最新-光的波动性和粒子性练习题 精品
高考物理二轮选择题专练——光的波粒二象性练习题(共30题,有答案)
高考物理二轮选择题专练——光的波粒二象性练习题（共30题，有答案）1．2019年10月31日，重庆半导体光电科技产业同正式开工建设，标志着我国对光电效应的研究转型为自主研发，下列有关光电效应的说法正确的是（）A.某种单色光照射到金属表面时，只要光足够强就能发生光电效应，与频率无关B.任何金属都存在截止频率，入射光的频率必须大于该金属的截止频率时才能发生光电效应C.若某单色光照在金属表面已发生光电效应，不改变光强的条件下增大入射光的频率，形成的饱和光电流将随之增大D.发生光电效应时，入射光的频率越大，要使具有最大初动能的光电子的动能减为零所需反向电压就越小2．硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。
关于光电效应，下列说法正确的是（）A.任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B.只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大3．光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。
在高于某特定频率的电磁波照射下，某些金属内部的电子会被光子激发出来而形成光电子。
下列关于光电效应的说法正确的是（）A.光电效应是原子核吸收光子后向外释放电子的现象B.光电子的最大初动能Ek与入射光的强度无关C.相同强度的黄光和绿光照射同种金属材料时相同时间内逸出的光电子数相等D.入射光的频率为原来的一半时，逸出的光电子数一定减半4．某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用不同的光分别照射密封管真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（为甲光.乙光.丙光），如图所示，则以下说法正确的是（）A.甲光的强度小于乙光的强度B.乙光的频率小于丙光的频率C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初速度大于乙光的光电子的最大初动能5．光电效应实验的装置如图所示，用A.B两种不同频率的单色光分别照射锌板，A光能使验电器的指针发生偏转，B光则不能使验电器的指针发生偏转，下列说法正确的是（）A.照射光A光的频率小于照射光B光的频率B.增大照射光A的强度，验电器指针张角将变小C.使验电器指针发生偏转的是正电荷D.若A光是氢原子从n＝5能级向n＝1能级跃迁时产生的，则B光可能是氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时产生的6．用光子能量为5.0eV的一束光照射阴极P，如图，当电键K断开时。
人教版选修3-5同步练习：17.3崭新的一页：粒子的波动性(2)(含答案)
崭新的一页粒子的波动性同步练习
1.对于光的波粒二象性的说法中，下列说法中，正确的是
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光子和电子是同样一种粒子，光波和机械波同样是一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成
D．光是一种波同时也是一种粒子
2．下列现象中说明光有粒子性的有
A. 光的干涉
B. 光的衍射
C．光电效应
D. 康普顿效应
3. 下列说法正确的是
A．光的频率越高，衍射现象越容易看到
B．光的频率越高粒子性越显著
C．大量光子产生的效果往往显示波动性
D．让光子一个一个通过狭缝，每个光子都会在相同轨道上作匀速直线运动4. 下列说法正确的是
A．光的粒子性说明每个光子就象一个极小的球体
B．光是波，与机械波相似
C．在光的干涉条纹中，明条纹是光子到达概率大的地方
D．波动性和粒子性在宏观领域是对立的，在微观领域是可以统一的
5．按红外线.紫外线.伦琴射线.的顺序比较
A．穿透能力由弱到强
B．越来越不易发生衍射
C波动性越来越明显
D．粒子性由弱到强.
6.A.B两种色光分别垂直水面并射向池底，经历时间T
A >T
B
,那么两种光子的能。
光的波动性光的粒子性
光的波动性光的核子性1、许多光现象在科学技术上得到应用，以下应用解正确的是（）A．观察光谱用的分光镜利用了光的色散现象B．光学仪器镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的干涉现象有C．x光透视应用的是光的衍射现象D．光电管是利用光电效应把光信号转变为电信号2、下列现象属于光的干涉的是（）A．天空中出现的彩虹B．阳光通过三棱镜形成的彩色光带C．通过绸布观察远处的路灯，看到的彩色花纹D．增透膜可以增加透射光的强度3、做双缝干涉实验时，让红光透过双缝，屏上呈现稳定的等距的明暗相同的红色条纹，若将其中的一个窄缝挡住（其它条件不变）屏上将呈现（）A．光源的像B．一片红光C．仍为明暗相间的等距条纹，只是暗一些D．出现明暗相间的不等距条纹4、如图所示，是干涉法检验某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面5、一束红光和一束紫光以相同的入射角沿CO方向入射半圆形玻璃砖的下表面，之后沿OA，OB方向射出，如图所示，则下列说法中正确的是（）A．OA是红光，穿过玻璃砖的时间较短B．OB是红光，穿过玻璃砖的时间较短C．OA是紫光，穿过玻璃砖的时间较长D．OB是紫光，穿过玻璃砖的时间较短6、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开Array一个角度，如图所示，这时（）A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电7、下列电磁波中由原子的内层电子受激后产生的是（ ）A ．伦琴射线B ．紫外线C ．可见光D ．红外线8、某金属在蓝光照射下刚好发生光电效应，那（ ）A ．若增加照射光的强度，则单位时间内逸出的光电子数目将增多B ．若增加照射光的强度，则光电流将增大C ．若改用紫光照射，则光电子的最大初动能将增大，光电流将一定增大D ．若改用绿光照射，则光电子的最大初动能将减小，光电子数目可能减少。
高二物理人教版选修3-5(第17.2 光的粒子性) Word版含解析
绝密★启用前第十七章 波粒二象性 2. 光的粒子性第Ⅰ部分 选择题一、选择题：本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．关于光子和光电子，以下说法正确的是( ) A ．光子就是光电子B ．光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的C ．真空中光子和光电子速度都是cD ．光子和光电子都带负电2．光电效应的规律中，经典波动理论不能解释的有( ) A ．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率B ．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射频率的增大而增大C ．入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 sD ．当入射光频率大于截止频率时，光电子的数目与入射光的强度成正比3.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则()A ．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B ．用红光照射，电流表一定无电流通过C ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端时，电流表中一定无电流通过D ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变4．已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的，如图所示．检测发现三种单色光中，n 、p 两种单色光的频率都大于m 色光；n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a 通过三棱镜的情况是()5.用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生 光电效应，那么（ ） A ．两束光的光子能量相同B ．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同6．用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k -ν图线．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功为3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k -ν坐标系中，则正确的图是( )7. 光子有能量，也有动量，动量p ＝hλ，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( )A ．顺时针方向转动B ．逆时针方向转动C ．都有可能D ．不会转动8．分别用波长为λ和23λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1 :2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( ) A.2hcλ B.32hcλ C.34hcλD.45hcλ第Ⅱ部分 非选择题二、非选择题：本题4个小题。
