2015高中物理 4.3 光的波粒二象性 每课一练(教科版选修3-5)

[基础题]

1．下列说法中正确的是( )

A ．光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上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电磁场理论

C ．光子说并没有否定电磁说，在光子的能量ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性

D ．光波不同于宏观观念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波 答案 CD

解析 光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小，可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波．光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．光子说与电磁说不矛盾，它们是不同领域的不同表述．

2．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )

A ．能量守恒，动量不守恒，且λ＝λ′

B ．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′

C ．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′

D ．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′

答案 C

解析 能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界．光子

与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前光子的能量ε＝hν＝h c λ

，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量ε′＝hν′＝h c λ′

，由ε>ε′可知λ<λ′，选项C 正确．

3．关于光的本性，下列说法正确的是( )

A ．波动性和粒子性是相互矛盾和对立的，因此光具有波粒二象性是不可能的

B ．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点

C ．大量光子具有波动性，个别光子具有粒子性

D ．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性

答案 C

解析 由光的波粒二象性可知：光是同时具有波粒二象性的．但是不同于宏观的机械波和宏观粒子，波动性和粒子性是光在不同情况下的表现，是同一客观事物的两个侧面．我们无法

用一种学说去说明光的所有行为，只能认为光具有波粒二象性．实际上光是一种概率波，即少数光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性．综上所述选项C正确．4．关于光的性质，下列叙述中正确的是()

A．在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到

B．频率越高的光，粒子性越显著；频率越低的光，波动性越显著

C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性

D．如果让光子一个一个地通过狭缝时，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动

答案BC

解析光具有波粒二象性，频率越高，粒子性越显著；少量光子表现出粒子性，但光子的波粒二象性是本身固有的．

5．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()

A．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样

B．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样

C．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏

D．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性

答案AD

6．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，如果有光通过双缝则显出波动性

答案 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，当让光子一个一个地通过单缝，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间长时表现出波动性，所以D错误．

7．关于光的波粒二象性的下列说法中，不正确的是()

A．光既有波动性，又有粒子性

B．光的波粒二象性彻底推翻了光的电磁说

C．光的波粒二象性学说是把牛顿的微粒说和惠更斯的波动说相加得出的结论

D．光的波粒二象性是一切微观粒子所普遍具有的二象性中的一个具体例子

答案BC

解析光的波粒二象性是指光既具有波动性，又具有粒子性，不同于牛顿的微粒说中的粒子和惠更斯波动说中的波．

[能力题]

8．光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明()

A．光是电磁波B．光具有波动性

C．光可以携带信息D．光具有波粒二象性

答案BC

解析光能发生衍射现象，说明光具有波动性，B正确．衍射图样与障碍物的形状相对应，说明衍射图样中包含了障碍物等物体的信息，C正确．光是电磁波，光也具有波粒二象性，但在这个现象中没有得到反映，A、D不正确．

9．为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是()

A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样

B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，如果时间很短，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样

C．大量光子的运动显示光的波动性

D．个别光子的运动显示光的粒子性，光只有波动性没有粒子性

答案AC

解析光的波动性是统计规律的结果，对个别光子我们无法判断它落到哪个位置；对于大量光子遵循统计规律即对大量光子的运动或曝光时间足够长，显示出光的波动性．

10．下面列举的是人类对光的本性的认识：

A．牛顿的微粒说和惠更斯的波动说

B．光的干涉、衍射现象证明波动说是正确的

C．光电效应现象的发现为爱因斯坦的光子说诞生奠定了基础

D．光波的传播介质问题是麦克斯韦电磁说诞生的基础

E．一切微观粒子都具有波粒二象性

F．光具有波粒二象性

G．微观世界波粒二象性的统一，使人们认识到光的波动性实际是光子运动规律的概率波

请按人类的认识发展进程将字母按顺序排列起来：____________.

答案ABDCFEG

解析对光的本性的认识过程有五大学说，按其发展顺序为：牛顿支持的微粒说，惠更斯提