江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.3康普顿效应及其解释 质量检测（含解析）
文档属性
| 名称 | 江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.3康普顿效应及其解释 质量检测（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 68.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-19 05:29:30 | ||
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文档简介
2.3康普顿效应及其解释
1．下列说法中不正确的是( )
A．康普顿效应说明了光子具有动量和能量
B．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
C．黑体辐射规律是爱因斯坦提出的
D．普朗克提出能量子假设
2．如图所示为康普顿效应示意图，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′
3．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是( )
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的枣糕式结构模型
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
4．下列说法正确的是
A．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，都表明光子既有能量又有动量
B．一定量气体,在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少
C．折断的粉笔不能粘合在一起是因为受分子斥力的作用
D．组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损
5．下列说法中正确的是 （ ）
A．黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后波长变短
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成．
D．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成．
6．下列说法中正确的是（ ）
A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型
B．核力存在于原子核内任意两个核子之间
C．天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构
D．光电效应现象和康普顿效应说明光具有粒子性
7．下列说法正确的是____．
A．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，因此，光子散射后波长变长
B．考古学家发现某一骰骨中碳14的含量为活着的生物含量的四分之一，已知碳14的半衰期为5 730年，则确定该生物死亡距今11 460年
C．按照波尔理论，氢原子核外电子从较小半径跃迁到较大半径轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大
D．卢瑟福发现了中子，汤姆孙发现了电子
E. 机场、车站等地方进行安检工作时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了γ射线较强的穿透能力
8．下面有关光的本性理解正确的是（ ）
A．在光的双缝干涉实验中，曝光时间越长，波动性越明显
B．在光的双缝干涉实验中，光子出现概率较大的区域呈现亮条纹，光子出现概率较低的区域呈现暗条纹
C．爱因斯坦的光子说推翻了麦克斯韦的电磁说
D．光电效应和康普顿效应说明光具有波动性
9．下列说法正确的是( )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．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，因此光子散射后波长变长
D．速度相等的电子和质子，电子的波长大
10．下列说法中不正确的是（）
A．泊松亮斑是光的衍射现象
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
D．干涉法检查被检测平面的平整度应用了光的双缝干涉原理
11．第一个在理论上预言电磁波存在并指出光是一种电磁波的物理学家是________;第一个在实验上证实电磁波存在的物理学家是____;提出物质波假说的物理学家是________;第一个提出量子概念的物理学家是________;________提出了______解释了光电效应现象.
12．科学家通过X射线的衍射来获得晶体的结构图像．已知普朗克常量为h，真空的光速为c.若X射线在真空中的波长为λ，其对应的光子能量E＝________，该光子与电子碰撞后其波长将________(选填“变大”“不变”或“变小”)．
参考答案
1．C
【解析】康普顿效应说明了光子具有动量和能量，选项A正确；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项B正确；黑体辐射规律是普朗克提出的，选项C错误；普朗克提出能量子假设，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C.
2．B
【解析】光子与电子碰撞过程满足动量守恒，总动量与碰前光子动量方向一致大小相等，故光子可能的运动方向为②方向，故A错误，B正确；碰撞过程光子能量减小，因此频率减小，所以v＞v′，故C D错误；故选B.
3．A
【解析】
爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程,选项A正确； 康普顿效应表明光子不但具有能量，还具有动量，选项B错误； 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项C错误； 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小，选项D错误；故选A.