高中物理波粒二象性200题(带答案)
一、选择题1．实物粒子和光都具有波粒二象性。
下列事实中不能突出体现波动性的是( )A. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B. 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D. 光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关【答案】D【解析】电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子的干涉现象，说明电子是一种波；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子．故选项D正确.2．下列说法正确的是A. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子B. 利用狂粒子散射实验可以估算原子的半径C. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【答案】A【解析】根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，选项A正确；卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，而不是原子的半径，故B错误；原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律，选项C错误；发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强无关，选项D错误；故选A.3．下列说法正确的是( )A. 居里夫人通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C. 爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D.组成原子核的核子（质子、中子）之间存在着一种核力，核力是万有引力的一种表现【答案】C【解析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A正确；B、β衰变中产生的β射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子同时生成一个电子，故B错误；C、爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，故C正确；D、核力是一种强相互作用力，核子结合成原子核，不是万有引力的一种表现，故D错误。
第二讲 光的波动性和粒子性
• 变式3．发光功率为P的点光源，向外辐射波长为λ的单色光， 均匀投射到以光源为球心、半径为R的球面上．已知普朗 克常量为h，光速为C，则在球面上面积为S的部分，每秒 钟有_______个光子射入．
NS 2 4R hc
变式4.康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量， 下图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰 后光子可能沿方向 运动，并且波长 （填“不 变”“变小”或“变长”）.
变式1.纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中 到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行 超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除。在上述技术中， 人们主要利用了激光的（ ） A.单色性 B.单向性 C.亮度高 D.粒子性
考点5.能量的量子化
• 问题5.下列叙述正确的是 ( ) • A．一切物体都在辐射电磁波 • B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 • C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度 有关 • D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
左
（左；水平；不变化；彩色条纹）
右
变式 4. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示，将一 块待检工件N放置在透明标准板 M之上，在一端夹入两张纸 片，使M和N间形成一楔形空气薄层,当光垂直入射后，从上 往下看的干涉条纹如图所示，干涉条纹有如下特点：a.任意 一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等 b.任意相邻明 纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定。则：
• 变式1.电子衍射实验证明电子具有波动性,这种波可称为( ) • A.电磁波 • B.几率波 • C.德布罗意波 • D.物质波
由爱因斯坦的质能方程和光子说推导德布罗意波波长公式
• 变式2.在宏观世界中相互对立的波动性和粒子性,在光的本 性研究中却得到了统一,即所谓光具有波粒二象性,下列关于 光的波粒二象性的叙述中正确的是 • A．大量光子产生的效果显示出波动性.个别光子产生的效 果展示出粒子性 • B．光在传播时表现出波动性,而在跟物质作用时表现出粒 子性 • C．频率大的光较频率小的光的粒子性强,但波动性弱 • D．频率大的光较频率小的光的粒子性及波动性都强
最新人教版高中物理选修3-5：17.3 粒子的波动性 知识点总结及课时练习
3粒子的波动性记一记粒子的波动性知识体系1想波动性——干涉和衍射2看粒子性——光电效应和康普顿效应3记物质波——ν＝εhλ＝hp辨一辨1.一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．(×)2．湖面上的水波就是物质波．(×)3．电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．(√)4．关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性．(×)5．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．(×)6．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．(√)想一想1.认识光的波粒二象性，应从微观角度还是宏观角度？提示：光既表现出波动性又表现出粒子性，要从微观的角度建立光的行为图象，认识光的波粒二象性．2．光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子，这句话正确吗？提示：不正确．其原因是没有真正理解光的波粒二象性．事实上，光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，并不是有的光是波，有的光是粒子．3．你能算一下你自己的物质波波长吗？提示：利用λ＝hp来计算．思考感悟：练一练1.电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将()A．小于0.2 nm B．大于0.2 nmC．等于0.2 nm D．以上说法均不正确解析：显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率越高，由λ＝hp知，如果把质子加速到与电子相同的速度，因质子的质量更大，则质子的波长更短，分辨能力更高．答案：A2．(多选)人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是() A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性解析：牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒，爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量，显然选项A错；干涉、衍射是波的特性，光能发生干涉说明光具有波动性，选项B 正确；麦克斯韦根据光的传播不需要介质，以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等从而认为光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实了光的电磁说，选项C正确；光具有波动性与粒子性，称为光的波粒二象性，选项D正确．答案：BCD3．(多选)下列说法正确的是()A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，所以我们可以说光具有波粒二象性B．一个电子和一个质子具有相同的动能时，因为电子的质量比质子的小，所以电子的动量就小C．