人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性2 光电效应精品巩固练习

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基础篇
一、单选题
1.如图所示，蓝光光盘（BD）可用以储存高品质的影音以及高容量的数据。它采用波长约为的蓝色激光进行读写操作，高密度数字视频光盘（DVD）则采用波长约为的红色激光进行读写操作。若BD和DVD由相同材料制成，则（ ）
A．蓝光在光盘里传播速度比红光大
B．蓝光光子的能量比红光光子能量小
C．蓝光比红光波长短，聚焦后焦点直径更小，因此BD容量更大
D．相同尺寸的空盘最大存储数据能力由写入方式决定，与采用蓝光还是红光写入无关
【答案】C
【解析】AB．蓝光频率大，在光盘内传播速度小，光子能量大，A、B错误；
CD．蓝光波长短，聚焦后焦点直径更小，可以缩短轨距，记录单元——凹槽也更小，大大增加储存容量，C正确、D错误。
故选：C。
2.如图所示，图甲和图乙分别是a光和b光经相同双缝干涉实验条件下形成的干涉图样，图中白色区域为亮条纹.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（ ）
A．a光的光子能量较大
B．若用b光照射某金属没有光电子逸出，则a光照射该金属时也没有光电子逸出
C．玻璃对a光的折射率较大
D．在水中a光传播的速度较小
【答案】B
【解析】AC．由得，a光的间距大于b光，所以a光的波长大于b光的波长，根据知，a光的频率小于b光的频率，a光的光子能量较小，a光的折射率小于b光的折射率，故AC错误；
B．若用b光照射某金属没有光电子逸出，因为a光的频率小于b光，所以a光照射该金属时也没有光电子逸出，故B正确；
D．根据得，a光的折射率小，则a光在水中的传播速度大，故D错误。
故选：B。
3.关于康普顿效应，下列说法正确的是（ ）
A．康普顿效应证明光具有波动性
B．康普顿效应可用经典电磁理论进行解释
C．康普顿在研究石墨对射线的散射时发现，在散射的射线中，有些波长变长了
D．康普顿在研究石墨对射线的散射时发现，在散射的射线中，有些波长变短了
【答案】C
【解析】A．康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误；
B．光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，B错误；
CD．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
知波长变长，故C正确，D错误。
故选：C。
4.物理学中的许多规律，都是通过实验直接发现或间接证实的，下列说法中，符合史实的是（ ）
A．赫兹预言了电磁波的存在，并通过实验首次证明了电磁波的存在。
B．牛顿通过理想斜面实验，发现物体的运动不需要力来维持。
C．卢瑟福的光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量。
D．库仑发现了库仑定律，并通过实验测定了静电力引力常量。
【答案】D
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹并通过实验首次证明了电磁波的存在，所以A错误；
B．伽利略通过理想斜面实验，发现物体的运动不需要力来维持，所以B错误；
C．爱恩斯坦的光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，所以C错误；
D．库仑发现了库仑定律，并通过实验测定了静电力引力常量，所以D正确。
故选：D。
5.单色光从真空射入玻璃时，它的（ ）
A．波长变长，速度变小，光量子能量变小
B．波长变短，速度变大，光量子能量变大
C．波长变长，速度变大，光量子能量不变
D．波长变短，速度变小，光量子能量不变
【答案】D
【解析】因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率，可知，光的速度变小，波长变短，ABC错误，D正确。
故选：D。
6.白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖。假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比( )
A.频率变大
B.速度变小
C.光子能量变大
D.波长变长
【答案】D
【解析】光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据ε=ℎν，光子的频率减小，故A、C两项错误；碰撞前、后的光子速度不变，故B项错误；当入射光子与静止的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ=ℎp，知波长变长，D项正确。
故选：D。
7.康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量。如图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( )
碰撞前 碰撞后
A．可能沿1方向，且波长变短
B．可能沿2方向，且波长变短
C．可能沿1方向，且波长变长
D．可能沿3方向，且波长变长
【答案】C
【解析】根据动量守恒，碰后光子不可能沿2、3方向，根据能量守恒，光子的能量变小，则波长变长，故C正确。
故选：C。
8.赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（ ）
A．玻尔
B．康普顿
C．爱因斯坦
D．德布罗意
【答案】C
【解析】A．玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱，与题意不符，A错误；
B．康普顿提出康普顿效应，发现了光子不仅具有能量，还具有动量，证明了光具有粒子性，与题意不符，B错误；
