新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)十三光的波粒二象性粵教版選擇性必修第三冊(cè)

課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)(十三)光的波粒二象性A級(jí)基礎(chǔ)鞏固1．下列各組現(xiàn)象能說(shuō)明光具有波粒二象性的是()A．光的色散和光的干涉 B．光的干涉和光的衍射C．泊松亮斑和光電效應(yīng) D．光的反射和光電效應(yīng)解析：光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波動(dòng)性的證據(jù)，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，光的反射和色散不能說(shuō)明光具有波動(dòng)性或粒子性，故選項(xiàng)C正確．答案：C2．(多選)對(duì)光的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法中正確的是()A．個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性B．高頻光是粒子，低頻光是波C．光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不再具有波動(dòng)性了D．光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)得明顯，在另外某種場(chǎng)合下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯解析：個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性；光與物質(zhì)相互作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)為波動(dòng)性，光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，頻率高的光粒子性強(qiáng)，頻率低的光波動(dòng)性強(qiáng)，光的粒子性表現(xiàn)明顯時(shí)仍具有波動(dòng)性，因?yàn)榇罅苛Ｗ拥膫€(gè)別行為呈現(xiàn)出波動(dòng)規(guī)律，故A、D正確．答案：AD3．下列各種波屬于概率波的是()A．聲波 B．無(wú)線電波C．光波 D．水波解析：聲波、水波是機(jī)械波，故A、D錯(cuò)誤；電磁波是一種能量波，故B錯(cuò)誤；光具有波粒二象性，是一種概率波，故C正確．答案：C4．(多選)說(shuō)明光具有粒子性的現(xiàn)象是()A．光電效應(yīng) B．光的反射C．光的衍射 D．康普頓效應(yīng)解析：光電效應(yīng)說(shuō)明光的能量是一份一份的，即說(shuō)明光具有粒子性，故A正確；光的反射不能說(shuō)明光的本性是波，也不能說(shuō)明光的本性是粒子，故B錯(cuò)誤；衍射是波特有的現(xiàn)象，光的衍射說(shuō)明光具有波動(dòng)性，故C錯(cuò)誤；康普頓效應(yīng)說(shuō)明光子具有動(dòng)量，證明了光具有粒子性，故D正確．答案：AD5．關(guān)于光的波粒二象性，下列說(shuō)法正確的是()A．光的頻率越高，光的能量越大，粒子性越明顯B．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光的能量越大，波動(dòng)性越明顯C．頻率高的光只具有粒子性，不具有波動(dòng)性D．波長(zhǎng)大的光不具有粒子性解析：光的頻率越高，光的能量越大，粒子性越明顯，所以A正確；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光的能量越小，波動(dòng)性越明顯，所以B錯(cuò)誤；光既具有粒子性，也具有波動(dòng)性，光具有波粒二象性，所以C、D錯(cuò)誤．答案：AB級(jí)能力提升6．關(guān)于光的波粒二象性，下列說(shuō)法中不正確的是()A．波粒二象性指光有時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性，有時(shí)表現(xiàn)為粒子性B．光波頻率越高，粒子性越明顯C．能量越大的光子其波動(dòng)性越顯著D．光的波粒二象性應(yīng)理解為，在某種場(chǎng)合下光的粒子性表現(xiàn)明顯，在另外某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯解析：光的波粒二象性指光有時(shí)候表現(xiàn)出的粒子性較明顯，有時(shí)候表現(xiàn)出的波動(dòng)性較明顯，或者說(shuō)在某種場(chǎng)合下光的粒子性表現(xiàn)明顯，在另外某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯；個(gè)別光子易表現(xiàn)出粒子性，大量光子易表現(xiàn)出波動(dòng)性，A、D正確；光的頻率越高，光子能量越大，粒子性相對(duì)波動(dòng)性越明顯，B正確，C錯(cuò)誤．答案：C7．