一个电子和一个质子具有相同的动能时，电子的德布罗意波长比质子的小D．一个电子和一个质子具有相同的动能时，电子的德布罗意波长比质子的大解析：光既具有波动性，又具有粒子性，说明了光具有波粒二象性，选项A正确；一个电子和一个质子具有相同的动能时，动量和动能的关系式为p＝2mE k，由于电子的质量比质子的质量小，可知电子的动量小，选项B正确；又由λ＝hp知电子的动量小，其德布罗意波长应比质子的德布罗意波长大，选项C错误，选项D正确．答案：ABD4．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现粒子性的是()A．电子束通过双缝后可以形成干涉图样B．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关C．人们用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构解析：电子束通过双缝后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，故A错误；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，光电效应说明光具有粒子性，故B正确；用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故C错误；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故D错误．故选B.答案：B要点一人类对光的本性的认识1.[2019·河北衡水期末](多选)关于实物粒子的波粒二象性，下列说法正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微观粒子都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观现象中是统一的D．实物粒子的运动有特定的轨道，所以实物粒子不具有波动性解析：德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切运动的物体都具有波粒二象性，故A正确，D错误；运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道，B正确；波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观现象中是统一的，故C正确．答案：ABC2．对于光的波粒二象性的说法，正确的是()A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光波与机械波是同样的一种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性．粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说．综上所述，A、B、C错误，D正确．答案：D3．关于光的波粒二象性，下列理解正确的是()A．当光子静止时有粒子性，光子传播时有波动性B．光是一种宏观粒子，但它按波的方式传播C．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述D．大量光子出现的时候表现为粒子性，个别光子出现的时候表现为波动性解析：光子是不会静止的，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A、D错误；光子不是宏观粒子，光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B错误；光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述，故C 正确．答案：C要点二 对物质波的理解4.影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．利用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图象．以下说法正确的是( )A ．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强B ．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显C ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱解析：设加速电压为U ，电子电荷量为e ，质量为m ，则E k ＝12m v 2＝eU ＝p 22m ，又p ＝h λ，故eU ＝h 22mλ2，可得λ＝h 22emU .对电子来说，加速电压越高，λ越短，衍射现象越不明显，故A 、B 错．电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要短得多，衍射现象不明显，分辨本领强，故C 对，D 错．答案：C5．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n ，其中n >1，已知普朗克常量h ，电子质量m 和电子电荷量e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B ．(md 2h 2n 2e 3)13C.d 2h 22men 2D.n 2h 22med 2解析：电子的动量p ＝m v ＝2meU ，而德布罗意波长λ＝h p ＝d n ，代入得U ＝n 2h 22med 2.故正确选项为D.答案：D6．[2019·海口月考]一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U)，该粒子的德布罗意波长为()A.h2mqU B.h2mqUC.h2mqU2mqU D.hmqU解析：设带电粒子加速后的速度为v，根据动能定理可得qU＝12m v2所以v＝2qU m由德布罗意波长公式可得λ＝hp＝hm2qUm＝h2mqU2mqU所以选项C正确．故选C.答案：C7．已知普朗克常量为h＝2π·197 MeV·fm/c，电子的质量为m e＝0.51 MeV/c2，其中c＝3.0×108 m/s为真空光速，1 fm＝10－15 m，则动能为1.0 eV的自由电子的物质波长为λe＝________m．具有如上波长的光子的能量为Eλ＝________eV.(所填答案均保留一位有效数字)解析：动能为1.0 eV的自由电子的物质波长为λe＝hp＝hm e v＝h2m e E k≈1×10－9 m具有如上波长的光子的能量为Eλ＝h cλe＝cp＝c2m e E k≈1×103 eV.答案：1×10－91×1038．如果一个中子和一个质量为104kg的火箭都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27 kg)解析：中子的动量为：p1＝m1v，火箭的动量为：p2＝m2v，据λ＝hp知中子和火箭的德布罗意波长分别为：λ1＝hp1，λ2＝hp2联立以上各式解得：λ1＝hm1v，λ2＝hm2v.将m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s，h＝6.63×10－34 J·s，m2＝104 kg代入上面两式可解得：λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－41 m.答案：4.0×10－10 m 6.63×10－41 m9．金属晶体中晶格大小的数量级是10－10m．电子经过加速电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样．问这个加速电场的电压约为多少？(已知电子的电荷量为e＝1.6×10－19 C，质量为m＝0.90×10－30 kg)解析：设加速电场的电压为U，电子经电场加速后获得的速度为v，对加速过程由动能定理得eU＝12m v2①据德布罗意物质波理论知，电子的德布罗意波长为λ＝hp②其中p＝m v③解①②③联立方程组可得U＝h22emλ2≈153 V.答案：153 V基础达标1.[2019·大同月考](多选)关于光的波粒二象性，下列说法正确的是()A．光的频率越高，光的能量越大，粒子性越明显B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越明显C．频率高的光只具有粒子性，不具有波动性D．无线电波只具有波动性，不具有粒子性解析：光的频率越高，由ε＝hν知光子的能量越大，光的波长越短，粒子性越明显，A对；光的波长越长，则频率越小，由ε＝hν知光子的能量越小，则光的波动性越明显，B对；频率高的光粒子性明显，但也具有波动性，C错；无线电波是电磁波，既具有波动性又具有粒子性，D错．答案：AB2．(多选)为了观察晶体的原子排列，采用了以下两种方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此，电子显微镜的分辨率高)；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列．则下列分析中正确的是()A．电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当解析：由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，由p＝hλ可知它的动量应很大，即速度应很大，选项A正确，选项B错误；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，选项C错误，选项D正确．