上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：2.3光是波还是粒子 课时作业（含解析）

2.3光是波还是粒子
1．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．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D．大量光子的行为往往显示出粒子性
2．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为，则（　　）
A．当用频率为的单色光照射该金属时，则逸出功随之增大
B．当用频率为的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为
C．当照射光的频率增大，光电流强度也随之增大
D．当照射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
3．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
4．下列哪组现象说明光具有波粒二象性（　　）
A．光的色散和光的干涉 B．光的衍射和光的干涉
C．泊松亮斑和光电效应 D．以上三组现象都不行
5．关于光的本性，下列说法正确的是（ ）
A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的
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
6．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，某手机运营商通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109~6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109Hz，则（　　）
A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快
B．5G信号比4G信号波动性更显著
C．5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
D．无线电波是波长较短的电磁波
7．如图，弧光灯发出的光，经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。①经过一狭缝后，在后面的锌板上形成明暗相间的条纹；②与锌板相连的验电器的铝箔张开了一定的角度。则这两个实验现象分别说明（　　）
A．①和②都说明光有波动性 B．①和②都说明光有粒子性
C．①说明光有粒子性，②说明光有波动性 D．①说明光有波动性，②说明光有粒子性
8．用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，则下列说法正确的是（　　）
A．开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线 B．b光的光子能量大于a光的光子能量
C．用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功 D．b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能
9．在利用光电管研究光电效应的实验中，入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（ ）
A．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．饱和光电流将会减弱
C．遏止电压将会减小
D．有可能不再发生光电效应
10．关于光的波粒二象性，下列说法不正确的是（ ）
A．波粒二象性指光既具有波动性，又具有粒子性
B．能量越大的光波动性越显著
C．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
D．光波频率越高，粒子性越明显
11．实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中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．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C．人们利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
12．下列关于实物粒子，光的波粒二象性说法正确的是（　　）
A．对于同种金属产生光电效应时，照射光的频率越大，逸出的所有光电子的初动能也越大
B．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想
C．光电效应和康普顿效应都为光子具有粒子性提供了有力的证据
D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构说明了实物粒子也具有波动性
13．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，下列说法错误的是（　　）
A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
14．如图所示，图甲、图乙是物理史上两个著名实验的示意图，通过这两个实验人们又对光的本性有了比较全面的认识：
(1)图甲是英国物理学家托马斯·杨做的_________实验的示意图，该实验是光的波动说的有力证据。
(2)图乙是光电效应实验的示意图，该实验是光的_________说的有力证据。
参考答案
1．C
【解析】
光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著．
【详解】
A．光具有波粒二象性，A错误；
B．电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质粒子，速度可以低于光速；光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是c，所以光子与电子不同，B错误；
C．光波的频率越高，波长越短，粒子性越显著，反之，波动性越显著，C正确；
D．大量光子运动的规律表现出光的波动性，D错误．
2．B
【解析】
A．金属中电子的逸出功为
是一定的， 称为金属的极限频率，与入射光的频率无关，故A错误；
B．根据光电效应方程
故B正确；
C．发生光电效应时，光电流的大小与入射光的频率无关，跟入射光的强度有关，故C错误；
D．根据光电效应方程
光电子的最大初动能不和入射光的频率成正比，故D错误。
故选B。
3．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ACD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．
4．C
【解析】
A．光的色散现象，说明太阳光是复色光、光的干涉说明了光的波动性，不能说明粒子性，故A错误；
B．光的衍射、干涉现象只说明了光的波动性，不能说明粒子性，故B错误；
CD．泊松亮斑是由于光的衍射形成的，能说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故C正确，D错误。
故选C。
5．D
【解析】
A.光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故A不符合题意；
B.光是概率波，不同与机械波；光的粒子性也不同与质点；即单个光子即具有粒子性也具有波动性；故B不符合题意；
C.单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C不符合题意；
D.由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故D符合题意；
6．C
【解析】
本题考察电磁波频率对电磁波性质的影响，以及对电磁波谱的了解。
【详解】
A．真空中电磁波传递速度均为光速，故A错误；
B．频率越高粒子性越强，波动性越弱，故B错误；
C．频率高波长短，不易发生衍射，故C正确；
D．根据电磁波谱，无线电波是波长较长的电磁波，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
现象①是光的干涉现象，该现象说明了光具有波动性。现象②是光电效应现象，该现象说明了光具有粒子性，故ABC错误，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
A．当光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，当开关S扳向1时，光电子在光电管是加速，则所加的电压是正向电压，因此测得的数据得到的并不是I轴左侧的图线，故A错误；
B．根据
入射光的频率越高，对应的截止电压越大；由题目图可知，b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，依据
可知，b光的光子能量大于a光的光子能量，B正确；
C．同一阴极的逸出功总是相等，与入射光的能量大小无关，C错误；
D．b光的截止电压大于a光的截止电压，根据
所以b光对应的光电子最大初动能大于a光的光电子最大初动能，D错误。
故选B。
9．B
【解析】
A．发生光电效应时，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将保持不变，选项 A错误；
B．入射光的强度减弱，则单位时间内逸出的光电子的数目将减小，则饱和光电流将会减弱，选项B正确；
C．根据遏止电压的表达式，光的频率不变，则最大初动能不变，则遏止电压不变，选项C错误；
D．因为光电效应取决于光的频率，故仍能发生光电效应，选项D错误；
故选B。
10．BC
【解析】
A．光的波粒二象性是指光既具有波动性，又具有粒子性，A正确．
BD．频率越高的光，能量越大，粒子性越显著，频率越低的光波动性越显著，B错误，D正确．
C．光在传播时表现为波动性，而与物质相互作用时表现为粒子性，C错误．
故选BC。
11．ACD
【解析】
A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子是一种波，故A正确；
B.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，故B错误；
C.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，故C正确；
D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确.
12．BCD
【解析】
A．根据光电效应方程知
光电子的频率越大最大初动能越大，但并不是所有光电子的动能越大，故A错误；
B．德布罗意首先提出了物质波的猜想，之后1927年的电子衍射实验证实了他的猜想，故B正确；
C．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，故C正确；
D．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正确。
故选BCD。
13．ABD
【解析】
A．光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔，A错误；
B．根据光电效应方程知
入射光的频率不变，则最大初动能不变，B错误；
C．光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，入射光的强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，C正确；
D．入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应，D错误。
故选ABD。
14．双缝干涉 粒子
【解析】
（1）[1]英国物理学家托马斯·杨做的双缝干涉实验，干涉现象说明光具有波动性。
（2）[2]光电效应实验说明光具有粒子性。