第3节 光的波粒二象性
(分值：100分)
选择题1～10题，每小题7分，共70分，11～13题每小题10分，共30分，合计100分。
对点题组练
题组一 光的波粒二象性
1.(多选)下列对于光的本质的说法正确的是( )
光有时是一种粒子，有时是一种波
光既具有波的特性又具有粒子的特性
在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性
在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性
2.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )
有的光是波，有的光是粒子
光子与电子是同样的一种粒子
光的干涉表明光具有波动性
康普顿效应表明光具有波动性
3.(多选)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甲、乙、丙所示的图像，则( )
图像甲表明光具有粒子性
图像丙表明光具有波动性
用紫外光不会产生类似的图像
实验表明光是一种概率波
4.(多选)下列关于光的波粒二象性的说法正确的是( )
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
频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著
光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性
光不可能同时具有波动性和粒子性
题组二 波粒二象性的综合分析
5.a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气，光路如图所示，则下列说法正确的是( )
逐渐增大入射角α的过程中，a光先发生全反射
在空气中a光的波长比b光的小
在该介质中a光的传播速度小于b光的传播速度
a光光子的能量小于b光光子的能量
6.如图所示，一束可见光以入射角θ从玻璃砖射向空气，经折射后分为a、b两束单色光。a、b两束光相比，下列说法正确的是( )
玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
在玻璃中，a光的速度大于b光的速度
增大入射角θ，b光首先发生全反射
a光光子的能量大于b光光子的能量
7.用a、b两种不同的单色光在相同条件下分别经同一单缝衍射装置得到的衍射图样如图甲、乙所示。现使a光从水中斜射向水面上的O点，其入射角为i、折射角为r，如图丙所示。对于这两种单色光，下列说法正确的是( )
在真空中a光波长比b光短
水对a光的折射率n＝
a光光子的能量小于b光光子的能量
从水中射向空气发生全反射时a光的临界角比b光小
综合提升练
8.下列说法中正确的是( )
光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说
在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方
光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的概率小
单个光子只具有粒子性，大量光子具有波动性
9.(多选)对光的认识，下列说法中正确的是( )
个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性
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
光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了
光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显
10.实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿效应，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该现象被称为逆康普顿效应，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿效应，下列说法正确的是( )
该过程不遵循能量守恒定律
该过程不遵循动量守恒定律
散射光中存在波长变长的成分
散射光中存在频率变大的成分
11.(多选)已知A、B两种光子的能量之比为1∶2，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EkA、EkB，则( )
A、B两种光子的波长之比为1∶2
A、B两种光子的波长之比为2∶1
该金属的逸出功为EkB－2EkA
若A、B两种光入射到同一双缝干涉装置上，则相邻亮条纹的间距之比为2∶1
12.(多选)如图所示，波长为λa和λb的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光( )
照射同一种金属均有光电子逸出时，光电子最大初动能Eka＞Ekb
射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa＞Δxb
在水中的传播速度va＜vb
光子能量εa＜εb
培优加强练
13.a、b两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行实验，两次实验双缝与屏的距离相等，在屏上得到如图所示的干涉图样，图中白色区域为亮条纹，图甲和图乙分别是a光和b光照射时形成的干涉图样，两图样的尺寸都是原始尺寸。下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( )
a光的光子能量较大
在水中a光传播的速度较小
玻璃对a光的折射率较大
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
第3节 光的波粒二象性
1.BCD [光既具有波的特性又具有粒子的特性，即光具有波粒二象性，在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性，在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性，故B、C、D三项正确，A项错误。]
