1、优质文档优质文档第二节 康普顿效应建议用时 实际用时 满分 实际得分90 分钟 100 分一、选择题（本题包括 12 小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不选的得 0 分，共72 分）1.有关光的本性的说法正确的是( )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”,它们都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.在光的双缝干涉实验中，如
2、果光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一个缝时显出粒子性2.下列说法正确的是（ ）A.光子和电子一样，都是实物粒子B.光子和电子都能发生衍射现象C.光子和电子均是微观实物粒子，均具有波粒二象性D.光子具有波粒二象性，电子只具有粒子性3.下列现象中能说明光具有粒子性的是（ ）A.光的色散和光的干涉B.光的干涉和衍射C.光的反射和光的折射D.康普顿效应和光电效应4.在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量 =1.6710-27 kg,普m朗克常量 =6.6310-34 Js,可以估算德布罗意波长 =1.8210-10 m 的热中子动能
3、的数量级为（ ）A.10-17 J B.10-19 JC.10-21 J D.10-24 J5.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有 个频率为 的光子打在光电池N 极板上，这些光子的总能量为（ 为普朗克常h量）( )A. B. h12NhC. D.Nh 2Nh6.频率为 的光子，具有的能量为 ，将这个 h光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射.散射后的光子（ ）A.虽改变原来的运动方向，但频率保持不变B.光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反D.由于电子受到碰撞，散射后的光子频
4、率低于入射光的频率7.下列说法中正确的是（ ）A.光的波粒二象性学说是牛顿的微粒说加惠更斯的波动说组成的B.光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说C.光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量 中，频率 表示波的特征， 表示E=h E粒子的特征D.光波不同于宏观观念中连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波8.关于光的波动性与粒子性，以下说法不正确的是（ ）A.爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B.光电效应现象和康 普顿效应说明了光的粒子性C.光波不同于机械波，它是一种概率波D.光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一9.关于光的波粒二象性正确的说法是（ ）A.光的频率越高，光子的能量越
5、大，粒子性越显著B.光的波长越长，光子的能量越小，波动性越显著C.频率高的光子不具有波动性，波长长的光子不具有粒子性D.个别光子产生的效果只体现为粒子性，大优质文档优质文档量光子产生的效果只体现为波动性10.物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹.对这个实验结果有下列认识，其中正确的是（ ）A.曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B.单个光子的运动没有确定的轨道C.干涉条纹中明
6、亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才表现出波动性E.光的波动性不是光子之间的相互作用引起的11.关于光的本性，下列说法正确的是（ ）A.光子说并没有否定光的电磁说B.光电效应现象反映了光的粒子性C.光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的D.大量光子产生的效果体现为粒子性，个别光子产生的效果体现为波动性12.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ）A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.大量光子的行为往往显示出粒子性二、计算题（本题共 2小题，共 28 分.解答时应写出必
7、要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（12 分）已知人眼瞳孔的直径为 ，一秒钟d进入瞳孔 个波长为 的光子时，就能引起视N 觉，若辐射功率为 的点光源，能发出波长为P的光，则此光源能被人眼看到的最大距离是多少？14.（16 分）光具有波粒二象性，光子的能量，其中频率 表示波的特征，在爱因E=h 斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量 与光波波长 的关系p .p=h若某激光管以 =60 W 的功率发射波长 =663 PW nm 的光束，试根据上述理论计算：（1）该管在 1 s 内发射出多少个光子？（2
8、）若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力 为 多大？F优质文档优质文档第二节 康普顿效应 答题纸得分： 一、选择题题号 1 2 3 4 5 6答案题号 7 8 9 10 11 12答案二、计算题13.14.优质文档优质文档第二节 康普顿效应 参考答案一、选择题1. C 解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样,惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同,这两种观点是相互对立的,都不能说明光的本性,所以 A、B 错误,C 正确.在双缝干涉实验中,双缝干涉出现明暗均匀的条纹,单缝出现中央亮而宽、 周围暗而窄的条纹,都说明光的波动性.当让光子一个一个地通过单缝时,曝光时
9、间短时表现出粒子性,曝光时间长时显出波动性,因此 D 错误.2. B 解析：光子不是实物粒子,微观粒子也具有波动性,故 B 项正确,A、C、D 项错误.3.D 解析：光的折射、光的干涉和衍射说明光具有波动性，光的色散、康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的反射即能体现光的波动性也能体现光的粒子性，故选项 A、B、 C 错误，选项 D 正确.4. C 解析：据 ; =hpEk=12mv2=12m(pm)2即 ,代入数据可得动能数量级为 10-21 J,故 C 项正确.Ek=12m（ h ） 25.C 解析：单个光子的能量为 ,所以 个光子的总能量为 . =h N E=N =Nh6.D 解析：
10、根据碰撞的特点可知，光子与电子相互作用后，其中一部分能量转移给电子，而致使自身的能量减少，故频率减小，波长变长.7.CD 解析：牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，故都不准确.8.BC9.AB 解析：干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光波都具有波粒二象性，选项 C 错误.但波长越长，频率越低的光波，干涉和衍射越容易发生，波动性越显著；频率越高，光子的能量越大，越容易发生光电效应，粒子性越显著，故选项 A、B 正确.光具有波粒二象性，个别光子产生的效果粒子性较显著，大量光子产生的效果波动性较显著，而非
11、只体现为粒子性或波动性，故 D 错.10.BCDE 解析：光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质.11.AB 解析：光既有粒子性，又有波动性，但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说，它体现出的规律不再是宏观粒子和 机械波所表现出的规律，而 是自身体现的一种微观世界特有的规律.光子说和电磁说各自解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体，而微粒说和波动说是相互对 立的.12.C 解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为（如干涉、衍射）表现出波动性，光的有些 行为（如光电效应）表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子.虽然光子与电子都是微观粒子，
12、都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样一种粒子.光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性.光的波长越长，衍射性越明显，即波动性越显著；光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就越显著.二、计算题13.解：点光源发射的光子的能量为E=h =hc点光源每秒钟发射的光子数为优质文档优质文档n=PE=Phc单位时间内，以点光源为球心，半径为 的球面上单位面积上的光子数为（ 即是人眼到光
13、源的最大R R距离）n4 R2= P4 R2hc从而应有 n4 R2 (d2)2=N解得 .R=d4PNhc14.解：（1）设管在时间 内发射出的光子数为 ，光子频率为 ，每个光子的能量 ,所以t n E=h.且 .PW=nht(t=1 s) =c解得 n=PWthc个= 60166310-96.6310-343108=2.01020 个.(2)在时间 内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，t个光子的总动量 .n p总 =np=nh根据动量定理有 ,解得黑体表面对光子束的作用力为Ft=p总N=2.010-7 N.F=p总t= nh t= nh t=PWc= 603108又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力2.010-7 N.F =F=
