1、2012年粤教版高中物理选修 3-5 2.4光的波粒二象性练习卷与答案（带解析） 选择题 在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了 ( ) A光具有波动性 B光具有粒子性 C光波是一种概率波 D以上全都错误 答案： AC 试题分析：双缝干涉实验中出现的明条纹和暗条纹，又说明了光子落点具有一定的概率，即符合概率波的规律，说明光具有波动性 . 考点 :双缝干涉现象 光的波粒二象性 点评：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在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性。 如图所示，用单色光做双缝干涉实验 P处
2、为亮条纹， Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子 ( ) A一定到达 P处 B一定到达 Q处 C可能到达 Q处 D都不正确 答案： C 试题分析：单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在 P处的概率大，落在 Q处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在 P处也可能落在 Q处 考点 :双缝干涉实验 点评：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 物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光波的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验
3、结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识不正确的是 ( ) A曝光时间足够长时，底片上的条纹看不清楚，故出现 不规则的点子 B单个光子的运动没有确定的轨道 C干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方 D只有大量光子的行为才能表现出波动性 答案： A 试题分析：曝光时间不长时，个别光子表现出粒子性，使底片上出现了不规则的点子，而曝光时间足够长时，大量光子的行为表现出波动性，底片上出现了规则的干涉条纹，综上所述，本题选 A. 考点 :光的波粒二象性 光的干涉 点评：光的反射、传播和吸收不是连续的而是一份
4、一份的，每一份就是一个光子，单个光子表现粒子性，即每一个光子所到达的区域是不确定的，但是大量光子表现出波动 性，所以长时间曝光后最终形成了明暗相间的干涉条纹。 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，暗条纹处是光子不会到达的地方 D在光的干涉中，亮条纹处是光子到达概率最大的地方 答案： BD 试题分析：光不是实物粒子，光具有波粒二象性，个别光子表现出粒子性， A错 光的频率越高，光子的能量越大， B正确 在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方，暗纹是光子到达概率小的地方，C错， D正确
5、故答案：选 BD 考点 :光的波粒二象性 光的干涉 点评：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 , 在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的 95%以上，假设现在只有一个光子通过单缝，那么该光子 ( ) A一定落在中央亮纹处 B一定落在亮纹处 C可能落在暗纹处 D落在中央亮纹处的可能性最大 答案： CD 试题分析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处是不可确定的，但是落在中央亮纹处的概率最大，可达到 95%以上当然也可能落在其他 亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故选项 C、 D正确 考点 :单缝衍
6、射 概率波 点评：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所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性。 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，这是互相矛盾和对立的 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由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只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 答案： D 试题分析：光既具有波动性，也具有粒子性光的波动性和粒子性不同于宏观中的波动性和粒子性 考点 :光的本性 波动性 粒子性 点评：光具有波粒二象性，这
7、是现代物理学关于光的本性的认识，光的波粒二象性是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一。 在宏观世界中相互对立的波动性和粒子性，在光的本性研究中却得到了统一，即光具有波粒二象性，下列关于光的波粒二象性的叙述中错误的是 ( ) A大量光子产生的效果显示出波 动性，个别光子产生的效果显示出粒子性 B光在传播时表现出波动性，而在跟物质发生作用时表现出粒子性 C频率大的光比频率小的光的粒子性强，但波动性弱 D频率大的光比频率小的光的粒子性及波动性都强 答案： D 试题分析：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， A对； 光在传播时，是连续的能量，所以波动性表现的比较明
8、显。和物质发生作用时粒子性较强， B对； 光的波长越长，频率小的，波动性越明显，波长越短，频率大的，其粒子性越显著，所以 C对， D错。 故答案：选 D 考点 :光的波粒 二象性 点评：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。 关于光的波粒二象性，错误的说法是 ( ) A光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著 B光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显 C频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性 D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 答案： C 试题分析：干涉、衍射现象
9、表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，选项 C错误， D正确但波长越长、频率愈低的光波，干涉和衍射愈容易发生，波动性愈显著频率愈高、光子的能量越大，愈容易发生光电效应，粒子性愈显著故选项 A、 B正确 考点 :光电效应 波粒二象性 波长、频率、能量之间的关系 点评：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 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
10、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 h中，频率 仍表示的是波的特性 答案： D 试题分析：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 h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 考点 :光的波粒二象性 机械波 点评：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
11、，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 关于光的本性，下列说法中正确的是 ( ) A关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性 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光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的 答案： C 试题分析：牛顿的 “微粒说 ”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的 “光子说 ”认为光是一种量子化的物质光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，干涉
12、是波特有的现象 牛顿的 “微粒说 ”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的 “光子说 ”认为光是一种量子化的物质 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， 光的波粒二象性是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一 故 A、 B、 D错误， C对 考点 :光的波粒二象性 点评：光具有波粒二象性，这是现代物理学关于光的本性的认识，光的波粒二象性是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一 简答题 在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律？请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成 答案：见 试题分析：在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点根本不能预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相 间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波 考点 :双缝干涉实验 概率波 点评：单个光子所能到达的位置不能确定，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，单个光子所到达哪个位置是个概率问题，大量光子却表现出波动性，即光子到达哪个位置是一个概率问题，故此实验表明了光是一种概率波。