2.C [光既是波又是粒子，故A错误；光子是以场形式存在的物质，不是实物粒子，而电子则是实物粒子，所以它们不是同样的一种粒子，故B错误；干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉表明光具有波动性，故C正确；康普顿效应表明光具有粒子性，故D错误。]
3.ABD [甲图可以看到的是光点，说明光具有粒子性，随着时间的增加，这些光点的排列体现了波的干涉的规律，说明光具有波动性，同时，这种规律是大量光点出现后才表现出来的，所以光是一种概率波。图像甲表明光具有粒子性，A正确；图像丙表明光具有波动性，B正确；用紫外光同样能产生类似的图像，C错误；实验表明光是一种概率波，D正确。]
4.ABC [光既具有波动性，又具有粒子性，大量的光子波动性比较明显，个别光子的粒子性比较明显，故A正确；在光的波粒二象性中，频率越大的光，其粒子性越显著，频率越小的光，其波动性越显著，故B正确；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，故C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故D错误。]
5.D [由图知b光的折射率大，则b光的临界角较小，所以b光先发生全反射，A错误；b光的折射率较大，则b光的频率较大，波长较小，根据ε＝hν可知，b光的光子能量较大，选项B错误，D正确；由公式v＝知折射率大的速度小，即b光在介质中的传播速度较小，C错误。]
6.D [因为玻璃对a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，根据v＝可知，在玻璃中，a光的速度小于b光的速度，a光的频率大于b光的频率，则a光光子的能量大于b光光子的能量，选项A、B错误，D正确；根据sin ic＝分析知，a光的临界角比b光的小，逐渐增大入射角，先达到a光的临界角，则a光最先发生全反射，故C错误。]
7.C [根据甲图和乙图可知，甲的衍射条纹宽，说明a光的波长长，故A错误；根据图丙可知水对a光的折射率n＝，故B错误；根据公式ε＝h，可知a光波长长，则光子能量小，故C正确；光的波长越长则频率越小、折射率越小，根据sin ic＝可知，a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较大，故D错误。]
8.C [麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量公式ε＝hν中，频率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征，光具有波粒二象性是对电磁学的补充，没有推翻电磁说，故A错误；双缝干涉实验时，明暗条纹是光子的相互叠加而成的现象，明条纹处光子到达的概率较大，而暗条纹处光子到达的概率较小，故B错误，C正确；不管是大量光子还是单个光子都具有波粒二象性，个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性，故D错误。]
9.ABD [波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故B正确；光具有波粒二象性，即光既具有波动性又具有粒子性，故C错误；光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，某种场合表现粒子性，某种场合表现波动性，故A、D正确。]
10.D [康普顿效应中光子与电子碰撞时要遵循能量守恒定律和动量守恒定律，可以推知，在逆康普顿效应中，同样遵循能量守恒定律与动量守恒定律，故A、B错误；逆康普顿散射的过程中有能量从电子转移到光子，则光子的能量增大，根据公式ε＝hν＝，可知散射光中存在频率变大的成分，或者说散射光中存在波长变短的成分，故C错误，D正确。]
11.BCD [由光子能量ε＝，可得两种光子的波长之比为2∶1，故A错误，B正确；由于EkA＝εA－W0，EkB＝εB－W0，而2εA＝εB，解得W0＝EkB－2EkA，故C正确；由Δx＝λ，可知若A、B两种光入射到同一双缝干涉装置上，则相邻亮条纹的间距之比为2∶1，故D正确。]
12.BD [由题图看出，a光的偏折角小，则玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率小于b光的频率；a光的频率小，由爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0，可知照射同一种金属均有光电子逸出时，光电子最大初动能Ekb＞Eka，故A错误；a光频率较小，波长较长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以a光干涉条纹间距较大，故B正确；a光的折射率小，由v＝分析知，在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误；光子的能量ε＝hν，可知b光光子的能量大，故D正确。]
13.D [由Δx＝λ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c＝λν知，a光的频率小于b光的频率，则a光的折射率小于b光的折射率，根据ε＝hν可知b光的光子能量大，故A、C错误；根据v＝得，a光的折射率小，则a光在水中的传播速度大，故B错误；若用b光照射某金属时没有光电子逸出，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D正确。]第3节 光的波粒二象性
学习目标 1.了解光的本质认识的发展史。2.了解光的波粒二象性及其对立统一关系。3.掌握波长和频率的关系，能解决几何光学和物理光学的综合问题。
知识点一 光的波粒二象性
光电效应说明光具有粒子性；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹证明光是一种电磁波，那光到底是粒子还是波？
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1.光的本性之争
