2022屆高三物理備考一輪復習：康普頓效應

2022屆高三物理高考備考一輪復習康普頓效應必刷題

一、單選題（共7題，每題5分，共35分）

1.關于近代物理，下列說法正確的是（）

A.盧瑟福由a粒子散射實驗確立了原子核有內(nèi)部結(jié)構

B.氫原子光譜表明氫原子的能量是不連續(xù)的

C.光電效應揭示了光的粒子性，康普頓效應揭示了光的波動性

D.基態(tài)的一個氫原子吸收一個光子躍遷到〃=3激發(fā)態(tài)后，可能發(fā)射3種頻率的光子

2.關于下列教材中的四副圖片，說法正確的是（）

甲乙丙

A.圖甲表明光具有波動性

B.圖乙接收信號的頻率從95Hz至100HZ,可以將可變電容的正對面積調(diào)大

C.圖丙中的微波爐的微波是原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的

D.圖丁中的高頻扼流圈的匝數(shù)要比低頻扼流圈少

3.下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是（）

A.有的光是波，有的光是粒子

B.光子與電子是同樣的一種粒子

C.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著

D.康普頓效應表明光具有波動性

4.關于光電效應和康普頓效應的規(guī)律，下列說法正確的是（）

A.光電效應中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子

B.在光電效應實驗中，光照時間越長光電流越大

C.對于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無關

D.石基對X射線散射時，部分X射線的散射光波長會變長，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應

5.下列敘述正確的是（）

A.康普頓效應和光電效應深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除具

有能量之外還具有動量

B.氫原子的核外電子，由離核較遠的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道，放出光子，電子的動能減小，電勢能

增加

C.處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時輻射光子的頻率一定大于吸收光子的

頻率

D.盧瑟福依據(jù)極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)提出了原子的核式結(jié)構模型