【答案】D
【解析】光电效应说明光子具有能量，康普顿效应说明光子不仅具有能量还具有动量，A错误；气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力．气体的温度降低时，分子的平均动能减小，所以，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，B错误；分子力是短程力，分子之间是存在作用力，但是分子间距离超过分子直径10倍时，分子间作用力几乎不存在了，C错误；组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损，D正确．
5．D
【解析】
【详解】
黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短、频率较大的方向移动，选项A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后能量变小，波长变长，选项B错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构理论，选项C错误；各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成，选项D正确；故选D．
6．CD
【解析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；
B、核力本质是核子与核子间相互作用，而核子只存在于质子和质子间，中子和中子间，且只在2×10-15m内起作用，故B错误；
C、天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有电子或α粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂的结构，故C正确；
D、光电效应与康普顿效应的物理本质是相同的，都是个别光子与个别电子的相互用，说明光具有粒子性，故D正确；
故选CD。
7．ABC
【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正确；考古专家发现某一骸骨中C14的含量为活着的生物中C14的四分之一，可知经过了2个半衰期，C14的半衰期为5730年，则确定该生物死亡时距今11460年，B正确；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，原子能量增大，根据知，动能减小，C正确；卢瑟福发现了质子，查德维克发现了中子，汤姆孙发现了电子，D错误；机场、车站等地方进行安检工作时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了X射线较强的穿透能力，γ射线能够穿透金属，可用于工业探伤，故E错误；
8．AB
【解析】
光既具有波动性又具有粒子性，在光的双缝干涉实验中，曝光时间越长，波动性越明显．故A正确．在光的双缝干涉实验中，光子出现概率较大的区域呈现亮条纹，光子出现概率较低的区域呈现暗条纹，故B正确．爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质；是对电磁说的补充与完善，并没有推翻了麦克斯韦的电磁说．故C错误．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故D错误．故选AB
点睛：此题考查光的波粒二象性，及其微粒说、波动说和光子说的内容，并掌握电磁波的特点，要求多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目．
9．ACD
【解析】根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，入射光的频率不变，则逸出的光电子最大初动能不变，故A正确；物质波的假设通过电子的衍射证实是正确的，故B错误；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，因此光子散射后波长变长，故C正确；速度相等的电子和质子，电子的动量小；根据物质波的波长公式： 可知，电子的波长长；故D正确。所以ACD正确，B错误。
10．BD
【解析】泊松亮斑是光的圆板衍射现象，A正确；光的偏振现象说明光是一种横波，B错误；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，C正确；干涉法检查被检测平面的平整度应用了光薄膜干涉的原理，D错误．
11． 麦克斯韦 赫兹 德布罗意 普朗克 爱因斯坦 光子说
【解析】第一个在理论上预言电磁波存在并指出光是一种电磁波的物理学家是麦克斯韦；第一个在实验上证实电磁波存在的物理学家是赫兹；提出物质波假说的物理学家是德布罗意；第一个提出量子概念的物理学家是普朗克；爱因斯坦提出光子说解释了光电效应现象．
12． 变大
【解析】
【分析】
根据E=hv求出光子的能量；光子与静止电子碰撞后，动量守恒，能量守恒，通过能量守恒判断光子频率的变化，从而得出波长的变化．
【详解】
光子的能量，而光子的频率和波长关系，故；
光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据E=hv，光子的频率减小，根据知，波长变大.
【点睛】
解决本题的关键知道频率与波长的关系，康普顿效应抓住动量守恒和能量守恒．
1．下列说法中不正确的是( )
A．康普顿效应说明了光子具有动量和能量
B．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
C．黑体辐射规律是爱因斯坦提出的
D．普朗克提出能量子假设
2．如图所示为康普顿效应示意图，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′
3．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是( )
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的枣糕式结构模型
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
4．下列说法正确的是
A．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，都表明光子既有能量又有动量
B．一定量气体,在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少
C．折断的粉笔不能粘合在一起是因为受分子斥力的作用
D．组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损
5．下列说法中正确的是 （ ）
A．黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后波长变短
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成．
D．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成．
6．下列说法中正确的是（ ）
A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型
B．核力存在于原子核内任意两个核子之间
C．天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构
D．光电效应现象和康普顿效应说明光具有粒子性
7．下列说法正确的是____．
A．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，因此，光子散射后波长变长
B．考古学家发现某一骰骨中碳14的含量为活着的生物含量的四分之一，已知碳14的半衰期为5 730年，则确定该生物死亡距今11 460年
C．按照波尔理论，氢原子核外电子从较小半径跃迁到较大半径轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大
D．卢瑟福发现了中子，汤姆孙发现了电子
E. 机场、车站等地方进行安检工作时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了γ射线较强的穿透能力
8．下面有关光的本性理解正确的是（ ）
A．在光的双缝干涉实验中，曝光时间越长，波动性越明显
B．在光的双缝干涉实验中，光子出现概率较大的区域呈现亮条纹，光子出现概率较低的区域呈现暗条纹
C．爱因斯坦的光子说推翻了麦克斯韦的电磁说
D．光电效应和康普顿效应说明光具有波动性
9．下列说法正确的是( )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．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，因此光子散射后波长变长
D．速度相等的电子和质子，电子的波长大
10．下列说法中不正确的是（）
A．泊松亮斑是光的衍射现象
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
D．干涉法检查被检测平面的平整度应用了光的双缝干涉原理
11．第一个在理论上预言电磁波存在并指出光是一种电磁波的物理学家是________;第一个在实验上证实电磁波存在的物理学家是____;提出物质波假说的物理学家是________;第一个提出量子概念的物理学家是________;________提出了______解释了光电效应现象.
