山东省济南中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：5.2康普顿效应 课时训练（含解析）

5.2康普顿效应
1．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，则
A．图像(a)表明光具有粒子性
B．图像(c)表明光具有波动性
C．用紫外光观察不到类似的图像
D．实验表明光是一种概率波
2．下列说法正确的是______．
A．太阳辐射能量与目前采用核电站发电的能量均来自核聚变反应
B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构
C．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，能辐射6种不同频率的光子
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小
E.康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性
3．下列说法正确的是( )
A．方程式 是重核裂变反应方程
B．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性
C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的
D．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想
4．下列说法正确的是
A．光和电子都具有波粒二象性
B．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
C．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定
D．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
5．下列叙述的情况中正确的是 ( )
A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样
B．光是波，与橡皮绳上的波类似
C．光是波，但与宏观概念的波有本质的区别
D．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的
6．下列说法正确的是
A．光子就像宏观现象中的微粒 B．光子说否定了光的电磁说
C．光电效应证明了光具有粒子性 D．双缝干涉现象证明了光具有波动性
7．关于光的本性，下列说法中正确的是（　　）
A．光电效应现象表明在一定条件下，光子可以转化为电子
B．光电效应实验中，只有光的强度足够大时，才能观察到光电流
C．光在传播过程中表现为粒子性，在与物质相互作用时表现为波动性
D．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量
8．下列说法正确的是（ ）
A．原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的线状谱
B．天然放射现象揭示了原子具有核式结构
C．光电效应揭示了光子不仅具有能量还具有动量
D．比结合能越小的原子核中核子结合的越牢固
9．下列说法正确的是
A．太阳内部发生的核反应是重核裂变
B．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
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，由于电子的动能减少，所以原子总能量减少
D．碳14的半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中碳14含量只有活体中的1/8，则此遗骸距今约有17190年
10．下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有(　　)
①X射线被石墨散射后部分波长增大
②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出
③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转
④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱
A．①② B．①②③ C．②③ D．②③④
11．关于康普顿效应下列说法中正确的是（ ）
A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长短
B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中
C．康普顿效应证明了光的波动性
D．光子具有动量
12．下列说法正确的是（　 　）
A．X射线是处于激发态的原子核辐射出来的
B．康普顿效应和电子的衍射现象说明光和电子都具有波动性
C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论
D．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定其本质是带负电的粒子流并测定了这种粒子的电荷量
参考答案
1．ABD
【解析】
（a）中是少量的光打在底板上，出现的是无规则的点子，显示出光是粒子性；（b）中延长光照时间，使大量光子打在底板上，出现了明暗相间的干涉条纹或衍射条纹，显示了光的波动性；（c）中用紫外光仍可看到条纹，只是条纹宽度较窄．表明光的波动性和粒子性这一对矛盾在一定条件下可以相互转化，这是一种概率统计波．ABD正确
2．BCE
【解析】
试题分析：太阳辐射能量来自核聚变反应，而目前采用核电站发电的能量为裂变反应，选项A错误；天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，选项B正确；一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，能辐射种不同频率的光子，选项C正确；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增加，原子总能量增加，选项D错误； 康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性，选项E正确；故选BCE.
考点：聚变和裂变；波尔理论；康普顿效应；放射性现象
3．BCD
【解析】
是衰变反应，不是重核裂变反应方程，故A错误；光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故B正确；β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的，故C正确；德布罗意首先提出了物质波的猜想，之后电子衍射实验证实了他的猜想，故D正确；故选BCD．
4．AC
【解析】
光和电子都具有波粒二象性，选项A正确；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项B错误；比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定，选项C正确；大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生种不同频率的光子，选项D错误；故选AC.
5．CD
【解析】
光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某位置的概率遵守波动规律，与宏观概念的粒子和波有着本质的不同，所以选项AB错误，C正确．根据光电效应可知，光是一种粒子，光和物质相作用时是“一份一份”进行的，从这个意义上说光是一种粒子，所以选项D正确．
6．CD
【解析】
光的粒子性说明光是不连续的，但不同于宏观中的微粒，故A错误；爱因斯坦的光子说并不否定电磁说，而是说光的两种性质并存，相互补充；故B错误；光电效应证明了光具有粒子性，选项C正确；双缝干涉现象证明了光具有波动性，选项D正确；故选CD.
【点睛】
本题要明确光子的性质，要注意明确在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质；同时明确波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性.
7．D
【解析】
本题考查光的本性，根据光电效应的规律、光的波粒二象性、康普顿效应进行分析解答。
【详解】
A.光电效应现象表明在一定条件下，光子的能量可以被电子吸收，故A不符合题意；
B.光电效应实验中，只有光的频率大于金属的极限频率，才能观察到光电流；与光照强度无关；故B不符合题意；
C.光的波长越长，波动性越明显，频率越高，粒子性越明显；大量光子的运动表现为波动性，单个光子的运动表现为粒子性，故C不符合题意；
D.康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量，故D符合题意。
【点睛】
本题考查波粒二象性的基本内容，理解光电效应的规律、光的波粒二象性以及康普顿效应是解题的关键。
8．A
【解析】
原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的线状谱，选项A正确；α粒子散射试验揭示了原子具有核式结构，选项B错误；康普顿效应揭示了光子不仅具有能量还具有动量，选项C错误； 比结合能越大的原子核中核子结合的越牢固，选项D错误；故选A.
9．D
【解析】
太阳内部发生的核反应是轻核聚变，A错误；光电效应与康普顿效应都说明光具有粒子性，光 的干涉与衍射才说明光具有波动性，B错误；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时需要吸收一定的能量，所以原子总能量增加，C错误；测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的，知经过了3个半衰期，则此遗骸距今约有5730×3=17190年，D正确。
10．A
【解析】
①为康普顿散射，②为光电效应，康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性； ③为α粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式结构模型．④为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续；故深入地揭示了光的粒子性一面的有①②，故选A.
【点睛】
本题考查的知识点较多，在平时学习中要多注意积累一些特殊的光学现象，尤其是课本上涉及到的图片，更要认真理解现象的原理．
11．D
【解析】在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据，知波长增大，A错误；普顿效应不仅出现在石墨对X射线的散射中，故B错误；康普顿效应揭示了光具有粒子性，进一步表明光子具有动量，故C错误D正确．
12．C
【解析】
A．X射线是因为原子的内层电子受到激发产生的，故A错误；
B．康普顿效应说明了光子具有粒子性，电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，故B错误；
C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故C正确；
D．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定其本质是带负电的粒子流，密立根利用油滴实验测定了这种粒子的电荷量，故D错误。
故选C。