（1）牛顿认为光是一种微粒，而荷兰物理学家惠更斯却认为光是一种波。
（2）英国科学家托马斯·杨做了著名的光的双缝干涉实验，得到了明暗相间的干涉条纹，并由此测定了光的波长，由于 现象是波的重要特征之一，所以该实验为光的波动性提供了重要的实验依据。
（3）英国科学家 在建立电磁理论的研究过程中，于1862年预言了光是一种电磁波。
（4）德国物理学家 通过实验发现了人们期待已久的电磁波。
2.光的波粒二象性
（1）光的 和 实验表明，光是一种电磁波，具有波动性。 和 表明，光在与物体相互作用时，光子表现出粒子性。
（2）光既有 性，又有 性，人们把这种性质称为光的波粒二象性。
（3）光子能量和动量表示为ε＝ 和p＝。其中，能量ε和动量p是描述光子 的重要物理量，频率ν和波长λ是描述光子 的典型物理量， 是联系光子粒子性和波动性的桥梁。
（4）光是概率波：概率大的地方落下的光子多，形成
；概率小的地方落下的光子少，形成
。物理学中把光波看成是一种 ，干涉条纹是光子落在感光片上各点的 分布的反映。
例1 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中不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”本质上是不同的
B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性
C.爱因斯坦预言了光是一种电磁波
D.光既具有粒子性又具有波动性
听课笔记____________________________________________________________
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例2 （多选）关于光的波粒二象性，下列正确的说法是（ ）
A.光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著
B.光的波长越长，光子的能量越小，波动性越显著
C.频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性
D.个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性
听课笔记____________________________________________________________
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训练1 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
知识点二 光的波粒二象性的综合分析
1.光的粒子性：光电效应方程，hν＝Ek＋W0。
2.光的波动性：
（1）双缝干涉实验，条纹间距Δx＝λ。
（2）光的折射，折射定律＝n。
（3）光的全反射，sin ic＝。
3.联系：由c＝λν知，光的波长越长，频率越小，光的折射率越小。
例3 如图所示，一束复色光AO以一定的入射角从玻璃射向真空时分成a、b两束，关于a、b这两种单色光，下列说法中正确的是（ ）
A.此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.用同一双缝干涉装置进行实验，a光的干涉条纹间距比b光的大
C.a光光子能量小于b光光子能量
D.在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角
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训练2 （多选）用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图，则这两种光（ ）
A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B.照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大
C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距大
随堂对点自测
1.（光的波粒二象性）关于光的本质下列说法正确的是（ ）
A.光电效应说明光具有波动性
B.光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性
C.在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性
D.光的波动性和粒子性是相互矛盾的
2.（光的波粒二象性）（多选）下列四个实验能证明光具有粒子性的是（ ）
3.（波粒二象性的综合分析）如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）
4.（波粒二象性的综合分析）如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是（ ）
A.在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B.增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射
C.用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光条纹间距小
D.用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应
第3节 光的波粒二象性
知识点一
导学 提示 光具有波粒二象性。
知识梳理
1.(2)干涉 (3)麦克斯韦 (4)赫兹 2.(1)干涉 衍射 光电效应 康普顿效应 (2)粒子 波动 (3)hν 粒子性 波动性 普朗克常量h (4)亮纹 暗纹 概率波 概率
例1 C [牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质，故A符合；光的双缝干涉实验显示了光具有波动性，故B符合；光既具有波动性又具有粒子性，故D符合；麦克斯韦预言了光是一种电磁波，故C不符合。]
