光具有粒子性
B．双缝干涉是两束相干光叠加出现的干涉现象；薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后叠加形成的干涉现象
C．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
D．双缝干涉时，双缝间距越小，干涉条纹间距越大
E.泊松亮斑是衍射现象，证明了光具有波动性
13．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图A、B、C所示的图像，该实验现象说明：个别光子的行为往往显示出__________，大量光子的行为往往显示出__________ （选填“粒子性”、“波动性”、或“波粒二象性”） 。
参考答案
1．C
【解析】
A.粒子散射实验说明了原子的核式结构，故A错误；
B.单缝干涉实验说明光具有波动性，故B错误；
C.光电效应说明光具有粒子性，故C正确；
D.放射线在电场中偏转是根据带点粒子的偏转方向确定放射线的电性，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
光子与电子碰撞过程系统动量守恒,系统动量的矢量和不变,碰前动量向右,故碰撞后系统的动量的矢量和也向右,故碰后光子可能沿方向1振动;因为电子动能增加,故光子动减量小,根据,光子的频率减小,根据,波长变长;故C正确；ABD错误．故选C
3．D
【解析】
A．康普顿效应证实了光子像其他粒子一样，不但具有动能，也具有动量，选项A正确；
B．氡222的半衰期为3.8天，则质量为4g的氡222经过7.6天还剩下
的氡222，项B正确；
C．玻尔理论解释了原子发射出来的光子其谱线为什么是不连续的，选项C正确；
D．无论是重核裂变还是轻核聚变，组成原子核的核子的平均质量均会减小，故D错误。
故选D。
4．B
【解析】
A．光电效应、康普顿效应都说明光具有粒子性，故A错误；
B．卢瑟福用人工转变的方法发现了质子，并预言了中子的存在，故B正确；
C．玻尔的原子理论没有完全成功地解释原子发光现象，故C错误；
D．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，认为原子核有内部结构，故D错误；
故选B。
5．B
【解析】
A、汤姆孙最先发现电子，卢瑟福提出了原子的核式结构学说，故选项A错误；
B、光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，光电效应说明光子具有能量，康普顿效应可以说明光子具有动量，故选项B正确；
C、射线是高速电子流，来自原子核内部中子的衰变，故选项C错误；
D、该核反应方程中，质量数不守恒，故选项D错误。
6．C
【解析】
A．牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，实际上是不科学的。惠更斯提出了“波动说”，光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，才能圆满说明光的本性。故A错误。
B．光具有波粒二象性，但不能把光看成宏观概念上的波。光的粒子性要求把光看成微观概念上的粒子。故B错误。
C．干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。故C正确。
D．频率低、波长长的光，波动性特征显著；频率高、波长短的光，粒子性特征显著。故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
A．根据波粒二象性可知个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性，A正确；
BCD．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的，光的波粒二象性可理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显，但两者不矛盾，不能说光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了，BD正确，C错误。本题选错误的。
故选C。
8．D
【解析】
A．康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大，A错误；
B．氢原子处于激发态的量子数越大，电子绕原子核运动的轨道半径越大，运动的线速度越小，动能越小，B错误；
C．饱和光电流的大小由光照强度决定，光照强度越大，饱和光电流越大，C错误；
D．平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，故平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能，D正确。
故选D。
9．A
【解析】
AB．干涉和衍射是波的特有现象。故光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，不能说明光的粒子性，A正确，B错误；
C．干涉和衍射现象不能说明光的粒子性，也就不能说明光具有波粒二象性，C错误；
D．光能够发生干涉和衍射现象，能说明光可能不沿直线传播，D错误。
故选A。
10．BD
【解析】
A．甲图的光电效应实验说明光具有微粒性，选项A错误；
B．乙图中，黄光的强度越大，饱和光电流越大，即说明在光电效应中，同一单色入射光越强，饱和电流越大，选项B正确；
C．丙图的“泊松亮斑”说明光具有波动性，是光通过小圆板时发生衍射形成的，选项C错误；
D．丁图的康普顿效应表明光子具有动量，揭示了光的粒子性的一面，选项D正确。
故选BD。
11．AD
【解析】
AD．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，选项AD正确；
BC．天然放射现象以及原子的线状光谱不能说明光具有粒子性，选项BC错误。
故选AD。
12．BDE
【解析】
A．双缝干涉证明光具有波动性，单缝衍射也证明光具有波动性，选项A错误；
B．双缝干涉是两束相干光叠加出现的干涉现象；薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后叠加形成的干涉现象，选项B正确；
C．照相机镜头镀有增透膜，增透膜的厚度为绿光在增透膜内波长的，各种色光的波长不同，不可能让各种色光都发生干涉相消，故C错误；
D．根据，双缝干涉时，双缝间距d越小，干涉条纹间距越大，选项D正确；
E．泊松亮斑是衍射现象，证明了光具有波动性，选项E正确；
故选BDE.
13．粒子性 波动性
【解析】
[1][2]．少量的光子所能到达的位置不能确定，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，单个光子所到达哪个位置是个概率问题；只有当大量光子却表现出波动性，即光子到达哪个位置是一个概率问题，故此实验表明了光是一种概率波．