答案：AD3．(多选)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知( )B ．无线电波通常情况下只能表现出波动性C ．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D ．只有可见光才有波动性解析：由于弹子球德布罗意波长极短，故很难观察其波动性，而无线电波波长为3.0×102 m ，所以通常表现出波动性，很容易发生衍射，而金属晶体的品格线度大约是10－10 m 数量级，所以波长为1.2×10－10 m 的电子可以观察到明显的衍射现象，故选A 、B 、C.答案：ABC4．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体表面的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面的光子数之比为5:4，则这两束光的光子能量和波长之比分别为( )A ．4:5 4:5B ．5:4 4:5C ．5:4 5:4D ．4:5 5:4解析：两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打在物体表面的光子数之比为5:4，根据E ＝NE 0可得两束光光子能量之比为4:5；再根据E 0＝hν＝h c λ知，光子能量与波长成反比，故两束光光子波长之比为5:4.选项D 正确．答案：D5．[2019·广西桂林期中]下列说法正确的是( )A ．光的波粒二象性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理论C ．光子说并没有否定电磁说，在光子的能量式ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性D．光波与机械波具有完全相同的特点解析：光的波粒二象性认为光是一份一份的光子构成的，光子是一种没有静止质量的能量团，与牛顿的微粒说中的实物粒子有本质区别；光同时还是一种波，但与惠更斯的波动说中的光是一种机械波有本质区别，A错误．在光子能量式ε＝hν中，ν表示了波的特征，ε表示粒子的特性，光子说并没有否定麦克斯韦的电磁说，B错误，C正确．机械波传播需要介质，光波不需要；机械波是横波或纵波，光波只能是横波，D错误．答案：C6．[2019·哈尔滨六中期中](多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是()A．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性B．电子束的晶体衍射实验表明实物粒子具有波动性C．动能相等的质子和电子的德布罗意波长相等D．低频电磁波的粒子性显著，高频电磁波的波动性显著解析：光电效应表明光具有“一份一份”的能量，康普顿效应说明光具有动量，均能说明光具有粒子性，A正确；电子束射到晶体上产生的衍射图样说明实物粒子具有波动性，B正确；动量p＝2mE k，因为质子与电子的质量不同，所以动能相等的质子与电子的动量是不同的，根据德布罗意波长公式λ＝hp可知它们的德布罗意波长不相等，C错误；因为电磁波的频率越低，能量值越小，频率越高，能量值越大，所以低频电磁波的波动性显著，高频电磁波的粒子性显著，D错误．答案：AB7．美国科学家里卡尔多·贾科尼由于发现宇宙X射线源而获得诺贝尔奖．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表示真空中的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则()A．E＝hλc p＝0 B．E＝hλc p＝hλc2C．E＝hcλp＝0 D．E＝hcλp＝hλ解析：根据E＝hν和λ＝hp可得X射线每个光子的能量为E＝hcλ，每个光子的动量为p＝hλ，选项D正确．答案：D能力达标8.德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式λ＝hp.现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H＋和二价镁离子Mg2＋，已知氢离子与镁离子的质量之比为1:24，则加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波长之比为() A．1:4 B．1:4 3C．4:1 D．43:1解析：离子加速后的动能E k＝qU，离子的德布罗意波长λ＝hp＝h2mE k＝h2m·qU，所以λH＋λMg2＋＝24×21×1＝431，故选项D正确．答案：D9．任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长是λ＝hp，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫德布罗意波，现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2相向正碰后粘在一起，已知|p1|<|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为()A.λ1＋λ22 B.λ1－λ22C.λ1λ2λ1＋λ2 D.λ1λ2λ1－λ2解析：由动量守恒p2－p1＝p知，hλ2－hλ1＝hλ，所以λ＝λ1λ2λ1－λ2，故D正确．答案：D10．一颗质量为5.0 kg的炮弹，(1)以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为多大？(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长为多大？(3)若要使它的德布罗意波长与波长是400 nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？解析：(1)炮弹的德布罗意波长λ1＝h p 1＝h m v 1＝6.63×10－345.0×200m ＝6.63×10－37 m. (2)它以光速运动的德布罗意波长λ2＝h p 2＝h m v 2＝6.63×10－345.0×3×108m ＝4.42×10－43 m. (3)由λ＝h p ＝h m v ，得v ＝h mλ＝ 6.63×10－345.0×400×10－9 m/s ＝3.315×10－28 m/s. 答案：(1)6.63×10－37 m (2)4.42×10－43 m(3)3.315×10－28 m/s11．静止的原子核放出一个波长为λ的光子．已知普朗克常量为h ，则(1)质量为M 的反冲核的速度为多少？(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？解析：(1)光子的动量为p ，由动量守恒定律知反冲核的动量大小也为p .由p ＝h λ＝M v ，得v ＝h λM .(2)反冲核的物质波的波长λ′＝h M v ＝λ.答案：(1)h λM (2)λ12．已知铯的逸出功为1.9 eV ，现用波长为4.3×10－7 m 的入射光照射金属铯．(1)能否发生光电效应？(2)若能发生光电效应，求光电子的德布罗意波长最短为多少？(电子的质量为m ＝0.91×10－30 kg)解析：(1)入射光子的能量E ＝hν＝h c λ＝6.626×10－34×3.0×1084.3×10－7×11.6×10－19eV ≈2.9 eV . 由于E ＝2.9 eV>W 0，所以能发生光电效应．(2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0＝1 eV ＝1.6×10－19 J而光电子的最大动量p＝2mE k，则光电子的德布罗意波长的最小值λmin＝hp＝6.626×10－342×0.91×10－30×1.6×10－19m≈1.2×10－9 m.答案：(1)能(2)1.2×10－9 m。
17.2光的粒子性 每课一练(人教版选修3-5)