6.波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的是（）

A.粒子的動量越小，其波動性越易觀察

B.速率相同的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波長比電子長

C.康普頓效應進一步證實了光的波動說的正確性

D.電子的衍射現(xiàn)象可以證明光具有粒子性

7.現(xiàn)代物理學以相對論和量子力學為基礎，它的研究范圍涵蓋了從基本粒子到宇宙天體的各個領域，形成

了許多分支學科和邊緣學科。下列說法正確的是（）

A.湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子

B.若入射光的頻率和強度不變，增大光電管兩極所加正向電壓，飽和電流增加

C.在康普頓效應中，入射光子與晶體中的電子碰撞，有些光子散射后的波長變短

D.結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定

二、多選題（共5題，每題5分，共25分）

8.下列說法正確的是（）

A.在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長

變短

B.用頻率為v的光照射某金屬研究光電效應，遏止電壓為小，則該金屬的逸出功為6-eU,

C.有核能釋放的核反應一定有質(zhì)量虧損

D.由波爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子

的動能減少，電勢能增大

9.以下說法正確的是（）

A.光電效應和康普頓效應都表明光具有粒子性

B.電子運動的速度越大其對應的德布羅意波的波長越小

C.將放射性元素摻雜到其它穩(wěn)定元素中,并降低其溫度，該元素的半衰期將增大

D.結(jié)合能越大，表明核子結(jié)合成原子核時放出能量越多，原子核也越穩(wěn)定

10.用圖甲所示的實驗裝置研究光電效應現(xiàn)象，分別用4、RC三束光照射光電管的陰極，得到光電管兩

端的電壓與相應的光電流的關系如圖乙所示，其中“、C兩束光照射時對應的遏止電壓相同，均為Ub,則

A.a、c兩束光的光強相同，頻率不同

B.6光的波長最短

C.?光照射時光電管發(fā)出的光電子的最大初動能最大

D.匕光束光子的動量最大

11.［選修3-5］關于下列四幅圖說法正確的是：—

內(nèi)康普頓效應示意圖T電子束通過鋁箔時的衍射圖樣

A.圖甲中的放射性同位素應選擇衰變時放出a粒子的同位素

B.圖乙中的石墨的作用是使核反應中的快中子減速

C.圖丙中的光子碰撞電子后，其波長將變大

D.圖丁中的電子的動量越大，衍射現(xiàn)象越明顯

12.下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是（）

A.有的光是波，有的光是粒子

B.光子與電子是同樣的一種粒子

C.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著

D.康普頓效應表明光具有粒子性

三、解答題（共4題，每題10分，共40分）

13.電子具有多大速度時，德布羅意波的波長同光子能量為4x104eV的X射線的波長相等？此電子需經(jīng)多

大的電壓加速？

14.守恒是物理學中的重要思想。請嘗試用守恒思想分析下列問題：

（1）如圖所示將帶正電荷。的導體球C靠近不帶電的導體。沿虛線將導體分成A、B兩部分，這兩部分所

帶電荷量分別為。A、2B判斷這兩部分電荷量的正負及大小關系，并說明理由。

（2）康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長而相同的成分外，

還有波長大于筋的成分，用X光子與靜止電子的碰撞模型可以解釋這一現(xiàn)象。請在圖中通過作圖表示出散

射后X光子的動量，并簡述作圖的依據(jù)。

（3）波是傳遞能量的一種方式，傳播過程能量守恒.簡諧波在傳播過程中的平均能量密度M表示單位體積

內(nèi)具有的能量：?=其中A為簡諧波的振幅，。為簡諧波的圓頻率（波傳播過程中不變），P為

介質(zhì)的密度。能流密度/表示波在單位時間內(nèi)流過垂直單位面積上的平均能量。

a.簡諧波沿直線傳播的速度為V,證明波的能流密度I=^pA2a）2v

b.球面簡諧波是從波源處向空間各個方向傳播的簡諧波，在均勻介質(zhì)中傳播時振幅會發(fā)生變化。忽略傳播過

程中的能量損失，求波在距波源n和正處的振幅之比Ai：Ai

散射前X光子的動量0

O>

散射后電子的動量2

15.(1)動量定理可以表示為FAuap,其中力，和動量P都是矢量。在運用動量定理處理二維問題時，可

以在相互垂直的X、y兩個方向上分別研究。如圖1所示，質(zhì)量為，〃的小球斜射到鋼板上，入射的角度是仇

碰撞后彈出的角度也是仇碰撞前后的速度大小都是％碰撞過程中忽略小球所受重力，碰撞時間為己

知。求小球?qū)︿摪宓淖饔昧κ琁。

(2)光子除了有能量，還有動量。若光子能量為E,動量為J),則光子動量p=±,式中c為真空中的光速。

c

當光照射到物體表面上時，不論光被物體吸收還是被物體表面反射，光子的動量都會發(fā)生改變，因而對物

體表面產(chǎn)生一種壓力。

圖2是1901年俄國物理學家列別捷夫測量光壓的實驗裝置。T型架通過懸絲豎直懸掛，橫臂水平，懸絲一

端同定在橫臂中點。在橫臂的兩側(cè)有圓片P和Q,兩圓片與T型架在同一豎直平面內(nèi)。圓片P是涂黑的，

當光線照射到P上時，可以認為光子全部被吸收；圓片Q是光亮的，當光線照射到Q上時，可以認為光子

全部被反射。分別剛光線照射在P或Q上，都可以引起懸絲的旋轉(zhuǎn)。在懸絲上固定一小平面M,N用一細

光束照射時，就可以獲知懸絲扭轉(zhuǎn)的角度。已知光速為c,兩個圓片P、Q的半徑都為懸絲轉(zhuǎn)過的角度

與光對網(wǎng)片的壓力成正比。

a.用光強(單位時間內(nèi)通過與傳播方向垂直的單位面積的光能)為/o的激光束垂直照射整個圓片尸，求激

光束對圓片P的壓力尸2的大??；

b.實驗中，第一次用光強為/o的激光束單獨照射整個圓片P,平衡時，光束與圓片垂直，且懸絲有一扭轉(zhuǎn)

角；第二次仍用該光束單獨照射整個圓片Q,平衡時，光束與圓片不垂直，懸絲的扭轉(zhuǎn)角與第一次相同。

求激光束與圓片Q所在平面的夾角9。

16.在康普頓散射實驗中，頻率為口的入射光，與某一靜止的電子發(fā)生碰撞，碰后電子的動量為p,方向與

入射光方向相同。已知普朗克常量為兒光速為c,求碰后光子的波長九

參考答案

1.B

2.D

3.C

4