广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.4光的波粒二象性 课时训练（含解析）

2.4光的波粒二象性
1．在下列每组的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（ ）
A．光的反射现象、折射现象
B．光的干涉现象、衍射现象
C．光电效应、康普顿效应
D．光的直线传播现象、色散现象
2．下面能够证明光具有波粒二象性的现象是（　　）
A．光电效应和康普顿效应 B．光的干涉和康普顿效应
C．光的衍射和光的干涉 D．光的散射和光电效应
3．光的电磁说不能解释的光的现象是（　　）
A．光的直线传播 B．光的干涉
C．光的衍射 D．光电效应
4．下列各组两个现象都能说明光具有波动性的是（　　）
A．光的折射、色散 B．光的反射、干涉
C．光的衍射、干涉 D．光的直线传播、光电效应
5．下列各组物理现象能够说明光具有波粒二象性的是（　　）
A．光的干涉和光的衍射 B．光的全反射和光的色散
C．光的折射和光电效应 D．泊松亮斑和康普顿效应
6．能够证明光具有粒子性的实验是（　　）
A．光电效应实验 B．光的干涉实验 C．光的衍射实验 D．泊松亮斑
7．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．光子通过狭缝的运动路线像水波一样
B．使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样
C．光的粒子性是大量光子运动的规律
D．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样
8．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　）
A．光电效应和康普顿效应都揭示了光的波动性
B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有粒子性
C．光的波粒二象性表明一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
D．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显
9．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生．关于光电效应及波粒二象性，下列说法正确的是
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，光电流变大
B．光的波长越长，其粒子性越显著；频率越高，其波动性越显著
C．入射光的频率变高，光强不变，光电子的最大初动能不变
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
10．关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是(　　)
A．微观粒子的动量不可确定
B．微观粒子的位置坐标不可确定
C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定
D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子
11．A、B两种光子的能量之比为2：1，A、B两种光子的动量之比为_____；如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的_____（选填“动量”或“动能”）也相等。
12．17世纪，荷兰物理学家__________提出了光的波动说，但由于__________支持微粒说，因而微粒说长期占着主导地位，19世纪观察到了光的__________、__________现象，波动说才得到了公认，后来又发现了__________，证实光具有粒子性，因而光具有__________．
13．质量为、速度为在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？
参考答案
1．C
【解析】
A．光的反射现象能体现光的粒子性与能体现波动性，而光的折射现象体现波动性，故A错误；
B．光的干涉现象、衍射现象都是波所特有的现象，则都体现波动性，故B错误；
C．光电效应、康普顿效应都体现象光的粒子性，故C正确；
D．光的直线传播现象、色散现象都体现光的波动性，故D错误。
故选C。
2．B
【解析】
光的干涉和衍射是波特有的现象，不能说明光具有粒子性，而光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。只有选项B，既说明光具有波动性，又说明光具有粒子性，其他选项只说明光具有粒子性，或只说明光具有波动性，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．D
【解析】
光的电磁说能解释光的直线传播、光的干涉和衍射，但不能解释光电效应，爱因斯坦提出的光子说才能合理解释光电效应。故ABC错误，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
ABD．光的粒子性能够很好的解释光的直线传播、反射、折射，色散是光的折射造成的，故光的直线传播、反射、折射和色散证明了光的粒子性，光电效应也证明了光的粒子性，故ABD错误。
C．光的波动性能够很好的解释光的干涉和衍射，故光的干涉、衍射证明了光具有波动性，故C正确；
故选C。
5．D
【解析】
A．干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，故A错误；
B．光的全反射和光的色散都体现光的粒子性，故B错误；
C．光的折射和光电效应都体现光的粒子性，故C错误；
D．泊松亮斑是光的衍射现象即体现波动性，康普顿效应体现光的粒子性，故D正确。
故选D。
6．A
【解析】
A．光电效应说明光具有粒子性，故A正确；
B．光的干涉是波特有的现象，不能说明粒子性，故B错误；
C．光的衍射是波特有的现象，不能说明粒子性，故C错误；
D．泊松亮斑证实的是光的波动性，不能说明粒子性，故D错误。
故选A。
7．B
【解析】
A． 光子通过单缝后，体现的是粒子性。故A错误；
B． 使光子一个一个地通过单缝，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，故B正确；
C． 单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性。所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故C错误；
D．要经过足够长的时间，大量光子在底片上会出现完整的衍射图样，故D错误。
故选B。
8．D
【解析】
A． 光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故A错误；
B． 热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，衍射是波的特征，故B错误；
C． 光都具有波粒二象性，光同时具有波和粒子的特性，并非有的光是波，有的光是粒子，故C错误；
D． 质子和电子都有波动性，由，可知，相同速度的电子和质子，由于质子的质量较大，所以其物质波波长较短，所以电子的波动性更为明显。故D正确。
故选D。
9．A
【解析】
A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，因为饱和光电流与入射光的强度成正比，A正确．
B. 光的波长越长，越容易发生干涉、衍射等现象，其波动性越显著，频率越高，能量越高，其粒子性越显著；B错误．
C. 根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，C错误．
D. 如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应，不会有光电流产生，D错误．
10．CD
【解析】
不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式：△x?△p≥，不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体，故AB错误、CD正确．
11．2：1， 动量
【解析】
第一空.光子的频率与能量成正比，A、B两种光子的能量之比为2：1，则A、B两种光子的频率之比为2：1；由光子能量公式E＝hγ＝和动量公式P＝mv＝ 知，A、B两种光子的动量之比等于A、B两种光子的能量之比为2：l；
第二空.根据德布罗意波波长的公式：可知，若一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的动量一定是相等的。
12．惠更斯 牛顿 干涉 衍射 光电效应 波粒二象性
【解析】
[1][2][3][4][5][6]17世纪，荷兰物理学家惠更斯提出了光的波动说，但由于牛顿支持微粒说，因而微粒说长期占着主导地位，19世纪观察到了光的干涉、衍射现象，波动说才得到了公认，后来又发现了光电效应，证实光具有粒子性，因而光具有波粒二象性。
13． 由于子弹的德布罗意波长极短，无法观察到其波动性
【解析】
根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应，子弹的动量为
子弹的德布罗意波长为
由于子弹的德布罗意波长极短，故无法观察到其波动性。