第2节光的粒子性基础巩固1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光解析：按爱因斯坦的光子说，光子的能量ε＝hν，h为普朗克常量，说明光子的能量与光的频率成正比，而上述四种光中，绿光的频率最大，红光的频率最小，故光子能量最小的是红光，所以选项A 正确．答案：A2．(双选)下列关于光子的说法中，正确的是()A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子B．光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D．光子可以被电场加速解析：按照爱因斯坦的光子说，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝hν，与光的强度无关，故A、C正确，B错误，光子不带电，不能被电场加速，D 错误．答案：AC3．(2013·上海卷)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时()A．锌板带负电B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出D．锌板会吸附空气中的正离子解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误．答案：C4．(双选)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率ν0，只有入射光子的频率大于等于极限频率ν0时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程E k＝hν－W＝hν－hν0，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以A、D正确．答案：AD5．用能量为5.0 eV的光子照射某金属的表面，金属发射光电子的最大初动能为1.5 eV，则该金属的逸出功为()A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV分析：当光照射金属时，电子吸收能量后逸出金属表面，逸出电子叫光电子，这种现象称光电效应．从金属表面逸出的电子具有最大的初动能等于入射光的能量与逸出功之差．解析：由E k＝hν－W0得W0＝hν－E k＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV.答案：B点评：金属的逸出功是不变的，且逸出功是电子逃逸出来所克服引力做功的最小值．6．(双选)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则()A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：当入射光的频率大于等于金属的极限频率时，就会发生光电效应，A选项正确；由于金属材料一定，极限频率一定，逸出功W hν0一定，ν0为极限频率，ν增大，逸出功不变，C选项错误．由逸＝爱因斯坦光电效应方程E km＝hν－W逸，得ν＝2ν0时，E km＝hν－W逸＝2hν0－hν0＝hν0，当ν增大一倍，ν＝4ν0时，E km＝hν－W逸＝4hν0－hν0＝3hν0，所以B选项正确，D选项错误．答案：AB7．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量，下图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向____________运动，并且波长__________________(填“不变”、“变小”或“变长”)．解析：因光子与电子碰撞过程动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一致，可见碰后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．答案：1变长能力提升8．关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是()A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应解析：逸出功由金属的性质决定．发生光电效应的情况下，光强越大，光子数目越大，射出的光电子数目越多，光电流强度就越大；当不可见光的频率比可见光的小时，发生光电效应的情况下，光电子的最大初动能比可见光的还要小；光电效应的发生的条件是入射光的频率大于金属极限频率，即入射光波长小于金属的极限波长．答案：D9．如图所示，有一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关灯后，验电器指针保持一定偏角，下列说法正确的是()A．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同时间，验电器指针偏角将增大B．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板相同时间，验电器指针将偏转C．用一带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角一定变大D．用一带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角一定变小解析：改用更强的弧光灯照射，射出光电子数目增多，电量增加，张角增大；但用红光照射，不发生光电效应，验电器指针不偏转；锌板发生光电效应，失去了光电子，带正电，验电器接触带电，与锌板带同种电荷，所以带负电的金属小球与锌板接触，应发生中和，最终的张角决定于中和之后的电量与中和之前大小的比较．答案：A10．(双选)现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c 光束照射该金属，则可以断定()A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，一定能发生光电效应C．a光束照射时，释放光电子数目最多D．c光束照射时，释放光电子的最大初动能最小解析：c＝λν，λa＞λb＞λc，νa＜νb＜νc.用光束b照射金属，该频率等于极限频率，恰好发生光电效应．因为光束a的频率小于该极限频率，不能发生光电效应，A选项正确；光束c的频率大于该极限频率，能发生光电效应，B选项正确；光电子数目由光强来决定，不知三束光的光强，无法确定释放出的光电子数，C选项错误；由光电效应方程E km＝hν－W0，c频率最大，金属的逸出功一定，则c光照射时，释放出的光电子动能最大，D 选项错误．答案：AB11．如图所示，当开关S 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.6 V 时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为 ( )A ．1.9 eVB ．0.6 eVC ．2.5 eVD ．3.1 eV解析：设用光子能量为2.5 eV 的光照射时，光电子的最大初动能为12m v 2，阴极材料的逸出功为W 0，根据爱因斯坦光电效应方程有： 12m v 2＝hν－W 0① 题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U ＝0.6 V 以后，具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，由能量观点易得eU ＝12m v 2② 由①②可得W 0＝hν－eU ＝2.5 eV －0. 6 eV ＝1.9 eV ，选项A 对． 答案：A12．光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有________(填“粒子性”或“波动性”)．甲图中金属片张开是因为验电器带________(填“正”或“负”)电，若改用强度较弱的紫外线照射锌板__________(填“能”或“不能”)使金属片张开；乙图中ν1________ν(填“>”、“<”或“＝”)．解析：光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有粒子性；图甲中金属片张开是因为验电器带正电；若改用强度较弱的紫外线照射锌板一定能使验电器张开；图乙中hν1>hν，所以ν1>ν.答案：粒子性正能>。
【人教版】物理选修3-5：17.3《粒子的波动性》(附答案)
一、光的波粒二象性 1．光的波粒二象性 光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
2．光子的能量和动量 (1)能量：ε＝ hv 。
h (2)动量：p＝ λ 。 (3)意义：能量 ε 和动量 p 是描述物质的粒子性的重要物 理量；波长 λ 和频率 ν 是描述物质的波动性的典型物理量。
因此 ε＝ hv 和 p＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切 关系，普朗克常量 h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
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．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
[思路点拨] 解答本题应注意以下三个方面：
(1)光子与实物粒子的区别。
(2)光的波粒二象性是光的本性。
(3)光显示波动性或粒子性是有条件对应的。
[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，A 错误；虽然光子和电 子都是微观粒子，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，所以不能说光子和电 子是同样的一种粒子，B 错误；波长长，容易发生干涉、衍射， 波动性强，反之，波长短，光子能量大，粒子性强，C 正确；干 涉、衍射是波特有的现象，光电效应说明光具有粒子性，D 正确。
对光的波粒二象性的理解
1．对光的本性认识史 人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒 说、托马斯·杨和菲涅耳的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说 到爱因斯坦的光子说。直到二十世纪初，对于光的本性的认识 才提升到一个更高层次，即光具有波粒二象性。
高中物理第17章波粒二象性第3节粒子的波动性课时作业新人教版选修3_5
