2019-2020学年粤教版选修3-5 2.4光的波粒二象性 达标作业（解析版)

2.4光的波粒二象性
达标作业（解析版)
1．下列说法正确的是
A．爱因斯坦在研究黑体辐射的过程中提出了能量子的假说
B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性
C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构
2．下列说法正确的是(　　)
A．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性
C．光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率
D．在光电效应中，用频率为ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率为ν2的红光照射该金属一定不发生光电效应
3．下列说法正确的是
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说
B．康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大
C．由可知，在密闭容器中混合存放一定比例的氦气和N2，几天后将有O2生成
D．由可知，用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核将分解为一个质子和一个中子
4．下列关于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．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著
C．实物粒子的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
D．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
5．通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法符合事实的是（ ）
A．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
C．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变小了
D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应
6．物理学是一门以实验为基础的科学，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是?（?????）
A．粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
B．光电效应实验表明光具有粒子性
C．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
D．康普顿效应进一步证实了光的波动特性
7．下列说法正确的是（　　）
A．光波是概率波，物质波是机械波
B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小
C．普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的
D．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性
8．下列说法正确的是(　　)
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．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性
9．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在胶片上先后出现如图 甲、乙、丙所示的图象，则下列说法错误的是(　　)
A．图象甲表明光具有粒子性
B．实验表明光是一种概率波
C．用紫外线光做实验，观察不到类似的图象
D．实验表明光的波动性不是光子间相互作用引起的
10．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,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．少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性
C．光只有波动性没有粒子性
D．少量光子的运动显示波动性,大量光子的运动显示粒子性
11．已知铯的逸出功为1.9eV，现用波长为4.3×10－7m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波长最短为多少。（电子的质量为m=0.91×10－30kg）
12．2013年3月14日，欧洲核子研究中心的物理学家宣布，他们利用强子(质子)对撞机发现了粒子物理标准模型所预言的希格斯粒子，它可用来解释粒子获得质量的机制．希格斯与恩格勒因此获得2013年度的诺贝尔物理学奖．若对撞机中高速运动的质子的速度为v，质量为m，普朗克常量为h，则该质子的物质波波长为______________．
13．宏观物体的物质波波长非常小，极不易观察到它的________.
参考答案
1．B
【解析】普朗克在研究黑体辐射的过程中提出了能量子的假说，选项A错误；康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性，选项B正确；宏观物体的物质波波长非常小，极不容易观察到它的波动性，选项C错误；天然放射现象的发现说明可原子核具有复杂结构，选项D错误；故选B.
2．C
【解析】A：在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不是成正比。故A项错误。
B：光不是高速运动的微观粒子，但每个光子都具有波粒二象性。故B项错误。
C：光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率，故C项正确。
D：光电效应中，用频率为ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率为ν2的红光照射该金属可能发生光电效应。故D项错误。
3．B
【解析】爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说：光子是一份一份的，每一份能量为hγ，故A错误；康普顿研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长λ比入射波的波长λ0略大，说明光除了具有能量还具有动量。故B正确。方程是人工核反应方程，不能自然发生，故C错误；用光子照射静止的氘核时，由于光子有一定的动量，氘核分解为一个质子和一个中子后，质子与中子都有一定的动量，所以它们的总动能大于0，所以若氘核分解为一个质子和一个中子，则需要的光子的能量一定大于2.2MeV，故D错误；故选B。
4．B
【解析】光既有波动性又有粒子性，A错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故B正确；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C错误；黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释．故D错误；故选B.
5．A
【解析】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是一份一份的，每一份就是一个光子，故A正确；宏观物体的物质波波长非常小，非常不容易观察到它的波动性，故B错误；康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的能量减小，波长变大了，康普顿效应证明光具有波粒二象性，故C错误；根据光电效应发生的条件可知，对于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，故D错误。所以A正确，BCD错误。
6．D
【解析】α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，选项A正确；光电效应实验表明光具有粒子性，选项B正确；电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒，选项C正确；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项D错误；此题选择错误的选项，故选D.
7．D
【解析】光子在空间各点出现的可能性的大小（概率）可用波动规律来描述。所以从光子的概念上看，光波是一种概率波。光波和物质波都属于概率波，且都具有波粒二象性，故A错误；根据测不准关系，可知微观粒子的动量和位置的不确定量一个变大的同时，另一个变小，故B错误；普朗克的量子化假设是为了解释黑体辐射规律，故C错误；光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性，故D正确。所以D正确，ABC错误。
8．C
【解析】光既是波又是粒子，A错误；光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，由质量，故B错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；γ射线具有显著的粒子性，而也具有波动性，故D错误。所以C正确，ABD错误。
9．C
【解析】A、图象甲以一个个的亮点，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，故A正确；
B、因为单个光子所能到达的位置不能确定，但大量光子却表现出波动性，即光子到达哪个位置是一个概率问题，故此实验表明了光是一种概率波，故B正确；
C、因为紫外光是不可见光，所以直接用眼睛观察不到类似的图象，但是用感光胶片就能观察到类似现象，故C错误；
D、在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹．这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故D正确；
说法错误的故选C。
10．B
【解析】由于光的传播不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，所以每次通过狭缝只有一个光子，当一个光子到达某一位置时该位置感光而留下痕迹，由于单个光子表现粒子性，即每一个光子所到达的区域是不确定的，但是大量光子表现出波动性，所以长时间曝光后最终形成了图3中明暗相间的条纹，故该实验说明了光具有波粒二象性，故A、C、D错误，B正确；故选B。
【点睛】熟悉了课本的基本知识即可顺利解出此题，故要多读教材，加强对基础知识的积累．
11．（1）能（2）1.2×10－9m
【解析】
【详解】
（1）入射光子的能量
eV
由于E=2.9eV＞W0，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
Ek=hv－W0=1.6×10－19J
而光电子的最大动量
则光电子的德布罗意波波长的最小值
12．
【解析】由得： ；
13．波动性
【解析】
【详解】
宏观物体的动量很大，根据可知，宏观物体的物质波波长非常小，而波长越小，越不容易观察到它的波动性。