惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.4光的波粒二象性 课时练（含解析）
文档属性
| 名称 | 惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.4光的波粒二象性 课时练（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 77.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-19 06:11:48 | ||
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文档简介
2.4光的波粒二象性
1．关于波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．微观粒子一会像粒子，一会像波
B．粒子在空间出现的概率可以用波动规律来描述
C．只是光子的属性
D．只是电子、质子等微观粒子的属性
2．下列说法正确的是（ ）
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．振动的带电微粒辐射或吸收的能量可以是任意数值
C．动能相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显
D．光的波动性不是光子之间相互作用引起的，而是光子自身固有的性质
3．对于光的认识，下列说法不正确的是（ ）
A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的
B．光既具有波动性又有粒子性
C．光具有波动性就不具备粒子性，反之亦然
D．光不但是一种波，而且是一种电磁波
4．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．光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波
C．光的波动性是由于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ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
5．下列关于光的本性的说法中正确的是（ ）．
A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著
6．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ）
A．频率高的光是波，频率低的光是粒子
B．通常光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著
C．少量光子产生的效果往往显示出波动性
D．大量光子产生的效果往往显示出波动性
7．下列说法不正确的是（ ）
A．美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分，还有波长小于入射波长的成分，这个现象称为康普顿效应
B．1912年，德国物理学家劳厄提议利用晶体中排列规则的物质微粒作为衍射光栅，来检验电子的波动性。实验最终获得成功，证实了电子是一种物质波
C．加速电压越大，电子显微镜的分辨本领越强
D．光的波动性是由光子之间的相互作用引起的
8．对光的认识，下列说法中正确的是（ ）
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．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
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，在另外的某种场合下，光的粒子 性表现得明显
9．下列关于概率波的说法中，正确的是（ ）
A．概率波就是机械波
B．物质波是一种概率波
C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象
D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过
10．下列关于光的干涉和衍射说法中正确的是________
A．双缝干涉证明光具有波动性，单缝衍射证明光具有粒子性
B．双缝干涉是两束相干光叠加出现的干涉现象；薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后叠加形成的干涉现象
C．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
D．双缝干涉时，双缝间距越小，干涉条纹间距越大
E.泊松亮斑是衍射现象，证明了光具有波动性
11．光的波动性是____________光子运动的规律，光波强的地方就是光子____________的地方，光的波长越长____________性越显著，波长越短____________性越显著．
12．____________现象证明光具有波动性，____________证明光具有粒子性，因而光具有____________性．
13．某电视显像管中电子的运动速度是；质量为的一颗子弹的运动速度是。
（1）分别计算电子和子弹的德布罗意波长。
（2）试根据计算结果分析它们表现的波粒二象性。（电子的质量为，普朗克常量为）
参考答案
1．B
【解析】
A．波粒二象性是指频率较大的容易表现为较强微粒性，频率较小的容易表现为较强波动性；大量光子表现为波动性，个别光子表现为微粒性，选项A错误；
B．光具有波粒二象性，属于概率波，因此光子在空间各点出现的可能性大小（概率）可以用波动规律来描述，故B正确；
CD．波粒二象性不只是光子的属性，也不只是电子、质子等微观粒子的属性，所有物体都具有波粒二象性，故CD错误。
故选B。
2．D
【解析】
A．由黑体辐射的实验规律可知，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射的极大值向波长较短的方向移动，所以A错误；
B．振动着的带电微粒辐射或吸收的能量是某一最小能量值的整数倍，所以B错误；
C．德布罗意波的波长公式为
又因为质子的质量比电子的质量大，则如果质子和电子的动能相等时，质量小的波长大，波动性明显，所以电子的波动性更为明显，所以C错误；
D．使光子一个一个地通过双缝，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。因此光的波动性是光子自身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，所以D正确。
故选D。
3．C
【解析】
A．通过光电效应的实验，验证了光的传播不是连续的，而是非连续的一份一份的传播。选项A正确；
BC．光既具有波动性又有粒子性。某种场合下光的波动性表现的明显，另外场合光的粒子性表现得明显，但光的波动性和粒子性是同时同在的。选项B正确，选项C错误；
D．电磁波范围很长，光的波长范围包含其中，可以认为光是一种电磁波。选项D正确。
故选C。
4．D
【解析】
光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性．当光和物质作用时，是一份一份的，表现出粒子性；光的干涉、衍射又说明光是一种波，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波．光具有波粒二象性，光的波动性与粒子性不是独立的，由公式ε＝hν可以看出二者是有联系的．光的粒子性并没有否定光的波动性．故D正确，ABC错误。
【点睛】
本题解题的关键是把握住：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．