第3节粒子的波动性基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．对于光的波粒二象性的说法中，正确的是导学号 96140166( )A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光波与机械波是同样的一种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性答案：D解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性。
粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说。
2．下列说法中正确的是导学号 96140167( )A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案：C解析：物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显而已，故只有C对。
3．有关光的本性，下列说法中正确的是导学号 96140168( )A．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案：D解析：光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不矛盾，A错、D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错。
4．频率为ν的光子，德布罗意波长为λ＝hp，能量为E ，则光的速度为导学号 96140169( )A ．E λhB ．pEC ．EpD ．h 2Ep答案：AC解析：根据c ＝λν，E ＝h ν，λ＝h p ，即可解得光的速度为E λh 或E p。
第六章波粒二象性 单元检测试题2021-2022学年高二下学期物理鲁科版(2019)选择性必修第三册
第六章波粒二象性单元检测试题（解析版）第I卷（选择题）一、选择题（共48分）1．关于光的波动性与粒子性，下列说法正确的是()①大量光子的行为能明显地表现出波动性，而个别光子的行为往往表现出粒子性②频率越低、波长越长的光子波动性明显，而频率越高波长越短光子的粒子性明显③光在传播时往往表现出波动性，而光在与物质相互作用时往往显示粒子性④据光子说，光子的能量是与频率成正比的，这说明了光的波动性与光的粒子性是统一的A．①②B．①②③C．①④D．①②③④2．某光电管的阴极在某单色光照射下恰好发生光电效应。
阴极与阳极之间所加电压大小为U，光电流为I。
已知电子的质量为m，电荷量为e、假设光电子垂直碰撞阳极且碰撞后即被吸收，则光电子对阳极板的平均作用力F的大小为（）A B C D3．以下说法正确的是（）A．如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体B．光波是一种概率波，但一个光子通过狭缝后，具体落在哪一点，还是可以确定的C．光电效应证明了光具有粒子性，康普顿效应则证明了光具有波动性D．玻尔认为，电子在绕核运动的过程中，服从经典力学规律，轨道半径是连续的，可以取任意值4．美国物理学家阿瑟阿什金因利用光的力量来操纵细胞获得2018年诺贝尔物理学奖，原来光在接触物体后，会对其产生力的作用，这个来自光的微小作用可以让微小的物体（如细胞）发生无损移动，这就是光技术．在光镊系统中，光路的精细控制非常重要。
对此下列说法正确的是（）A．光镊技术利用光的粒子性B．光镊技术利用光的波动性C．红色激光光子能量大于绿色激光光子能量D．红色激光光子动量大于绿色激光光子动量5．爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。
某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率 的关系如图所示，其中0ν为极限频率。
从图中可以确定的是 （ ）A ．逸出功与ν有关B ．E km 与入射光强度成正比C ．当ν<0ν时，会逸出光电子 D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关6．光伏电池是利用半导体材料的光电效应将太阳光能直接转换为电能的一种非机械装置。
光的波动性与粒子性
“牛顿环”
增透膜的厚度等于光波波长1/4 （注意：是指光在增透 膜中的波长，数值上等于光在空气中波长的1/n，n为 增透膜的折射率）
1．在双缝干涉实验中．双缝到光屏上P点的距离之差d＝
0.6μm；若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和频率为f2＝ 7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹的
【答案】 红外 热 波长较大 衍射
例1．在真空中频率为4×1014Hz的是红光，频率为 6×1014Hz的是绿光，现在有一束单色光，它在n=1.5的 玻璃中，波长为5000Å，它在这种玻璃中的频率是多少？ 是什么颜色？在真空中的频率是多少？又是什么颜色？
分析：光的频率决定于光的颜色，光从一种介质传到另
光的干涉现象及其常见的应用
杨氏双缝干涉的定量分析
如图24—2—2所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点
与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附
近的P点时，
两束光波的路程差为δ=r2－r1.
两束光波的路程差为δ=r2－r1. 由几何关系得：r12=L2+(x－d/2)2，
r22=L2+(x+d/2)2. 考虑到 L》d 和 L》x，
术
照相底片感光（化学效应）
核技术
LC电路中 自由电子 的的振荡
原子的外层电子受到激发
原子的内 原子核受 层电子受 到激发
到激发
通讯，广 加热烘干、 照明，照 播，导航 遥测遥感， 相，加热
医疗，导 向等
日光灯， 检查探测， 探测，治 黑光灯手 透视，治 疗等 术室杀菌 疗等 消毒，治 疗皮肤病
等
8．让电炉丝通电，在电炉丝变红之前，站在电炉旁的 人就有暖和的感觉．这是由于电炉丝发出了_______ 线，而该线的_______作用较大；用红外线进行高空 摄影，是因为_______，比可见光_______现象还显著，
17.3 粒子的波动性(原卷版)
1h17.3 粒子的波动性学习目标1．理解光的波粒二象性。
2．了解粒子的波动性。
3．理解物质波的概念，知道物质波的实验验证。
重点：1．认识光的波粒二象性。
2．德布罗意波长的计算。
难点：1．波粒二象性的理解。
2．物质波的理解。
知识点一、光的波粒二象性1．光的本性（2）19 世纪 60 年代和 80 年代，麦克斯韦和赫兹先后从理论上和实验上确认了光的电磁波本质。
（3）光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性。
（4）光的本性①大量光子产生的效果显示出光的波动性，如干涉、衍射、和偏振现象。
②个别光子产生的效果显示出粒子性，如光电效应、康普顿效应。
③光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
也就是光是一种波，同时也是一种粒子。
光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。
2．光子的能量和动量：光子的能量ε=h γ，光子的动量 p = λ = h γ= ε。
λγ c3．意义：能量ε和动量p 是描述物质的；粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量。
因此ε＝hν和p＝h揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。
λ4．光的波动性与粒子性的统一（1）大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性。
如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，粒子性得到充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加大的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律。
这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据。
（2）光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量。
（3）光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此ε＝hν揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。
（4）对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著。
新人教版选修3-5《172_光的粒子性》课时训练物理试卷有答案
新人教版选修3-5《17.2 光的粒子性》课时训练物理试卷一、课前预习练第2节光的粒子性1. 光电效应（1）光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，逸出的电子叫做________。
