上海市龙柏高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：2.3光是波还是粒子 配套作业（含解析）

2.3光是波还是粒子
1．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是 ( )
A．黑体辐射规律可用光的波动性解释
B．光电效应现象揭示了光的波动性
C．电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
2．下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的说法是 ( )
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的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性
D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性
3．下列说法正确的是（ ）
A．惠更斯提出的光的波动说与麦克斯韦的光的电磁说都是说光是一种波，其本质是相同的
B．牛顿提出的光的微粒说与爱因斯坦的光子说都是说光是一份一份不连续的，其实质是相同的
C．惠更斯的波动说与牛顿的微粒说都是说光具有波粒二象性
D．爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性
4．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
5．关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．光波与机械波是同种波
C．光的波动性是由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E＝hν中，仍表现出波的特性
6．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
C．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
7．下列说法中,正确的是( )
A．爱因斯坦把物理学带进了量子世界
B．光的波粒二象性推翻了麦克斯韦的电磁理论.
C．光波与宏观现象中的连续波相同
D．光波是表示大量光子运动规律的一种概率波.
8．下列说法中正确的是（　　）
A．光波是电磁波
B．干涉现象说明光具有粒子性
C．光电效应现象说明光具有波动性
D．光的偏振现象说明光是纵波
9．关于光的波动性与粒子性以下说法正确的是 ( )
A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说
B．光电效应现象说明了光的粒子性
C．光波不同于机械波，它是一种概率波
D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一
10．对光的认识，以下说法中正确的是（ ）
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．高频光是粒子，低频光是波
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，在另外某种场合下，光的粒子性表现得明显
11．下列说法正确的是_____
A．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大．
C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性．
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成.
E.赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象——光电效应．
12．关于对光的本性的认识,下列说法中正确的是 （ ）
A．牛顿的微粒说与惠更斯的波动说第一次揭示了光具有波粒二象性
B．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别
C．麦克斯韦从理论上指出电磁波传播速度跟光速相同,他提出光是一种电磁波
D．麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性
13．下列对光的描述正确的是（　　）
A．大量光子的行为表现为粒子性，个别光子的行为表现出波动性
B．光电效应显示光的粒子性
C．光的波动性是光本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
D．不同元素的原子具有不同的物征谱线是因为其辐射（或吸收）的光子能量是量子化的
E.用光照射晶体，入射光子与晶体中的电子碰撞，光子动量减小，波长减小
14．在验证光的波粒二象性的实验中，采用很微弱的光流，使光子一个一个地通过狭缝．如曝光时间不太长，底片上出现___________；如时间足够长，底片上将会显示___________．（无规则分布的点子，规则的衍射条纹）
15．某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2．21 eV，用波长为2．5×10- 7 m的紫外线照射阴极，已知真空中的光速为3．0×108 m/s，元电荷为1．6×10-19 C，普朗克常量为6．63×10-34 J·s．则钾的极限频率是_______Hz，该光电管发射的光电子的最大初动能是________J．（保留二位有效数字）
参考答案
1．C
【解析】
黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，但不能用光的波动性解释，A错误；光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，B错误；电子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，C正确；动能相等的质子和电子，它们的动量：，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，根据德布罗意波波长公式可知它们的德布罗意波长不相等，故D错误．
2．D
【解析】
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，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，B正确；光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，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，二者是同一的，D错误．
3．D
【解析】
A.惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不同，前者仍将光看作机械波，认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的，而后者说光波只是电磁波而不是机械波，可以不借助于任何介质而传播，选项A不符合题意；
B.牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的，前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的，而爱因斯坦提出的光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子，它只强调光的不连续性，光是由一份一份组成的，B选项不符合题意；
