教科版选修35涅槃凤凰再飞翔 光是波还是粒子实物是粒子还是波 第1课时 作业.docx

2.2涅槃凤凰再飞翔2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波 1有关光的本性，下列说法正确的是()a光既有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的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由于光既有波动性，又有粒子性，无法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解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但它又不同于宏观观念中的机械波和粒子，波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中的一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案：d2根据爱因斯坦的“光子说”可知()a“光子说”的本质就是牛顿的“微粒说”b光的波长越长，光子的能量越小c一束单色光的能量可以连续变化d只有光子数很多时，光才具有粒子性解析：爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份的，是不连续的，它并不否定光的波动性，而牛顿的“微粒说”与波动说是对立的，因此a错误在爱因斯坦的“光子说”中光子的能量hv；可知波长越长，光子的能量越小，因此b正确某一单色光，波长恒定，光子的能量也是恒定的，因此c错误大量光子表现为波动性，而少数光子才表现为粒子性，因此d错误答案：b3对光的认识，下列说法不正确的是() a个别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，就不具有波动性了d光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在某些场合下光的粒子性表现明显【解析】光是一种概率波，少量光子的行为易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出波动性，a选项正确；光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，b选项正确；粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，c选项错误，d选项正确【答案】c4(多选)关于光的波粒二象性，下列说法正确的是() a光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体b光是波，与橡皮绳上的波相似c光的波动性是大量光子运动规律的表现，在干涉条纹中，那些光强度大的地方，光子到达的概率大d在宏观世界中波动性和粒子性是对立的，在微观世界是可以统一的【解析】由于波动性和粒子性是光同时具有的两种属性，不同于宏观观念中的波和粒子，故a、b选项错误在干涉实验中，光强度大的地方即为光子到达概率大的地方，表现为亮纹；光强度小的地方即为光子到达概率小的地方，表现为暗纹，故c选项正确在宏观世界中，牛顿的“微粒说”与惠更斯的“波动说”是相互对立的，只有在微观世界中，波动性与粒子性才能统一，故d选项正确【答案】cd5(单选)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答案c解析一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性所以，不能说有的光是波，有的光是粒子；虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子；光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著故选项c正确，a、b、d错误6(单选)关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是()a波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性b光波频率越高，粒子性越明显c能量越大的光子其波动性越显著d个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性e光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下光的波动性表现明显答案c解析光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，或者说在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下光的波动性表现明显；个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性，a、d、e说法正确；光的频率越高，能量越大，粒子性相对波动性越明显，b说法正确、c说法错误7对光的认识，下列说法正确的是()a个别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，就不具有波动性了d光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在某些场合下光的粒子性表现明显e光表现出波动性还是粒子性由光的频率大小决定，频率大的光就显示粒子性【解析】本题考查光的波粒二象性光是一种概率波，少量光子的行为易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出波动性，a选项正确；光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，b选项正确；粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，c、e选项错误，d选项正确【答案】abd8关于光的波粒二象性，下列说法正确的是()a光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体b光是波，与橡皮绳上的波相似c光的波动性是大量光子运动规律的表现，在干涉条纹中，那些光强度大的地方，光子到达的概率大d在宏观世界中波动性和粒子性是对立的，在微观世界是可以统一的e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【解析】由于波动性和粒子性是光同时具有的两种属性，不同于宏观观念中的波和粒子，故a、b选项错误在干涉实验中，光强度大的地方即为光子到达概率大的地方，表现为亮纹；光强度小的地方即为光子到达概率小的地方，表现为暗纹，故c选项正确在宏观世界中，牛顿的“微粒说”与惠更斯的“波动说”是相互对立的，只有在微观世界中，波动性与粒子性才能统一，故d选项正确光子通过单缝的运动路线是无法确定、毫无规律的，大量光子通过单缝后却呈现规律性，e选项正确【答案】cde9.频率为的光子,具有的能量为h,动量为,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射.散射后的光子()a.改变原来的运动方向,但频率保持不变b.光子将从电子处获得能量,因而频率将增大c.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上,但方向相反d.由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量,散射后的光子频率低于入射前光子的频率答案d解析由于电子的能量增加,光子的能量减少,所以光子的频率降低.10下列实验中，能证实光具有粒子性的是( )a光电效应实验 b光的双缝干涉实验c光的圆孔衍射实验 d泊松亮斑实验答案：a解析：光电效应证明光具有粒子性，a正确光的干涉和衍射可证明光具有波动性b、c、d错误11根据爱因斯坦的“光子说”可知( )a“光子说”的本质就是牛顿的“微粒说”b光的波长越长，光子的能量越小c一束单色光的能量可以连续变化d只有光子数很多时，光才具有粒子性答案：b解析：爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份的，是不连续的，它并不否定光的波动性，而牛顿的“微粒说”与波动说是对立的，因此a错误在爱因斯坦的“光子说”中光子的能量h；可知波长越长，光子的能量越小，因此b正确某一单色光，波长恒定，光子的能量也是恒定的，因此c错误大量光子表现为波动性，而少数光子才表现为粒子性，因此d错误12科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为s，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p)；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？ 【解析】(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为f，单位时间打到太阳帆上的光子数为n，则nns由动量定理有ftnt2p所以fn2p而光子动量p，所以f由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a.(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为f，飞船的加速度a.【答案】(1)a(2)a13白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比光子能量变_，波长变_【解析】光子与电子碰撞时，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，自由电子被碰前静止，被碰后动量、能量增加；所以光子的动量、能量减小，频率变小，波长变大【答案】小大14如图233是一个粒子源产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光那么在荧光屏上将看到什么现象？图233【解析】由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹【答案】有多条明暗相间的条纹15光具有波粒二象性，光子的能量h，其中频率表示波的特征，在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长的关系p.若某激光管以p60 w的功率发射波长663 nm的光束，试根据上述理论计算：(1)该管在1 s内发射出多少个光子？(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力f为多大？ 【解析】(1)光子不仅有能量，而且有动量，照射物体时，产生的作用力可根据动量定理求解设在时间t内发射出的光子数为n，光子频率为，每个光子的能量h，所以p(t1 s)而解得n(个)2.01020(个)(2)在时间t内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n个光子的总动量为p总npn.根据动量定理有ftp总，解得黑体表面对光子束的作用力为f n2.0107 n.又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力ff2.0107 n.【答案】(1)2.01020(2)2.0107 n16科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为s，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p)；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？【解析】(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为f，单位时间打到太阳帆上的光子数为n，则nns由动量定理有ftnt2p所以fn2p而光子动量p，所以f由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a.(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为f，飞船的加速度a.【答案】(1)a(2)a17紫外线光子的动量为.一个静止的o3吸收了一个紫外线光子后沿着_方向运动【解析】由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的o3分子与光子原来运动方向相同【答案】光子原来运动的18白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比光子能量变_，波长变_【解析】光子与电子碰撞时，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，自由电子被碰前静止，被碰后动量、能量增加；所以光子的动量、能量减小，频率变小，波长变大【答案】小大19如图243是一个粒子源产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光那么在荧光屏上将看到什么现象？ 图243【解析】由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹【答案】有多条明暗相间的条纹20光具有波粒二象性，光子的能量h，其中频率表示波的特征，在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长的关系p.若某激光管以p60 w的功率发射波长663 nm的光束，试根据上述理论计算：(1)该管在1 s内发射出多少个光子？(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体