(多選)物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列認(rèn)識(shí)正確的是()A．曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，光子的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)B．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出波動(dòng)性C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方D．只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出波動(dòng)性解析：光是一種概率波，對(duì)于一個(gè)光子通過(guò)單縫落在何處，是不確定的，但概率最大的是中央亮紋處，可達(dá)95%以上，還可能落到暗紋處，不過(guò)落在暗紋處的概率最小(注意暗紋處并非無(wú)光子到達(dá))．故選項(xiàng)C、D正確．答案：CD8.如圖是一個(gè)光源．在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，光子穿過(guò)狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光．那么在熒光屏上將看到()A．只有兩條亮紋B．有多條明暗相間的條紋C．沒(méi)有亮紋D．只有一條亮紋解析：光子運(yùn)動(dòng)到達(dá)熒光屏上的某點(diǎn)的概率，可以用波的特征進(jìn)行描述，即產(chǎn)生雙縫干涉，在熒光屏上將看到干涉條紋，所以B正確．答案：B9．人類(lèi)對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了曲折的過(guò)程．下列關(guān)于光的本性的敘述不符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是()A．牛頓的“微粒說(shuō)”與愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”本質(zhì)上是一樣的B．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光具有波動(dòng)性C．麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波D．光具有波粒二象性解析：牛頓的“微粒說(shuō)”認(rèn)為光是一群彈性粒子，與愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”本質(zhì)不同，光的干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光的波動(dòng)性，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確．答案：AC級(jí)拓展創(chuàng)新10．(多選)電子和光子均是自然界的基本粒子．當(dāng)光子被電子散射時(shí)，如果電子具備足夠大的動(dòng)能，則散射光子的頻率會(huì)大于入射光的頻率，稱(chēng)為逆康普頓散射或逆康普頓效應(yīng)．關(guān)于該效應(yīng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．該效應(yīng)說(shuō)明光子和電子一樣，具有粒子性B．相較于入射光子，散射光子的波長(zhǎng)更長(zhǎng)C．與入射光子發(fā)生作用后，電子的動(dòng)能減小D．由于散射光子的能量大于入射光子的能量，故該效應(yīng)否定了能量量子化的觀點(diǎn)解析：因?yàn)槟馨l(fā)生逆康普頓散射或逆康普頓效應(yīng)，就說(shuō)明具有粒子性，A正確；因?yàn)樯⑸涔庾拥念l率大于入射光的頻率，根據(jù)波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系，可得相較于入射光子，散射光子的波長(zhǎng)更短，B錯(cuò)誤；根據(jù)公式λ＝eq\f(h,p)可知，散射光子的能量增大，又因?yàn)楣庾雍碗娮拥哪芰渴睾?，則電子的動(dòng)能減小，C正確；雖然散射光子的能量大于入射光子的能量，但該效應(yīng)還是遵循能量量子化的觀點(diǎn)，D錯(cuò)誤．答案：AC11．我們能感知光現(xiàn)象，是因?yàn)槲覀兘邮盏搅艘欢芰康墓猓?1)一個(gè)頻率是106Hz無(wú)線電波的光子的能量是多大？(2)一個(gè)頻率為6×1014Hz的綠色光子和1018Hz的γ光子的能量各是多大？(3)請(qǐng)結(jié)合以上光子能量的大小，從概率波的角度說(shuō)明：為什么低頻電磁波的波動(dòng)性顯著而高頻電磁波的粒子性顯著．解析：(1)由公式ε＝hν得：ε1＝hν1＝6.63×10－34×106J＝6.63×10－28J.(2)ε2＝hν2＝6.63×10－34×6×1014J＝3.98×10－19J，ε3＝hν3＝6.63×10－34×1018J＝6.63×10－16J.(3)低頻電磁波的光子能量小、波長(zhǎng)長(zhǎng)，容易觀察到干涉和衍射現(xiàn)象，波動(dòng)性顯著，在衍射的亮紋處表示到達(dá)的光子數(shù)