例2 ABD [光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性越强，反之波动性明显，个别光子易显示粒子性，大量光子显示波动性，故A、B、D正确，C错误。]
训练1 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，故D正确。]
知识点二
例3 D [以相同的入射角从玻璃射向真空，a光的偏折角大，所以折射率na>nb，选项A错误；根据单色光的波长、频率以及折射率之间的关系，波长则有λa<λb，双缝干涉的条纹间距Δx＝，a光波长短，干涉条纹间距小，选项B错误；频率νa>νb，根据光子能量ε＝hν，判断a光光子能量高，选项C错误；在玻璃中的全反射临界角sin ic＝，a光的折射率大，临界角小，选项D正确。]
训练2 BC [由图可知，b光的遏止电压大，所以b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，故A错误，B正确；根据光电效应方程，可得Ek＝hν－W0，易知，a光的频率小，波长大，发生双缝干涉时，有Δx＝λ，可知a光的相邻条纹间距大，故C正确，D错误。]
随堂对点自测
1.C [光电效应说明光具有粒子性，故A错误；光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，故B错误；由于光具有波粒二象性，则在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性，故C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故D错误。]
2.AB [A图是光电效应实验，说明光的粒子性，A正确；B图是康普顿效应，表示的是光子和电子一对一的作用规律，说明光子既具有能量，也具有动量，体现了光的粒子性，B正确；C图是单色光的衍射现象，说明光的波动性，C错误；D图是光的双缝干涉实验，说明光的波动性，D错误。]
3.C [由爱因斯坦光电效应方程hν＝Ek＋W0和动能定理－eU＝0－Ek得eU＝hν－W0，知遏止电压大，则光的频率大，νb＞νc＞νa，由光的色散现象知频率越大，折射率越大，光的偏折角越大，选项C正确。]
4.C [在真空中，a光的传播速度等于b光的传播速度，故A错误；因为光线是从平行玻璃砖上表面经过一次折射到下表面的，所以增大入射角，a光在玻璃砖下表面不可能达到临界角，因此不可能发生全反射，故B错误；两束光的入射角相同，a光的折射角较小，所以a光的折射率较大，则频率较大，波长短，根据Δx＝λ，可知，a光条纹间距小，故C正确；a光频率大，可以发生光电效应，b光频率小，可能小于金属极限频率，所以可能不发生光电效应，故D错误。](共45张PPT)
第3节 光的波粒二象性
第四章 波粒二象性
1.了解光的本质认识的发展史。
2.了解光的波粒二象性及其对立统一关系。
3.掌握波长和频率的关系，能解决几何光学和物理光学的综合问题。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 光的波粒二象性的综合分析
知识点一 光的波粒二象性
知识点一 光的波粒二象性
光电效应说明光具有粒子性；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹证明光是一种电磁波，那光到底是粒子还是波？
提示 光具有波粒二象性。
1.光的本性之争
(1)牛顿认为光是一种微粒，而荷兰物理学家惠更斯却认为光是一种波。
(2)英国科学家托马斯·杨做了著名的光的双缝干涉实验，得到了明暗相间的干涉条纹，并由此测定了光的波长，由于______现象是波的重要特征之一，所以该实验为光的波动性提供了重要的实验依据。
(3)英国科学家__________在建立电磁理论的研究过程中，于1862年预言了光是一种电磁波。
(4)德国物理学家______通过实验发现了人们期待已久的电磁波。
干涉
麦克斯韦
赫兹
2.光的波粒二象性
(1)光的______和______实验表明，光是一种电磁波，具有波动性。__________和____________表明，光在与物体相互作用时，光子表现出粒子性。
(2)光既有______性，又有______性，人们把这种性质称为光的波粒二象性。
干涉
衍射
光电效应
康普顿效应
粒子
波动
hν
粒子性
波动性
普朗克常量h
(4)光是概率波：概率大的地方落下的光子多，形成______；概率小的地方落下的光子少，形成______。物理学中把光波看成是一种________，干涉条纹是光子落在感光片上各点的______分布的反映。
亮纹
暗纹
概率波
概率
C
例1 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中不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”本质上是不同的
B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性
C.爱因斯坦预言了光是一种电磁波
D.光既具有粒子性又具有波动性
解析 牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质，故A符合；光的双缝干涉实验显示了光具有波动性，故B符合；光既具有波动性又具有粒子性，故D符合；麦克斯韦预言了光是一种电磁波，故C不符合。
例2 (多选)关于光的波粒二象性，下列正确的说法是( )
A.光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著
B.光的波长越长，光子的能量越小，波动性越显著
C.频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性
D.个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性
解析 光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性越强，反之波动性明显，个别光子易显示粒子性，大量光子显示波动性，故A、B、D正确，C错误。