C．爱因斯坦提出光子说，从理论上解释了光电效应的实验现象，符合题意，C正确；
D．德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性，与题意不符，D错误。
故选：C。
9.下列说法正确的是（ ）
A. 发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的强度有关
B. 光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的
C. 德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子．质子．中子，大到行星．太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波
D. 康普顿效应证实了光具有波动性
【答案】C
【解析】A．根据光电效应方程，发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关及物体的逸出功有关。A错误；
B．光具有波动性，又具有粒子性，二者是相互统一的。B错误；
C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子．质子．中子，大到行星．太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波。C正确；
D．康普顿效应证实了光具有粒子性。D错误。
故选：C。
10.2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收，该光刻机光刻分辨力达到22nm．关于光的认识，下列说法正确的是( )
A. 光子除了具有能量之外还具有动量
B. 波长越长的光，光子动量越大
C. 光电效应显示了光的波动性
D. 爱因斯坦测量了光电效应中几个重要的物理量，由此算出了普朗克常量h
【答案】A
【解析】光子除了具有能量之外还具有动量，选项A正确；根据可知，波长越长的光，光子动量越小，选项B错误；光电效应显示了光的粒子性，选项C错误；密立根测量了光电效应中几个重要的物理量，由此算出了普朗克常量h，选项D错误。
故选：A。
提升篇
一、选择题
1.关于光的粒子性．波动性和波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A. 光子说的确立完全否定了波动说
B. 光的波粒二象性是指光既与宏观概念中的波相同又与微观概念中的粒子相同
C. 光的波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象
D. 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
【答案】C
【解析】A．光子说的确立，没有完全否定了波动说，使人们对光的本性认识更完善，光既有波动性，又有粒子性，光具有波粒二象性，故A错误；
B．光的波粒二象性，与宏观概念中的波相同又与微观概念中的粒子完全不相同，故B错误；
C．波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象，故C正确；
D．电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，光电效应说明光子具有能量，而康普顿效应说明光子具有动量，能量和动量都是粒子性的特征，频率和波长才是波动性的特征，故D错误。
故选：C。
2.频率为ν的光子,具有的能量为hν,动量为ℎνc,将这个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。下列说法正确的是( )
A.光子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.由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量,散射后的光子频率低于入射前光子的频率
【答案】D
【解析】碰撞后电子的能量增加,光子的能量减少,所以光子的频率降低。根据动量守恒,散射后的光子运动方向与电子运动方向不会在一条直线上。
故选：D。
3.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
【答案】C
【解析】光既具有波动性,又具有粒子性,A错误;电子是组成原子的基本粒子,有确定的静止质量,是一种物质粒子,速度可以低于光速,光子代表着一份能量,没有静止质量,速度永远是c,所以光子与电子不同,B错误;光波的频率越高,波长越短,粒子性越显著,反之,波动性越显著,C正确;大量光子运动的规律表现出光的波动性,D错误。
故选：C。
4.关于光子和运动着的电子,下列说法正确的是( )
A.光子和电子一样都是实物粒子
B.光子能发生衍射现象,电子不能发生衍射现象
C.光子和电子都具有波粒二象性
D.光子具有波粒二象性,而电子只具有粒子性
【答案】C
【解析】物质可分为两大类:一是质子、电子等实物;二是电场、磁场等,统称场。光是传播着的电磁场。根据物质波理论,一切运动的物体都具有波动性,故光子和电子都具有波粒二象性。综上所述,选项C正确。
故选：C。
5.(多选)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,饱和光电流越大
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
【答案】BD
【解析】题图(甲)的光电效应实验说明光具有粒子性,选项A错误;题图(乙)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,饱和光电流越大,选项B正确;题图(丙)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;题图(丁)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。