20192020学年高中物理课时分层作业14光波粒二象性(含解析)教科版

课时分层作业(十四)光的波粒二象性(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练

]一、选择题

(此题共

6小题，每题

6分，共

36分)1．(多项选择)以下对于康普顿效应的认识，说法正确的选项是

(

)A．康普顿效应现象说明光拥有颠簸性B．康普顿效应现象说明光拥有粒子性C．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增添D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量减少BD[康普顿用光子的模型成功地解说了康普顿效应，在散射过程中

X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要按照动量守恒定律和能量守恒定律，故

B、D正确，

A、C错误．

]2．(多项选择)对于光的天性，以下说法中正确的选项是

(

)A．对于光的天性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“颠簸说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说了然光的天性B．光拥有波粒二象性是指：既能够把光当作宏观观点上的波，也能够当作微观观点上的粒子C．光的干预、衍射现象说明光拥有颠簸性D．光电效应说明光拥有粒子性CD[光的颠簸性指大批光子在空间各点出现的可能性的大小能够用颠簸规律来描绘，不是惠更斯的颠簸说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光拥有颠簸性，是指颠簸理论能解释这一现象．某现象说明光拥有粒子性，是指能用粒子说解说这个现象．要划分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C、D正确，A、B错误．]3．(多项选择)下边对于光的波粒二象性的说法中，正确的选项是()A．大批光子产生的成效常常显示出颠簸性，个别光子产生的成效常常显示出粒子性B．频次越大的光其粒子性越明显，频次越小的光其颠簸性越明显C．光在流传时常常表现出颠簸性，光在跟物质互相作用时常常表现出粒子性D．光不行能同时既拥有颠簸性，又拥有粒子性ABC[光既拥有粒子性，又拥有颠簸性，大批的光子颠簸性比较显然，个别光子的粒子性比较显然，故A正确；在光的波粒二象性中，频次越大的光其粒子性越明显，频次越小的光其颠簸性越明显，故B正确；光在流传时常常表现出颠簸性，光在跟物质互相作用时常常表现出粒子性，故C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为颠簸性，有时表现为粒子性，两者是一致的，故D错误．]4．(多项选择)为了考证光的波粒二象性，在双缝干预实验中将光屏换成照相底片，并想法减弱光的强度，以下说法正确的选项是()A．使光子一个一个地经过双缝干预实验装置的狭缝，假如时间足够长，底片大将出现双缝干预图样B．使光子一个一个地经过双缝干预实验装置的狭缝，假如时间足够长，底片大将出现不太清楚的双缝干预图样C．大批光子的运动规律显示出光的粒子性D．个别光子的运动显示出光的粒子性AD[单个光子运动拥有不确立性，大批光子落点的概率散布按照必定规律，显示出光的颠簸性．使光子一个一个地经过双缝，假如时间足够长，底片上会出现显然的干预图样，A正确，B、C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D正确．]5．(多项选择)在考证光的波粒二象性的实验中，以下说法正确的选项是()A．使光子一个一个地经过单缝，假如时间足够长，底片上会出现衍射图样B．单个光子经过单缝后，底片上会出现完好的衍射图样C．光子经过单缝的运动路线像水波同样起伏D．单个光子经过单缝后打在底片上的状况表现出随机性，大批光子经过单缝后打在底片上的状况表现出规律性AD[个别光子的行为表现出粒子性．单个光子的运动是随机的，无规律的，但出此刻底片上明条纹处的概率大些，大批光子的行为表现出颠簸性，大批光子运动切合统计规律，通过单缝产生衍射图样，故A、D正确，B错误．光子经过单缝的运动路线是无规律的，故C错误．]6．(多项选择)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光霸占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设此刻只让一个光子能经过单缝，那么该光子()A．必定落在中央亮纹处B．必定落在亮纹处C．可能落在亮纹处D．可能落在暗纹处CD[依据光的概率波的观点，对于一个光子经过单缝落在哪处，是不行确立的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．自然也可能落在其余亮纹处，还可能落在暗纹处，只可是落在暗处的概率很小而已，故只有

C、D正确．

]二、非选择题

(14

分)7．光拥有波粒二象性，光子的能量

ε＝hν，此中频次ν表示波的特点．若某激光管以PW＝60W的功率发射波长

λ＝663nm的光束，试依据上述理论计算：该管在

1s

内发射出多少个光子？[分析]