ABD
D
训练1 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
解析 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，故D正确。
知识点二 光的波粒二象性的综合分析
1.光的粒子性：光电效应方程，hν＝Ek＋W0。
2.光的波动性：
3.联系：由c＝λν知，光的波长越长，频率越小，光的折射率越小。
例3 如图所示，一束复色光AO以一定的入射角从玻璃射向真空时分成a、b两束，关于a、b这两种单色光，下列说法中正确的是( )
A.此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.用同一双缝干涉装置进行实验，a光的干涉
条纹间距比b光的大
C.a光光子能量小于b光光子能量
D.在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反
射临界角
D
训练2 (多选)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图，则这两种光( )
A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B.照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大
C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距大
BC
随堂对点自测
2
C
1.(光的波粒二象性)关于光的本质下列说法正确的是( )
A.光电效应说明光具有波动性
B.光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性
C.在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性
D.光的波动性和粒子性是相互矛盾的
解析 光电效应说明光具有粒子性，故A错误；光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，故B错误；由于光具有波粒二象性，则在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性，故C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故D错误。
AB
2.(光的波粒二象性)(多选)下列四个实验能证明光具有粒子性的是( )
解析 A图是光电效应实验，说明光的粒子性，A正确；B图是康普顿效应，表示的是光子和电子一对一的作用规律，说明光子既具有能量，也具有动量，体现了光的粒子性，B正确；C图是单色光的衍射现象，说明光的波动性，C错误；D图是光的双缝干涉实验，说明光的波动性，D错误。
C
3.(波粒二象性的综合分析)如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是( )
解析 由爱因斯坦光电效应方程hν＝Ek＋W0和动能定理－eU＝0－Ek得eU＝hν－W0，知遏止电压大，则光的频率大，νb＞νc＞νa，由光的色散现象知频率越大，折射率越大，光的偏折角越大，选项C正确。
C
4.(波粒二象性的综合分析)如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是( )
A.在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B.增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射
C.用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，
a光条纹间距小
D.用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应
课后巩固训练
3
BCD
题组一 光的波粒二象性
1.(多选)下列对于光的本质的说法正确的是( )
A.光有时是一种粒子，有时是一种波
B.光既具有波的特性又具有粒子的特性
C.在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性
D.在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性
解析 光既具有波的特性又具有粒子的特性，即光具有波粒二象性，在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性，在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性，故B、C、D三项正确，A项错误。
对点题组练
C
2.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.光的干涉表明光具有波动性
D.康普顿效应表明光具有波动性
解析 光既是波又是粒子，故A错误；光子是以场形式存在的物质，不是实物粒子，而电子则是实物粒子，所以它们不是同样的一种粒子，故B错误；干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉表明光具有波动性，故C正确；康普顿效应表明光具有粒子性，故D错误。
ABD
3.(多选)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甲、乙、丙所示的图像，则( )
A.图像甲表明光具有粒子性
B.图像丙表明光具有波动性
C.用紫外光不会产生类似的图像
D.实验表明光是一种概率波
解析 甲图可以看到的是光点，说明光具有粒子性，随着时间的增加，这些光点的排列体现了波的干涉的规律，说明光具有波动性，同时，这种规律是大量光点出现后才表现出来的，所以光是一种概率波。图像甲表明光具有粒子性，A正确；图像丙表明光具有波动性，B正确；用紫外光同样能产生类似的图像，C错误；实验表明光是一种概率波，D正确。
ABC
4.(多选)下列关于光的波粒二象性的说法正确的是( )