（2）光电效应的实验规律①实验规律之一，存在着________电流：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个________，也就是说在电流较小时电流随着电压的增大而________，但当电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流________增大了。
②实验规律之二，存在着________电压和________频率：对光电管加反向电压，光电流可以减小到零。
使光电流恰好减小为零的________称为遏止电压。
不同频率的光照射金属产生光电效应，遏止电压是________。
遏止电压与光电子的初速度存在的关系：________。
当入射光的频率减小到某一数值νc时，即使不加反向电压，也没有光电流，表明没有光电子了，νc称为________。
③实验规律之三，光电效应具有________：当入射光的频率超过截止频率时，无论入射光强度怎么样，立刻就能产生光电效应。
精确测量表明产生光电流的时间不超过________s。
2. 爱因斯坦的光电效应方程（1）光子说：光不仅在________时能量是一份一份的，是不连续的，而且光本身就是由一个个不可分割的________组成的，频率为ν的光的能量子为________，每一个光的能量子被称为一个________，这就是爱因斯坦的光子说。
（2）爱因斯坦光电效应方程：爱因斯坦说，在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是ℎν，这些能量的一部分用来克服金属的________，剩下的表现为逸出的光电子的________，公式表示为________。
3. 康普顿效应（1）光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播________发生改变，这种现象叫做光的散射。
高考物理复习 考题精选 光的波粒二象性
拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（121）——光的波粒二象性1、如图所示，是氢原子四个能级的示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时，辐射出光子a.当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.则以下判断正确的是（）A．a光和b光由同一种介质射入空气中时a光更容易发生全反射B．光子a和光子b使同一种金属发生光电效应，由光子a照射产生的光电子的最大初动能大于光子b照射而产生的。
C．光子a的波长大于光子b的波长D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度答案 C2、近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A．光只具有粒子性，它和物质的作用是一份一份的B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C．大量光子表现光具有粒子性D．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性答案 D3、根据爱因斯坦的“光子说”可知________。
A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性答案 B 光子并非实物粒子，其能量是一份一份的，不连续变化，每个光子的能量ε＝hν＝h，光的波长越大，光子能量越小，所以选项A、C 错误，B正确。
光子数很少时，光表现出粒子性越明显，选项D错误。
4、用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在,如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明( )A.光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C.少量光子的运动显示波动性,大量光子的运动显示粒子性D.少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性答案 D解析:少量光子落在胶片上,落点位置不确定,说明少量光子的运动显示粒子性,大量光子落在胶片上,出现了干涉条纹,呈现出波动性规律,说明大量光子的运动显示波动性,但不能说光只具有粒子性或只具有波动性,故只有选项D正确.5、关于物质的波粒二象性,下列说法中正确的是( )A.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道C.波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的,但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性E.宏观运动的物体没有波动性答案 ABC解析:波粒二象性是微观世界具有的特殊规律,大量粒子运动的规律表现出波动性,而单个粒子的运动表现出粒子性.而宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性.选项A、B、C正确.6、下列说法不正确的是（）A.光电效应和康普顿效应深入地解释了光的粒子性的一面B.光的干涉和衍射现象是光具有波动性的有力证据C.继电子的波动性被证实之后，科学家陆续证实了质子、中子、原子、分子等的波动性D.电子的德布罗意波长不可能比可见光的波长短答案 D7、下列四个实验示意图中，能揭示光的粒子性的是（）答案 B8、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．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：光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故C错误；由λ＝、E＝hν可知光子频率变小，波长变长，故A错误，D正确；由于光子速度是不变的，故B错误．9、下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有( )答案 AB解析：选项A为康普顿效应，选项B为光电效应，康普顿效应和光电效应都深入揭示了光的粒子性；选项C为α粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；选项D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续．10、麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中提出了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示，求该光波的频率．(2)图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC 界面上，a、b是其中的两条平行光线．光线a在玻璃砖中的光路已给出．画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数．答案(1)5×1014Hz(2)如图所示解析：设光在介质中的传播速度为v，波长为λ，频率为f，则f ＝①v ＝②联立①②式得f ＝③从波形图上读出波长λ＝4×10－7m，代入数据解得f＝5×1014Hz(2)光路如图所示11、下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）答案 C12、关于光的本性，下列说法正确的是（）（A）波长较长的光是波，波长较短的光是粒子（B）光有的时候是波，有的时候是粒子（C）光既具有波动性，同时又具有粒子性（D）光的干涉现象说明光具有波粒二象性答案 C13、对“光的波粒二象性”理解正确的是A．光既是一种波又是一种粒子B．光直线传播时表现为粒子性，发生衍射时表现为波动性C．个别光子是粒子，大量光子是波D．在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方答案 B14、人们对“光的本性”的认识，经历了漫长的发展过程．下列符合物理学史实的是（）（A）牛顿提出光是一种高速粒子流，并能解释一切光的现象（B）惠更斯认为光是机械波，并能解释一切光的现象（C）为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光子说（D）为了说明光的本性，麦克斯韦提出了光的波粒二象性答案 C15、对于光的波粒二象性的说法中，正确的是A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子和电子是同种粒子，光波和机械波是同种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D．光子说中光子的能量E=hν表明光子具有波的特征答案 D16、近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C．大量光子表现光具有粒子性D．