江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.4光的波粒二象性 质量检测（含解析）

2.4光的波粒二象性
1．对光的认识，下列说法错误的是（　　）
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．光的波动二象性应理解为：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
2．光能够发生干涉和衍射现象，说明
A．光具有波动性 B．光具有粒子性
C．光具有波粒二象性 D．光沿直线传播
3．人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验不能说明光具有波动性的是：（ ）
A．B．
C．D．
4．下列各种叙述中，符合物理学史事实的是（ ）．
A．托马斯·杨通过对光的干涉的研究证实了光具有粒子性
B．普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C．赫兹首先通过实验证明了电磁波的存在
D．光电效应现象是爱因斯坦首先发现的
5．电子衍射实验证明电子具有波动性，这种波可称为（ ）．
①电磁波 ②概率波 ③德布罗意波 ④物质波
A．①② B．①④ C．①②③ D．②③④
6．在宏观世界中相互对立的波动性和粒子性，在光的本性研究中却得到了统一，即光具有波粒二象性，下列关于光的波粒二象性的叙述中不正确的是（ ）．
A．大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性
B．光在传播时表现出波动性，而在跟物质作用时表现出粒子性
C．频率大的光较频率小的光的粒子性强，但波动性弱
D．频率大的光较频率小的光的粒子性及波动性都强
7．在“双缝干涉”实验中，在光屏处放上照相底片，减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果表明：如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点迹；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对该实验现象的解释正确的是（ ）．
A．曝光时间不长时，到达光屏的光能太少，条纹看不清楚，故出现不规则的点迹
B．单个光子的行为表现出粒子性，没有确定的轨道，故出现不规则的点迹
C．大量光子的行为表现出粒子性，所以会出现规则的干涉条纹
D．干涉条纹中亮条纹处表示有光子到达，暗条纹处表示没有光子到达
8．物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片.若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，其中正确的是（　　）
A．曝光时间不长时，底片上只能出现不规则的点子，表现出光的波动性
B．单个光子通过双缝后的落点可以预测
C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性
D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
9．在验证光的波粒二象性实验中,下列说法正确的是( )
A．使光子一个一个地通过狭缝,如果时间足够长,底片上将出现衍射条纹
B．单个光子通过狭缝后,底片上会出现完整的衍射图样
C．光的波动性是大量光子运动规律
D．光子通过狭缝的路线是直线
10．对光的行为，下列说法正确的是(　　)
A．单个光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性
B．光的波动性是光的一种特性，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显著，在另外某种场合下，光的粒子性显著
11．光的________和________现象证明光有波动性，________________提出光是一种电磁波．
12．从人类第一次使用光来驱赶黑暗以来，许多研究物理学的巨匠都怀着极大的兴趣去研究光究竟是什么．请你按人类对光的认识和研究进程的先后就下列选项进行排序______________（用字母排）．
A．爱因斯坦提出光子说 B．托马斯·杨在实验中成功地观察到光的干涉现象
C．牛顿提出光的粒子说，而惠更斯提出光的波动说 D．麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波
13．(1)一颗质量为5.0kg的炮弹：以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长多大?
若要使它的德布罗意波长与波长是400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动?
（2）阴极射线管中电子的速度为2×107m/s,请计算它的德布罗意波波长．
参考答案
1．C
【解析】
A．根据波粒二象性可知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，A正确；
BCD．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，光的波粒二象性可理解为：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，但两者不矛盾，不能说光表现出波动性时，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，BD正确，C错误。本题选错误的。
故选C。
2．A
【解析】
AB．干涉和衍射是波的特有现象。故光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，不能说明光的粒子性，A正确，B错误；
C．干涉和衍射现象不能说明光的粒子性，也就不能说明光具有波粒二象性，C错误；
D．光能够发生干涉和衍射现象，能说明光可能不沿直线传播，D错误。
故选A。
3．C
【解析】
光的衍射、干涉都能说明光具有波动性，光电效应只能证明光具有粒子性，C错；
4．C
【解析】
A．托马斯·杨通过对光的干涉的研究证实了光具有波动性。故A不符合题意。
B．为了解释光电效应实验现象爱因斯坦提出了光子说。故B不符合题意。
C．赫兹首先通过实验证明了电磁波的存在。故C符合题意。
D．光电效应是由赫兹首先发现的。故D不符合题意。
故选C。
5．D
【解析】
电子是实物粒子，能发生衍射现象，该实验说明物质波理论是正确的，这种波称为物质波、德布罗意波和概率波。
A．①②。故A不符合题意。
B．①④。故B不符合题意。
C．①②③。故C不符合题意。
D．②③④。故D符合题意。
故选D。
6．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．碰撞时（如光电效应、康普顿效应）、少量光子、频率较高的光子表现为粒子性；传播时、大量光子、频率较低的光子表现为波动性。故B不符合题意。
CD．光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，在光的波粒二象性中，频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．B
【解析】
A．曝光时间不长时，光子较少，少量的光子表现为粒子性，并且单个光子通过双缝后的落点无法预测，会出现不规则的点迹。故A错误。
B．单个光子的行为表现出粒子性，没有确定的轨道，故出现不规则的点迹。故B正确。
C．大量光子的行为表现出波动性，所以会出现规则的干涉条纹。故C错误。
D．光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹。故D错误。
故选B。
8．D
【解析】
A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出单个光子的粒子性，故A项错误．
B．光子的粒子性指的是微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，故B项错误．
C．题目中说：如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．说明大量光子表现为波动性，故C项错误．
D．光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹，故D项正确．
9．AC
【解析】
AC．个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，通过狭缝的光子数足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样．故AC两项正确．
BD．单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上不会出现完整的衍射图样．故BD两项错误．
10．ABD
【解析】
试题分析：光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性．
解：A、大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性．故A正确；
B、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；
C、光具有波粒二象性即光既具有波动性又有粒子性．故C错误；
D、光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性，故D正确；
故选ABD．
【点评】宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性．
11．干涉 衍射 麦克斯韦
【解析】
[1][2]光的干涉和衍射现象证明光有波动性；
[3]麦克斯韦提出光是一种电磁波。
12．CBDA
【解析】
人类对光的认识过程是：牛顿提出光的粒子说，而惠更斯提出光的波动说，托马斯?扬在实验中成功地观察到光的干涉现象，干涉现象是波特有的特点，故双缝干涉实验显示了光具有波动性；接着麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波，麦克斯韦预言了光是一种电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在；其次伦琴发现X射线；最后爱因斯坦提出光子说，更多的具有量子性，是指单个的光子表现粒子性，而大量的光子表现为波动性。所以顺序为CBDA。
13．(1) 6.63×10-37m ；v=h/λm=3.3×10-28 （2）
【解析】
（1）由公式可知子弹的德布罗意波的波长为：；
根据代入数据可得；
（2）根据公式可得；