C.惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体或模型提出的，是对立的、不统一的，C选项不符合题意；
D.据光的波粒二象性知，爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性，D选项符合题意；
4．D
【解析】
试题分析：光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性.在光线好的时候大量光子表现波动性，光线暗时表现出粒子性，因此D正确。
考点：波粒二象性
点评：本题考查了对于光的本性的理解。光既具有波动性又具有粒子性。
5．D
【解析】
个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，而不是有的光是波，有的光是粒子，故A错误；光子是电磁波，而电子是实物粒子，B错误；光波是概率波，个别光子的行为是随机的，表现为粒子性，大量光子的行为往往表现为波动性，不是由光子间的相互作用形成的，C错误；光是一种波，同时也是一种粒子，在光子能量中，频率ν仍表示的是波的特性，它体现了光的波动性与粒子性的统一，故D正确．
6．C
【解析】
光的衍射现象、偏振现象、干涉现象都能说明光具有波动性，光电效应说明光的粒子性，光的直线传播，折射和反射现象以及色散不能说明波动性和粒子性。
故选C。
7．D
【解析】
普朗克创立了量子理论，把物理学带进了量子世界，A错误；麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在，电磁波传播速度跟光速相同，他提出光是一种电磁波，光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量公式中，频率表示波的特征，E表示粒子的特征，B错误；光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波，光波与宏观现象中的连续波是不相同的，C错误D正确．
8．A
【解析】
A、赫兹最早用实验验证了光波是电磁波的一种，故A正确．B、干涉和衍射说明光具有波动性；干涉和衍射也是波的共性，故B错误．C、光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性；故C错误．D、偏振现象是横波的性质，故光的偏振说明光是横波；故D错误．故选A．
【点睛】
本题考查光的波粒二象性的内容，要注意明确光既有波动性也有粒子性，要明确两个性质的对应的现象(两个实验、光子个数、波长和频率)．
9．BC
【解析】
爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在一定条件下光是体现粒子性的，A错；光电效应说明光具有粒子性说明光的能量是一份一份的，B对；光波在少量的情况下体现粒子性，大量的情况下体现波动性，所以C对；光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体．D错．
思路分析：根据光的波粒二象性的表现规律进行判断
试题点评：考查学生对光的波粒二象性表先规律的掌握和理解
10．AD
【解析】
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，选项A符合题意；
B. 频率高的光粒子性强，随率低的光波动性强，选项B不符合题意；
C. 光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，光表现出波动性时，仍有粒子性；选项C不符合题意；
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，在另外某种场合下，光的粒子性表现得明显，选项D符合题意。
11．BCE
【解析】
A．贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故A错误；
B．氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，故B正确；
C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，故C正确；
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故D错误；
E．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象--光电效应，故E正确；
故选BCE.
12．CD
【解析】
A．爱因斯坦的“光子说”与惠更斯的波动说能揭示了光具有波粒二象性．故A错误；
B．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B错误；
C．麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在，电磁波传播速度跟光速相同，他提出光是一种电磁波．故C错误；
D．麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说，光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性，故D正确。
故选CD。
【名师点睛】
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．光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，干涉是波特有的现象，掌握电磁波的特点，要求多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目
13．BCD
【解析】
大量的光子行为表现为波动性，个别光子的行为表现为粒子性，故A错误．光电效应说明光具有粒子性，故B正确．光的波动性是光本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的，故C正确．不同元素的原子具有不同的物征谱线是因为其辐射（或吸收）的光子能量是量子化的，故D正确．用光照射晶体，入射光子与晶体中的电子碰撞，光子动量减小，根据德布罗意波长公式λ＝h/p 知，波长增大，故E错误．故选BCD．
【点睛】
本题考查了光的本性，知道光具有波动性又有粒子性，知道在什么情况下表现为粒子性，在什么情况下表现为波动性．
14．无规则分布的点子 规则的衍射条纹
【解析】
使光子一个一个地通过单缝，根据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，而大量光子表现为波动性，故曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子；如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少，因此会出现衍射图样．
15．5.3×1014Hz 4.4×10-19?J
【解析】
试题分析：（1）根据据逸出功W0=hγ0，得：；
（2）根据光电效应方程：EK=hγ-W0…①
光速、波长、频率之间关系为：…②
由①②解得：EK=4．4×10-19J
考点：光电效应方程
【名师点睛】本题考察知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，逸出功W0=hγ0，和光电效应方程：EK=hγ-W； 同时注意逸出功计算时的单位，及运算的准确性．