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性答案 D17、对光的认识，以下说法错误的是（）A 个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现出波动性B 光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C 光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D 光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显，答案 C18、人们对光本性的正确认识是（）（A）光是一种可见的高速运动微粒（B）光是波长极短的射线（C）光是一种电磁波（D）光子不具有波动性答案 C19、康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．右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：（）A．可能沿1方向，且波长变小B．可能沿2方向，且波长变小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 C20、用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则（）(A)图像(a)表明光具有粒子性(B)图像(c)表明光具有波动性(C)用紫外光观察不到类似的图像(D)实验表明光是一种概率波答案 AB D21、对光的波粒二象性的理解，正确的是（）（A）凡是光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释（B）波粒二象性就是微粒说与波动说的统一（C）一切粒子的运动都具有波粒二象性（D）大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性答案 CD22、光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能．如图K50－3所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成内能，这种镀膜技术的物理依据是( )A．光的直线传播 B．光的粒子性C．光的干涉 D．光的衍射答案 C [解析] 真空玻璃管上镀膜技术是利用薄膜干涉原理来增强透射光的，这种镀膜技术的物理依据是使薄膜厚度等于光在薄膜介质中波长的，入射光经薄膜的前后表面反射后发生光的干涉，选项C正确。
学习光的波动性和粒子性
学习光的波动性和粒子性光的波动性和粒子性是物理学中的重要概念，它们可以帮助我们更好地理解光的本质和光现象。
光的波动性主要体现在光的干涉、衍射和偏振等现象中，而光的粒子性主要体现在光的吸收、发射和散射等现象中。
一、光的波动性1.干涉现象：当两束或多束相干光相互叠加时，它们会在某些区域产生加强干涉，而在其他区域产生减弱干涉。
这种现象称为光的干涉现象。
2.衍射现象：当光通过一个狭缝或物体时，光会发生弯曲和扩展现象，这种现象称为光的衍射现象。
3.偏振现象：光是一种横波，光的偏振现象是指光波的振动方向在特定平面内进行限制。
偏振光具有特定的偏振方向，可以通过偏振片来观察和控制。
二、光的粒子性1.吸收现象：当光照射到物质上时，光会被物质吸收，使物质的能量状态发生改变。
这种现象表明光具有粒子性。
2.发射现象：当物质从高能级跃迁到低能级时，会发射光子。
这种现象也表明光具有粒子性。
3.散射现象：当光穿过物质时，光会发生散射。
散射现象可以分为弹性散射和非弹性散射。
弹性散射主要发生在光与物质相互作用较弱的情况下，非弹性散射则发生在光与物质相互作用较强的情况下。
光的波动性和粒子性是光现象的两个重要方面，它们在物理学、光学和其他领域中都有广泛的应用。
通过对光的波动性和粒子性的学习，我们可以更好地理解光的本质和光现象，为今后的学习和研究打下坚实的基础。
习题及方法：1.习题：简述光的干涉现象。
方法：光的干涉现象是指两束或多束相干光相互叠加时，它们会在某些区域产生加强干涉，而在其他区域产生减弱干涉。
加强干涉的区域称为亮条纹，减弱干涉的区域称为暗条纹。
2.习题：解释光的衍射现象。
方法：光的衍射现象是指光通过一个狭缝或物体时，光会发生弯曲和扩展。
当狭缝宽度或障碍物尺寸与光波波长相当或更小的时候，衍射现象更加明显。
衍射现象可以产生明暗相间的衍射条纹。
3.习题：说明光的偏振现象。
方法：光的偏振现象是指光波的振动方向在特定平面内进行限制。
[精品]新人教版高中物理第17章《波粒二象性》测试题及答案
![[精品]新人教版高中物理第17章《波粒二象性》测试题及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/beb3c6f1c1c708a1284a44fe.png)
《波粒二象性》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。
在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4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。
) 1．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是( ) A．光的折射现象、色散现象B．光的反射现象、干涉现象．光的衍射现象、偏振现象D．光的直线传播现象、光电效应现象解析：因为色散现象说明的是白光是由各种单色光组成的复色光，故A错；由于反射现象并非波动所独有的性质，故B错；直线传播并非波动所独有，且光电效应说明光具有粒子性，故D错；只有衍射现象和偏振现象为波动所独有的性质，所以正确。
答案：2．下列说法中正确的是( )A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B．光的频率越大，波长越长．光的波长越大，光子的能量越大D．光在真空中的传播速度为30×108 /解析：干涉和衍射现象是波的特性，说明光具有波动性，A对；光的频率越大，波长越短，光子能量越大，故B、错；光真空中的速度为30×108 /，故D对。
答案：A、D3．现代技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，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＝167×10－27 g，可以估算德布罗意波长λ＝182×10－10的热中子动能的量级为( )A．10－17 J B．10－19 J．10－21 J D．10－24 J解析：由p＝及E＝得，E＝＝J≈4×10－21 J，正确。
答案：4．下列关于光电效应的说法中，正确的是( )A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流的大小与入射光的强度无关．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应解析：逸出功与入射光无关，反映的是金属材料对电子的束缚能力；A错误；光强越大，单位时间内入射的光子越多，逸出的电子也越多，光电流越大，B错误；红外线的频率比可见光小，紫外线的频率比可见光大，由E＝ν－W0知，错误；由产生光电效应的条件知，D 正确。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光的波动性和粒子性练习题
一、选择题
1．红、橙、黄、绿四种单色光子，光子能量最小的是
[]
A．红光 B．橙光
C．黄光 D．绿光
2．太阳光谱中有许多暗线，它们是对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于 [ ]
A．太阳表面大气层中缺少相应的元素
B．太阳内部缺少相应的元素
C．太阳表面大气层中存在着相应的元素
D．太阳内部存在着相应的元素
3．用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极射出时的最大初动能增大，应 [ ]
A．改用红光照射 B．增大绿光的强度
C．增大光电管的加速电压 D．改用紫光照射
4．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图4-4-3所示，这时
[ ]
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带正电
D．锌板带负电，指针带负电
5．设λ1、λ2是两种单色光1、2在真空中的波长，若λ1＞λ2，则这两种单色光线相比 [ ]
A．单色光1的频率较小
B．玻璃对单色光1的折射率较大
C．在玻璃中，单色光1的传播速度较大
D．单色光1的光子能量较大
6．两种单色光A、B分别由垂直水平方向从水面射向水底，它们经历的时间t A＞t B，下列判断正确的是
[ ]
A．A色光的波长比B色光的波长大
B．A色光的波长比B色光的波长小
C．A色光的光子能量比B色光的光子能量大
D．A色光的光子能量比B色光的光子能量小
二、计算题
7．一单色光照在金属钠的表面上时有光电子射出，当所加反向电压为3V时，光电流恰好为零，已知钠的极限频率为5000Hz，求：该单色光的频率．
8．有一功率为500W的红外线电热器，如果它辐射的红外线的频率为3.0×1014Hz，求：（1）每秒发出的光子数；（2）在距离电热器2m远处，垂直于红外线传播方向的1cm2的面积上每分钟能接收到多少个光子？
参考答案
1．A 2．C 3．D 4．B 5．A B
6．B C 7．1.32×1015Hz
8．（1） 2.5×1021（个），（2）3.0×1017（个）。