12．科学家通过X射线的衍射来获得晶体的结构图像．已知普朗克常量为h，真空的光速为c.若X射线在真空中的波长为λ，其对应的光子能量E＝________，该光子与电子碰撞后其波长将________(选填“变大”“不变”或“变小”)．
参考答案
1．C
【解析】康普顿效应说明了光子具有动量和能量，选项A正确；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项B正确；黑体辐射规律是普朗克提出的，选项C错误；普朗克提出能量子假设，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C.
2．B
【解析】光子与电子碰撞过程满足动量守恒，总动量与碰前光子动量方向一致大小相等，故光子可能的运动方向为②方向，故A错误，B正确；碰撞过程光子能量减小，因此频率减小，所以v＞v′，故C D错误；故选B.
3．A
【解析】
爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程,选项A正确； 康普顿效应表明光子不但具有能量，还具有动量，选项B错误； 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项C错误； 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越小，选项D错误；故选A.
【答案】D
【解析】光电效应说明光子具有能量，康普顿效应说明光子不仅具有能量还具有动量，A错误；气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力．气体的温度降低时，分子的平均动能减小，所以，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，B错误；分子力是短程力，分子之间是存在作用力，但是分子间距离超过分子直径10倍时，分子间作用力几乎不存在了，C错误；组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损，D正确．
5．D
【解析】
【详解】
黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短、频率较大的方向移动，选项A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后能量变小，波长变长，选项B错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构理论，选项C错误；各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成，选项D正确；故选D．
6．CD
【解析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；
B、核力本质是核子与核子间相互作用，而核子只存在于质子和质子间，中子和中子间，且只在2×10-15m内起作用，故B错误；
C、天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有电子或α粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂的结构，故C正确；
D、光电效应与康普顿效应的物理本质是相同的，都是个别光子与个别电子的相互用，说明光具有粒子性，故D正确；
故选CD。
7．ABC
【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正确；考古专家发现某一骸骨中C14的含量为活着的生物中C14的四分之一，可知经过了2个半衰期，C14的半衰期为5730年，则确定该生物死亡时距今11460年，B正确；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，原子能量增大，根据知，动能减小，C正确；卢瑟福发现了质子，查德维克发现了中子，汤姆孙发现了电子，D错误；机场、车站等地方进行安检工作时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了X射线较强的穿透能力，γ射线能够穿透金属，可用于工业探伤，故E错误；
8．AB
【解析】
光既具有波动性又具有粒子性，在光的双缝干涉实验中，曝光时间越长，波动性越明显．故A正确．在光的双缝干涉实验中，光子出现概率较大的区域呈现亮条纹，光子出现概率较低的区域呈现暗条纹，故B正确．爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质；是对电磁说的补充与完善，并没有推翻了麦克斯韦的电磁说．故C错误．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故D错误．故选AB
点睛：此题考查光的波粒二象性，及其微粒说、波动说和光子说的内容，并掌握电磁波的特点，要求多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目．
9．ACD
【解析】根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，入射光的频率不变，则逸出的光电子最大初动能不变，故A正确；物质波的假设通过电子的衍射证实是正确的，故B错误；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，因此光子散射后波长变长，故C正确；速度相等的电子和质子，电子的动量小；根据物质波的波长公式： 可知，电子的波长长；故D正确。所以ACD正确，B错误。
10．BD
【解析】泊松亮斑是光的圆板衍射现象，A正确；光的偏振现象说明光是一种横波，B错误；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，C正确；干涉法检查被检测平面的平整度应用了光薄膜干涉的原理，D错误．
11． 麦克斯韦 赫兹 德布罗意 普朗克 爱因斯坦 光子说
【解析】第一个在理论上预言电磁波存在并指出光是一种电磁波的物理学家是麦克斯韦；第一个在实验上证实电磁波存在的物理学家是赫兹；提出物质波假说的物理学家是德布罗意；第一个提出量子概念的物理学家是普朗克；爱因斯坦提出光子说解释了光电效应现象．
12． 变大
【解析】
【分析】
根据E=hv求出光子的能量；光子与静止电子碰撞后，动量守恒，能量守恒，通过能量守恒判断光子频率的变化，从而得出波长的变化．
【详解】
光子的能量，而光子的频率和波长关系，故；
光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据E=hv，光子的频率减小，根据知，波长变大.
【点睛】
解决本题的关键知道频率与波长的关系，康普顿效应抓住动量守恒和能量守恒．
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