5．C
【解析】
A．牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，实际上是不科学的。惠更斯提出了“波动说”，光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，才能圆满说明光的本性。故A错误。
B．光具有波粒二象性，但不能把光看成宏观概念上的波。光的粒子性要求把光看成微观概念上的粒子。故B错误。
C．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，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。故C正确。
D．频率低、波长长的光，波动性特征显著；频率高、波长短的光，粒子性特征显著。故D错误。
故选C。
6．BD
【解析】
光的波粒二象性指的是少量光子产生的效果往往显示出粒子性；大量光子产生的效果往往显示出波动性；通常光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，因此BD正确
7．ABD
【解析】
A．美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于的成分，这个现象称为康普顿效应，选项A错误；
B．1912年，德国物理学家劳厄提议，利用晶体中排列规则的物质微粒作为光栅，来检验伦琴射线的波动性，实验获得了成功，证实伦琴射线就是波长为十分之几纳米的电磁波，选项B错误；
C．光的波长越大，则波动性越强，越容易发生明显衍射；而电子的波长
可知电子的速度越大，波长越短，越不容易发生明显的衍射，所以增大加速电压，增大电子束的速度，有利于提高分辨率，选项C正确；
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，选项D错误。
本题选不正确的，故选ABD。
8．ABD
【解析】
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。
9．BD
【解析】
A．德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；
B．物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B正确；
C．概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；
D．根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D正确；
故选BD。
10．BDE
【解析】
A．双缝干涉证明光具有波动性，单缝衍射也证明光具有波动性，选项A错误；
B．双缝干涉是两束相干光叠加出现的干涉现象；薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后叠加形成的干涉现象，选项B正确；
C．照相机镜头镀有增透膜，增透膜的厚度为绿光在增透膜内波长的，各种色光的波长不同，不可能让各种色光都发生干涉相消，故C错误；
D．根据，双缝干涉时，双缝间距d越小，干涉条纹间距越大，选项D正确；
E．泊松亮斑是衍射现象，证明了光具有波动性，选项E正确；
故选BDE.
11．大量 到达多 波动 粒子
【解析】
[1][2][3][4]光具有波粒二象性，光的波动性是大量光子运动的规律，光波强的地方就是光子到达多的地方，光的波长越长波动性越显著，波长越短粒子性越显著。
12．干涉、衍射 光电效应 波粒二象
【解析】
[1][2][3]干涉、衍射现象证明光具有波动性，光电效应证明光具有粒子性，因而光具有波粒二象性。
13．（1）
（2）电子的德布罗意波的波长比可见光短得多，故波动性不太明显，子弹的德布罗意波的波长更短，故子弹的波动性非常小，所以它们的波动性不明显，主要表现为粒子性。
【解析】
（1）根据德布罗意波的波长的公式
则电子的德布罗意波的波长为
子弹的德布罗意波的波长为
（2）电子的德布罗意波的波长比可见光短得多，故波动性不太明显，子弹的德布罗意波的波长更短，故子弹的波动性非常小，所以它们的波动性不明显，主要表现为粒子性。
1．关于波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．微观粒子一会像粒子，一会像波
B．粒子在空间出现的概率可以用波动规律来描述
C．只是光子的属性
D．只是电子、质子等微观粒子的属性
2．下列说法正确的是（ ）
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．振动的带电微粒辐射或吸收的能量可以是任意数值
C．动能相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显
D．光的波动性不是光子之间相互作用引起的，而是光子自身固有的性质
3．对于光的认识，下列说法不正确的是（ ）
A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的
B．光既具有波动性又有粒子性
C．光具有波动性就不具备粒子性，反之亦然
D．光不但是一种波，而且是一种电磁波
4．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．光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波
C．光的波动性是由于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ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
5．下列关于光的本性的说法中正确的是（ ）．
A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著
6．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ）
A．频率高的光是波，频率低的光是粒子
B．通常光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著
C．少量光子产生的效果往往显示出波动性
D．大量光子产生的效果往往显示出波动性
7．下列说法不正确的是（ ）
A．美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分，还有波长小于入射波长的成分，这个现象称为康普顿效应
B．1912年，德国物理学家劳厄提议利用晶体中排列规则的物质微粒作为衍射光栅，来检验电子的波动性。实验最终获得成功，证实了电子是一种物质波
C．加速电压越大，电子显微镜的分辨本领越强
D．光的波动性是由光子之间的相互作用引起的
8．对光的认识，下列说法中正确的是（ ）
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．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
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，在另外的某种场合下，光的粒子 性表现得明显
9．下列关于概率波的说法中，正确的是（ ）
A．概率波就是机械波
B．物质波是一种概率波
C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象
D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过
10．下列关于光的干涉和衍射说法中正确的是________
