1、4.3光的波粒二象性(建议用时：40分钟)题组一光的本性1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C牛顿认为光是一种粒子流，他的观点支持了光的微粒说，能解释光的直线传播与反射现象，不能解释一切现象，故A错误；惠更斯认为光是一种机械波，并能解释光的反射、折射和衍射，但不能解释光的直线传播和光电效应等现象，故B错误；为了解释光电效应爱因斯坦提出光子说，认为光的发射、传播和吸收不是连续的而
2、是一份一份的，每一份就是一个光子，故C正确；麦克斯韦提出了光的电磁波说，认为光是一种电磁波，康普顿效应证明光具有波粒二象性，故D错误2如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验()A只能证明光具有波动性B只能证明光具有粒子性C只能证明光能够发生衍射D证明光具有波粒二象性D弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性；验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确3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
3、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 D光的干涉和衍射是波特有的现象，不能说明光具有粒子性，而光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故D正确题组二光的波粒二象性4(多选)下列叙述的情况中正确的是()A光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样B光是波，与橡皮绳上的波类似C光是一种粒子，它与物质作用是“一份一份”进行的D光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动的规律来描述CD光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某位置的概率遵守波动规律，与宏观概念的粒子和波有着本质的不同，所以选项AB错误，选项D正确光是一种粒子，它与物质作用是“一份一份”进行的，所以选项C正确
4、5(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h中，表示波的特性，表示粒子的特性D光波与机械波具有完全相同的特点C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h中，表示了波的特征，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
5、是横波，D错误6在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处是()A亮纹B暗纹C既有可能是亮纹也有可能是暗纹D以上各种情况均有可能A由光子按波的概率分布的特点判断，由于大部分光子都落在b处，故b处一定是亮纹，选项A正确7在双缝干涉实验中若采用的光源非常弱，感光胶片曝光后的情况是()A若曝光时间极短，图像显示出光的波动性B若曝光时间极短，图像显示出光的粒子性C无论曝光时间长短，都可以在感光胶片上得到明显的干涉条纹D无论曝光时间长短，图像都呈现不规则分布B根据光的波粒二象性知，单个光子表现出粒子性，而大量光子表现出波动性，故曝光时间极短时，底片上出现一些不规
6、则分布的点，说明了单个光子表现出粒子性；光子的粒子性并非宏观实物粒子的粒子性，故单个光子通过双缝后的落点无法预测；到达的光子多的区域表现为亮条纹，而到达的光子少的区域表现为暗条纹，如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，说明了大量光子表现出波动性故B正确，ACD错误8数码相机家喻户晓，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大量光子表现出光具有粒子
7、性D光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性D数码相机拍出的照片不是白点，不能显示光的粒子性，A错误；光的波粒二象性是光的内在属性，即使是单个光子也有波动性，跟光子的数量和光子之间是否有相互作用无关，B错误；大量光子表现出光具有波动性，C错误；光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性，D正确故选D9科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒内单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为S，设太阳光垂直射到黑色的太阳帆上，飞船总质量为m，则飞船的加速度为多少？解析光子垂直射到黑色的太阳帆上，动量变化量为p，设光对太阳帆的压力为F，单位时间打到太阳帆上的
8、光子数为N，则NnS由动量定理有FtNtp所以FNp而光子动量p，所以F由牛顿第二定律可得飞船加速度a答案10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h中，频率仍表示的是波的特性D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故D正确11(多选)
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光只有波动性没有粒子性AC使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现双缝干涉图样，如果时间很短，少量光子到达底片上，由于光波是概率波，光子的行为是随机的，则底片上不会出现双缝干涉图样，故A正确，B错误；光波是一种概率波，光子落在光屏上各点的概率是不同的单个光子通过双缝后打在
10、底片的情况呈现出随机性，大量光子通过双缝后打在底片上的情况呈现出规律性所以个别光子的运动体现粒子性，大量光子的运动体现波动性，故C正确；光既具有波动性又具有粒子性，故D错误12用极微弱的红光做双缝干涉实验，随着曝光时间的延长，可以先后得到如图(a)(b)(c)所示的图样，这里的图样_(选填“是”或“不是”)光子之间相互作用引起的，实验表明光波_(选填“是”或“不是”)一种概率波(a)(b)(c)解析图样所显示的是光子到达的位置，不是光子之间相互作用引起的，表明了光波是一种概率波答案不是是13用波长为2.0107 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子的动能最大是4.71019 J由此可知，钨的截止频率是(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)多少？解析由光电效应可知，入射光子的能量等于逸出功与最大初动能的和，即hWEk，又有c，Wh0，由以上三式得钨的截止频率0 Hz Hz7.91014 Hz答案7.91014 Hz
