高中物理 第4章 波粒二象性 3 光的波粒二象性自我小测 教科版选修3-5.doc

光的波粒二象性1关于康普顿效应，下列说法正确的是()A光子有能量，但没有动量B光子没有能量，但却有动量C光子是光的能量的最小单位D光子和电子相遇而碰撞时，若光子的能量部分转移给电子，则光子的波长要变化2科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子假设光子与电子碰撞前的波长为，碰撞后的波长为，则碰撞过程中()A能量守恒，动量守恒，且B能量不守恒，动量不守恒，且C能量守恒，动量守恒，且3有关光的本性，下列说法正确的是()A光既具有波动性，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，又具有粒子性，无法只用一种观点去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性4从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是()A光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性B光的频率越高，光子的能量越大C在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方D在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方5在单缝衍射实验中，中央亮条纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上假设现只让一个光子通过单缝，那么该光子()A一定落在中央亮条纹处B一定落在亮条纹处C可能落在暗条纹处D落在中央亮条纹处的可能性最大6关于光的性质，下列叙述中正确的是()A从能量的角度看，频率越高的光子能量越大，其粒子性越显著B从能量的角度看，频率越低的光子能量越小，其波动性越显著C大量光子往往呈现出波动性效果，个别光子往往呈现出粒子性效果D如果让光子一个一个地通过狭缝时，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动7在用单缝衍射实验验证光的波粒二象性的实验中，下列说法中正确的是()A使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C光子通过狭缝后的运动路径是直线D光的波动性是大量光子运动的规律8用甲、乙两种不同的单色光做光的干涉实验，分别让这两种光通过同一种装置，所得的干涉条纹，甲的间距比乙的大，则以下说法正确的是()A甲在真空的传播速度比乙的小B甲、乙两种光相比，甲光的波动性显著些C甲、乙两种光相比，甲光的粒子性显著些D用甲、乙两种光照射同一种金属均发生了光电效应，则用甲光照射时，从金属表面逸出的光电子的最大初动能大9说明光具有波动性的典型实验有光的_和_；说明光具有粒子性的典型现象有_和_10在实验室进行了这样一个实验：在一个密闭的暗箱里依次放上如图432所示的器材，小灯泡发出的光经过熏黑的玻璃，后边的光十分微弱，经过三个月的曝光，在感光胶片上出现了非常清晰的衍射条纹对感光胶片进行光能量测量，得出每秒到达感光胶片的光能量是51013 J，假如起作用的光波长为500 nm，且当时实验测得暗箱的长度为1.2 m，若光子依次通过狭缝，普朗克常数h6.631034 Js，求：图432(1)每秒钟到达感光胶片的光子数；(2)光束中相邻两光子到达感光胶片相隔的时间和相邻两光子之间的平均距离；(3)根据第(2)问的计算结果，能够找到支持光是概率波的证据吗？请简要说明理由参考答案1解析：康普顿效应表明，光子不仅有能量，也有动量光子是光的能量的最小单位，与其他粒子作用时，它的部分能量会转移给其他粒子，动量也要变化，故波长要变化答案：CD2解析：光子与电子间的碰撞可以认为是弹性碰撞，所以动能和动量都守恒，所以碰撞过程中，光子的能量减少而电子的能量增大，由Eh知，光子的频率会减小，所以波长增大答案：C3解析：19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释但到了19世纪末又发现了黑体辐射和光电效应，这些现象用波动说无法解释，而用光子说可以完美的解释故光既具有波动性，又具有粒子性答案：D4解析：大量光子表现的规律呈现波动性，故A错；根据Eh知，B对；暗条纹的地方是光子到达概率最小的地方，但不是不会到达，而亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方，故C错、D对答案：BD5解析：单个光子表现出粒子性，所以单个光子的运动是没有规律可循的，即当一个光子通过单缝的时候，它可能落在任何地方，但从统计的角度看，任何光子都是落在中央亮条纹的概率大答案：CD6解析：频率越大的光，粒子性越强，频率越低的光，波动性越强；单个光子的运动是不确定的，它的轨迹是无规则的，但大量光子就有统计规律了答案：ABC7解析：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如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A、D正确单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，B、C错答案：AD8解析：在真空中，各种色光的传播速度都相等，为光速c，故A错由甲的干涉条纹间距比乙的大可得，甲光的波长大，频率较小，因此甲光的波动性显著，乙光的粒子性显著，故B对、C错由爱因斯坦光电效应方程可知，频率小的甲光照射金属后，逸出的光电子的最大初动能较小，故D错答案：B9答案：干涉衍射光电效应康普顿效应10解析：(1)设每秒达到感光胶片的光能量为E0，对于500 nm的光子能量为E，因此每秒到达感光胶片的光子数为n，解以上两式得n1.26106个(2)光子是依次到达感光胶片的，相邻两光子到达感光胶片的时间间隔t8.0107 s，相邻两光子间的平均距离为xct2.4102 m.(3)根据(2)的结果可知，两光子间距有240 m，而小灯泡到感光胶片之间的距离只有1.2 m，所以在熏黑的玻璃右侧的暗箱里一般不可能有两个光子同时运动这样就排除了衍射条纹是由于光子相互作用产生的波