A.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
B.频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著
C.光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性
D.光不可能同时具有波动性和粒子性
解析 光既具有波动性，又具有粒子性，大量的光子波动性比较明显，个别光子的粒子性比较明显，故A正确；在光的波粒二象性中，频率越大的光，其粒子性越显著，频率越小的光，其波动性越显著，故B正确；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，故C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故D错误。
D
题组二 波粒二象性的综合分析
5.a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气，光路如图所示，则下列说法正确的是( )
A.逐渐增大入射角α的过程中，a光先发生全反射
B.在空气中a光的波长比b光的小
C.在该介质中a光的传播速度小于b光的传播速度
D.a光光子的能量小于b光光子的能量
D
6.如图所示，一束可见光以入射角θ从玻璃砖射向空气，经折射后分为a、b两束单色光。a、b两束光相比，下列说法正确的是( )
A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.在玻璃中，a光的速度大于b光的速度
C.增大入射角θ，b光首先发生全反射
D.a光光子的能量大于b光光子的能量
C
7.用a、b两种不同的单色光在相同条件下分别经同一单缝衍射装置得到的衍射图样如图甲、乙所示。现使a光从水中斜射向水面上的O点，其入射角为i、折射角为r，如图丙所示。对于这两种单色光，下列说法正确的是( )
C
8.下列说法中正确的是( )
A.光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说
B.在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方
C.光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的概率小
D.单个光子只具有粒子性，大量光子具有波动性
综合提升练
解析 麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量公式ε＝hν中，频率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征，光具有波粒二象性是对电磁学的补充，没有推翻电磁说，故A错误；双缝干涉实验时，明暗条纹是光子的相互叠加而成的现象，明条纹处光子到达的概率较大，而暗条纹处光子到达的概率较小，故B错误，C正确；不管是大量光子还是单个光子都具有波粒二象性，个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性，故D错误。
ABD
9.(多选)对光的认识，下列说法中正确的是( )
A.个别光子的行为表现出粒子性，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，就不再具有波动性了
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得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显
解析 波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故B正确；光具有波粒二象性，即光既具有波动性又具有粒子性，故C错误；光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，某种场合表现粒子性，某种场合表现波动性，故A、D正确。
D
10.实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿效应，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该现象被称为逆康普顿效应，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿效应，下列说法正确的是( )
A.该过程不遵循能量守恒定律
B.该过程不遵循动量守恒定律
C.散射光中存在波长变长的成分
D.散射光中存在频率变大的成分
BCD
11.(多选)已知A、B两种光子的能量之比为1∶2，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EkA、EkB，则( )
A.A、B两种光子的波长之比为1∶2
B.A、B两种光子的波长之比为2∶1
C.该金属的逸出功为EkB－2EkA
D.若A、B两种光入射到同一双缝干涉装置上，则相邻亮条纹的间距之比为2∶1
BD
12.(多选)如图所示，波长为λa和λb的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光( )
A.照射同一种金属均有光电子逸出时，光电子最大初
动能Eka＞Ekb
B.射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa＞Δxb
C.在水中的传播速度va＜vb
D.光子能量εa＜εb
D
13.a、b两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行实验，两次实验双缝与屏的距离相等，在屏上得到如图所示的干涉图样，图中白色区域为亮条纹，图甲和图乙分别是a光和b光照射时形成的干涉图样，两图样的尺寸都是原始尺寸。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.在水中a光传播的速度较小
C.玻璃对a光的折射率较大
D.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
培优加强练