A．双缝干涉证明光具有波动性，单缝衍射证明光具有粒子性
B．双缝干涉是两束相干光叠加出现的干涉现象；薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后叠加形成的干涉现象
C．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
D．双缝干涉时，双缝间距越小，干涉条纹间距越大
E.泊松亮斑是衍射现象，证明了光具有波动性
11．光的波动性是____________光子运动的规律，光波强的地方就是光子____________的地方，光的波长越长____________性越显著，波长越短____________性越显著．
12．____________现象证明光具有波动性，____________证明光具有粒子性，因而光具有____________性．
13．某电视显像管中电子的运动速度是；质量为的一颗子弹的运动速度是。
（1）分别计算电子和子弹的德布罗意波长。
（2）试根据计算结果分析它们表现的波粒二象性。（电子的质量为，普朗克常量为）
参考答案
1．B
【解析】
A．波粒二象性是指频率较大的容易表现为较强微粒性，频率较小的容易表现为较强波动性；大量光子表现为波动性，个别光子表现为微粒性，选项A错误；
B．光具有波粒二象性，属于概率波，因此光子在空间各点出现的可能性大小（概率）可以用波动规律来描述，故B正确；
CD．波粒二象性不只是光子的属性，也不只是电子、质子等微观粒子的属性，所有物体都具有波粒二象性，故CD错误。
故选B。
2．D
【解析】
A．由黑体辐射的实验规律可知，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射的极大值向波长较短的方向移动，所以A错误；
B．振动着的带电微粒辐射或吸收的能量是某一最小能量值的整数倍，所以B错误；
C．德布罗意波的波长公式为
又因为质子的质量比电子的质量大，则如果质子和电子的动能相等时，质量小的波长大，波动性明显，所以电子的波动性更为明显，所以C错误；
D．使光子一个一个地通过双缝，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。因此光的波动性是光子自身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，所以D正确。
故选D。
3．C
【解析】
A．通过光电效应的实验，验证了光的传播不是连续的，而是非连续的一份一份的传播。选项A正确；
BC．光既具有波动性又有粒子性。某种场合下光的波动性表现的明显，另外场合光的粒子性表现得明显，但光的波动性和粒子性是同时同在的。选项B正确，选项C错误；
D．电磁波范围很长，光的波长范围包含其中，可以认为光是一种电磁波。选项D正确。
故选C。
4．D
【解析】
光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性．当光和物质作用时，是一份一份的，表现出粒子性；光的干涉、衍射又说明光是一种波，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波．光具有波粒二象性，光的波动性与粒子性不是独立的，由公式ε＝hν可以看出二者是有联系的．光的粒子性并没有否定光的波动性．故D正确，ABC错误。
【点睛】
本题解题的关键是把握住：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．
5．C
【解析】
A．牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，实际上是不科学的。惠更斯提出了“波动说”，光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，才能圆满说明光的本性。故A错误。
B．光具有波粒二象性，但不能把光看成宏观概念上的波。光的粒子性要求把光看成微观概念上的粒子。故B错误。
C．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，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。故C正确。
D．频率低、波长长的光，波动性特征显著；频率高、波长短的光，粒子性特征显著。故D错误。
故选C。
6．BD
【解析】
光的波粒二象性指的是少量光子产生的效果往往显示出粒子性；大量光子产生的效果往往显示出波动性；通常光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，因此BD正确
7．ABD
【解析】
A．美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于的成分，这个现象称为康普顿效应，选项A错误；
B．1912年，德国物理学家劳厄提议，利用晶体中排列规则的物质微粒作为光栅，来检验伦琴射线的波动性，实验获得了成功，证实伦琴射线就是波长为十分之几纳米的电磁波，选项B错误；
C．光的波长越大，则波动性越强，越容易发生明显衍射；而电子的波长
可知电子的速度越大，波长越短，越不容易发生明显的衍射，所以增大加速电压，增大电子束的速度，有利于提高分辨率，选项C正确；
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，选项D错误。
本题选不正确的，故选ABD。
8．ABD
【解析】
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。
9．BD
【解析】
A．德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；
B．物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B正确；
C．概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；
D．根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D正确；
故选BD。
10．BDE
【解析】
A．双缝干涉证明光具有波动性，单缝衍射也证明光具有波动性，选项A错误；
B．双缝干涉是两束相干光叠加出现的干涉现象；薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后叠加形成的干涉现象，选项B正确；
C．照相机镜头镀有增透膜，增透膜的厚度为绿光在增透膜内波长的，各种色光的波长不同，不可能让各种色光都发生干涉相消，故C错误；
D．根据，双缝干涉时，双缝间距d越小，干涉条纹间距越大，选项D正确；
E．泊松亮斑是衍射现象，证明了光具有波动性，选项E正确；
故选BDE.
11．大量 到达多 波动 粒子
【解析】
[1][2][3][4]光具有波粒二象性，光的波动性是大量光子运动的规律，光波强的地方就是光子到达多的地方，光的波长越长波动性越显著，波长越短粒子性越显著。
12．干涉、衍射 光电效应 波粒二象
【解析】
[1][2][3]干涉、衍射现象证明光具有波动性，光电效应证明光具有粒子性，因而光具有波粒二象性。
13．（1）
（2）电子的德布罗意波的波长比可见光短得多，故波动性不太明显，子弹的德布罗意波的波长更短，故子弹的波动性非常小，所以它们的波动性不明显，主要表现为粒子性。
【解析】
（1）根据德布罗意波的波长的公式
则电子的德布罗意波的波长为
子弹的德布罗意波的波长为
（2）电子的德布罗意波的波长比可见光短得多，故波动性不太明显，子弹的德布罗意波的波长更短，故子弹的波动性非常小，所以它们的波动性不明显，主要表现为粒子性。
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