光的粒子性知识点题库

频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为 $\text{[math]}$ ，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是（）

A . 光子改变原来的运动方向，但传播速度大小不变 B . 光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大 C . 由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长 D . 由于受到电子碰撞，散射后的光子频率大于入射光子的频率

下列说法正确的是（）

A . 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B . 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C . 光电效应和康普顿效应的实验都表明光具有粒子性 D . 重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少

关于光电效应，下列说法中正确的是（）

A . 光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大 B . 只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应 C . 在光电效应中，饱和电流的大小与入射光的频率无关 D . 任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能使它发生光电效应

频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为 $\text{[math]}$ ，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，这种现象叫光的散射．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，散射后的光子频率低于入射光的频率

下列说法正确的是（）

A . 量子论是爱因斯坦首先提出的 B . 光的强度越大，则光子的能量也就越大 C . 大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发射某些特定频率的光子 D . $\text{[math]}$ 发生 $\text{[math]}$ 衰变成钍 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 粒子与钍 $\text{[math]}$ 的质量之和等于铀 $\text{[math]}$ 的质量

频率为γ的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E_k ，改用频率2γ的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)（）

A . E_k－hγ B . E_k+hγ C . 2hγ－E_k D . 2E_k

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，若减弱光波的强度，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子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是( )

A . 曝光时间足够长时，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能表现出波动性

（1）质量为M的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦．小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v，此时滑板的速度大小为．

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（2） 100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击 $\text{[math]}$ 核也打出了质子： $\text{[math]}$ ；该反应中的X是（选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．
（3）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×10^-7 m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10^-2 J．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h=6.63×10^-34J·s，光速c=3×10⁸ m/s．计算结果保留一位有效数字）

【加试题】波长为λ₁和λ₂的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为λ₁的光的条纹间距大于波长为λ₂的条纹间距。则（下列表述中，脚标“1”和“2”分别代表波长为λ₁和λ₂的光所对应的物理量）（）

A . 这两束光的光子的动量p₁＞p₂ B . 这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C₁＞C₂ C . 这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压U₁＞U₂ D . 这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n＝2能级时产生，则相应激发态的电离能△E₁＞△E₂

下列各种说法中错误的是( )

A . 普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 B . 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短 C . 放射同位素 $\text{[math]}$ 经α、β衰变会生成 $\text{[math]}$ 其中经过了3次α衰变和2次β衰变 D . 任何一个运动物体都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波

X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ ，以h表示普朗克常量，c表示真空的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则（）

A . $\text{[math]}$ ，p=0 B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ，p=0 D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料．在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体．现有一艘质量为m的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直．设帆能90%地反射太阳光，帆的面积为S，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量E₀ ，已知太阳辐射的光子的波长绝大多数集中在波长为2×10^-7m～1×10^-5m波段，计算时可取其平均波长为λ₀ ，且不计太阳光反射时频率的发化．已知普朗克常量h

（1）每秒钟射到帆面的光子数为多少？
（2）由于光子作用，飞船得到的加速度为多少？

真空中，下列可见光中光子能量最小的是（）

A . 红光 B . 黄光 C . 绿光 D . 蓝光

光具有波粒二象性，能说明光具有粒子性的实验是（）

A . 光的干涉和衍射 B . 光的干涉和光电效应 C . 光的衍射和康普顿效应 D . 光电效应和康普顿效应

2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=10^–9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10^–34 J·s，真空光速c=3×10⁸ m/s）（）

A . 10^–21 J B . 10^–18 J C . 10^–15 J D . 10^–12 J

四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（）

A . 随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B . 随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 C . 英国物理学家瑞利提出的辐射强度按波长分布的理论公式与实验相符 D . 德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符

关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是（）

A . 黑体能够完全透射照射到它上面的光波 B . 随着温度降低，各种波长的光辐射强度都有所增加 C . 随温度升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D . 黑体的辐射强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关

植物叶片中的叶绿素a在阳光照射下进行光合作用，每吸收一份光子能量 $\text{[math]}$ ，就失去一个初动能为 $\text{[math]}$ 的光电子，则叶绿素a吸收光的波长为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

图示为黑体辐射的实验规律，关于黑体辐射以下叙述正确的是（）

A . 随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加 B . 随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加 C . 随温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D . 黑体辐射电磁波的情况除与温度有关外还与材料的种类及表面状况有关

研究发现：静止的原子核X，吸收慢中子，可以发生核反应 $\text{[math]}$ ，分裂成运动的新核Y和Z，同时产生一对彼此向相反方向运动的 $\text{[math]}$ 光子，这对 $\text{[math]}$ 光子的能量均为E。已知X、中子、Y、Z的质量分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，已知光在真空中的传播速度为c。求：

（1）单个 $\text{[math]}$ 光子的动量大小p；
（2）反应放出的核能 $\text{[math]}$ ；
（3）新核Y的动能 $\text{[math]}$ 。

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