设在时间

t

内发射出的光子数为

n，光子的频次为

ν，每个光子的能量

ε＝hν，因此PW＝nhνt＝1s)(tc而ν＝λ，解得PWt·λ60×1×663×10－920n＝hc＝6.63×10－34×3×108个＝2.0×10个．[答案]2.0×1020个[能力提高练]一、选择题(此题共4小题，每题6分，共24分)1．(多项选择)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．假定光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中(

)A．能量守恒C．λ＜λ′

B．动量守恒D．λ＞λ′ABC[能量守恒和动量守恒是自然界的广泛规律，合用于宏观世界，也合用于微观世c界．光子与电子碰撞时按照这两个守恒规律．光子与电子碰撞前光子的能量E＝hν＝hλ，当c光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量

E′＝hν′＝hλ′，由

E＞E′，可知λ＜λ′，选项A、B、C正确．]2．(多项选择)用极轻微的可见光做双缝干预实验，(b)、(c)所示的图像，则以下说法正确的选项是(

)

跟着时间的增添，在屏上先后出现如图

(a)、A．图像(a)表示光拥有粒子性B．图像(c)表示光拥有颠簸性C．用紫外光不可以产生干预D．实验表示光是一种概率波ABD[用很弱的光做双缝干预实验获得的图片上的一个一个无散布规律的光点，表现了光的粒子性，故A正确；经过较长时间曝光的图片(c)，出现了明暗相间的条纹，颠簸性较为显然，本实验表示光是一种概率波，但不可以表示光是一种电磁波，故B、D均正确；紫外光也属于波，也能发生干预，故

C错误．]3．最近几年来，数码相机几近人人皆知，用来权衡数码相机性能的一个特别重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，

现知

300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清楚得多，其原由能够理解为

(

)A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B．光的颠簸性是大批光子之间的互相作用惹起的C．大批光子表现光拥有粒子性D．光拥有波粒二象性，大批光子表现出光的颠簸性D[数码相机拍出的照片不是白点，不可以说显然示粒子性，故不选择

A；光的波粒二象性是光的内在属性，即便是单个光子也有颠簸性，跟光子的数目和光子之间能否有互相作用无关，因此

B错误；大批光子表现光拥有颠簸性，因此

C错误；光拥有波粒二象性，大批光子表现出光的颠簸性，

D正确．]4．任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，h波长是λ＝p，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这类波叫德布罗意波，现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2相向正碰后粘在一同，已知|1|＜|2|，则粘在一同的物体的德布罗意波长为()ppλ＋λ2λ－λ2λλ2λλ21111A.2B.2C.D.λ1＋λ2λ1－λ2[由动量守恒p2－p1＝(m1＋m2)v知，即h－h＝h，因此λ＝λ1λ2，故D正确．]2λ1λλ1－λ2二、非选择题(本大题共2小题，共26分)5．(12分)若一个光子的能量等于一个电子的静止能量，已知静止电子的能量为02mc，其中0为电子质量，c为光速，试问该光子的动量和波长是多少？(电子的质量取9.11×10－31kg，m普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)[分析]一个电子静止能量为02，按题意02mchν＝mcεm0c2光子的动量p＝λ＝c＝c＝m0c9.11×10－31kg×3×108m/s2.73×10－22kg·m/s6.63×10－34J·s光子的波长λ＝p＝2.73×10－22kg·m/s2.4×10－12m.[答案]2.73×10－22kg·m/s2.4×10－12m26．太阳光垂直射到地面上时，地面上1m接收的太阳光的功率为

1.4kW，此中可见光部分约占

45%.(普朗克常量

h＝6.6×10－34

J·s)(1)若是以为可见光的波长约为

0.55μm，日、地间距离

R＝1.5×1011m，估量太阳每秒辐射出的可见光光子数为多少？6(2)若已知地球的半径为6.4×10m，估量地球接收的太阳光的总功率．[分析](1)设地面上垂直阳光的2面积上每秒钟接收的可见光光子数为，则有×45%1mnPc＝n·hλ解得n＝0.45λP0.45×0.55×10－6×1.4×10321hc＝6.6×10－34×3×108＝1.75×10(个)假想一个以大阳为球心，以日、地距离为半径的大球面包围着太阳，大球面接收的光子数即等于太阳辐射的所有光子数．则所求可见光光子数

N＝n·4πR2＝1.75×