第2章 第3節(jié)　康普頓效應(yīng)及其解釋 第4節(jié)　光的波粒二象性 學(xué)業(yè)分層測評6

1、.學(xué)業(yè)分層測評六建議用時(shí)：45分鐘學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1多項(xiàng)選擇以下說法正確的選項(xiàng)是 A概率波就是機(jī)械波B物質(zhì)波是一種概率波C概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干預(yù)和衍射現(xiàn)象D在光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)有一個(gè)光子，那么無法確定這個(gè)光子落在哪個(gè)點(diǎn)上【解析】機(jī)械波是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，而概率波是粒子所到達(dá)區(qū)域的機(jī)率大小可以通過波動(dòng)的規(guī)律來確定，故其本質(zhì)不同，A、C錯(cuò)，B對；由于光是一種概率波，光子落在哪個(gè)點(diǎn)上不能確定，D對【答案】BD2多項(xiàng)選擇在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光侵占從單縫射入的整個(gè)光強(qiáng)的95%以上假設(shè)如今只讓一個(gè)光子能通過單縫，那么該光子 【導(dǎo)學(xué)號：55272052】A一定落在中央亮紋處B可能

2、落在亮紋處C可能落在暗紋處D落在中央亮紋處的可能性最大【解析】根據(jù)光的概率波的概念，對于一個(gè)光子通過單縫落在何處，是不可確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可達(dá)95%以上當(dāng)然也可能落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，只不過落在暗處的概率很小而已，故只有B、C、D正確【答案】BCD3關(guān)于光的波粒二象性，以下說法中正確的選項(xiàng)是A光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越容易看到B光的頻率越高，粒子性越顯著C大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性D光的波粒二象性否認(rèn)了光的電磁說【解析】光具有波粒二象性，波粒二象性并不否認(rèn)光的電磁說，只是說某些情況下粒子性明顯，某些情況下波動(dòng)性明顯，故D錯(cuò)誤光的頻率越高，波長越短，粒子性越明

3、顯，波動(dòng)性越不明顯，越不易看到其衍射現(xiàn)象，故B正確，A錯(cuò)誤大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，故C錯(cuò)誤【答案】B4對光的認(rèn)識，以下說法不正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號：55272053】A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B光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的互相作用引起的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)，就不具有波動(dòng)性了D光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某些場合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，在某些場合下光的粒子性表現(xiàn)明顯【解析】光是一種概率波，少量光子的行為易顯示出粒子性，而大量光子的行為往往顯示出波動(dòng)性，A選項(xiàng)正確；光的波動(dòng)性不是由光子之間

4、的互相作用引起的，而是光的一種屬性，這已被弱光照射雙縫后在膠片上的感光實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，B選項(xiàng)正確；粒子性和波動(dòng)性是光同時(shí)具備的兩種屬性，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確【答案】C5為了驗(yàn)證光的波粒二象性，在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中將光屏換成照相底片，并設(shè)法減弱光的強(qiáng)度，以下說法不正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號：55272054】A使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)裝置的狹縫，假如時(shí)間足夠長，底片上將出現(xiàn)雙縫干預(yù)圖樣B大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示出光的粒子性C個(gè)別光子的運(yùn)動(dòng)顯示出光的粒子性D大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律顯示出光的波動(dòng)性【解析】單個(gè)光子運(yùn)動(dòng)具有不確定性，大量光子落點(diǎn)的概率分布遵循一定規(guī)律，顯示出光的波動(dòng)性使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫，

5、假如時(shí)間足夠長，底片上會(huì)出現(xiàn)明顯的干預(yù)圖樣，A、D正確，C錯(cuò)誤；由光的波粒二象性知，個(gè)別光子的運(yùn)動(dòng)顯示出光的粒子性，C正確【答案】B6關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以下說法正確的選項(xiàng)是 A電子假如表現(xiàn)粒子性，那么無法用軌跡來描繪它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律B電子假如表現(xiàn)粒子性，那么可以用軌跡來描繪它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律C電子假如表現(xiàn)波動(dòng)性，那么無法用軌跡來描繪它們的運(yùn)動(dòng)，空間分布的概率遵循波動(dòng)規(guī)律D電子假如表現(xiàn)波動(dòng)性，那么可以用軌跡來描繪它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律【解析】由于運(yùn)動(dòng)對應(yīng)的物質(zhì)波是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無法用軌跡描繪其運(yùn)動(dòng)，也不遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律，A、B錯(cuò)誤；

6、大量電子表現(xiàn)出波動(dòng)性，無法用軌跡描繪其運(yùn)動(dòng)，可確定電子在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率，且概率遵循波動(dòng)規(guī)律，C正確，D錯(cuò)誤【答案】C7多項(xiàng)選擇物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，假設(shè)減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，假如曝光時(shí)間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)那么的點(diǎn)子；假如曝光時(shí)間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)那么的干預(yù)條紋，對這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有以下認(rèn)識，其中不正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號：55272055】A單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道B干預(yù)條紋中亮堂的部分是光子到達(dá)時(shí)機(jī)較多的地方C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出波動(dòng)性D只有個(gè)別光子的行為才能表現(xiàn)出波動(dòng)性【解析】光波是

7、概率波，單個(gè)光子沒有確定的軌道，其到達(dá)某點(diǎn)的概率受波動(dòng)規(guī)律支配，少數(shù)光子落點(diǎn)不確定表達(dá)粒子性，大量光子的行為符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，受波動(dòng)規(guī)律支配，才表現(xiàn)出波動(dòng)性，出現(xiàn)干預(yù)中的亮紋或暗紋，故D錯(cuò)誤，A、C正確；干預(yù)條紋中的亮紋處是光子到達(dá)時(shí)機(jī)多的地方，暗紋處是光子到達(dá)時(shí)機(jī)少的地方，但也有光子到達(dá)，故B正確【答案】D8紫外線光子的動(dòng)量為.一個(gè)靜止的O3吸收了一個(gè)紫外線光子后沿著_方向運(yùn)動(dòng)【解析】由動(dòng)量守恒定律知，吸收了紫外線光子的O3分子與光子原來運(yùn)動(dòng)方向一樣【答案】光子原來運(yùn)動(dòng)的才能提升9多項(xiàng)選擇關(guān)于光的波粒二象性，以下說法正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號：55272056】A光的粒子性說明每個(gè)光子就像一個(gè)極小的

8、球體B光是波，與橡皮繩上的波相似C光的波動(dòng)性是大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，在干預(yù)條紋中，那些光強(qiáng)度大的地方，光子到達(dá)的概率大D在宏觀世界中波動(dòng)性和粒子性是對立的，在微觀世界是可以統(tǒng)一的【解析】由于波動(dòng)性和粒子性是光同時(shí)具有的兩種屬性，不同于宏觀觀念中的波和粒子，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤在干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，光強(qiáng)度大的地方即為光子到達(dá)概率大的地方，表現(xiàn)為亮紋；光強(qiáng)度小的地方即為光子到達(dá)概率小的地方，表現(xiàn)為暗紋，故C選項(xiàng)正確在宏觀世界中，牛頓的“微粒說與惠更斯的“波動(dòng)說是互相對立的，只有在微觀世界中，波動(dòng)性與粒子性才能統(tǒng)一，故D選項(xiàng)正確【答案】CD10白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對太陽光散射的結(jié)果美國物理學(xué)家康

9、普頓由于在這方面的研究而榮獲了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)假設(shè)一個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子碰撞以后，電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一方向散射出去，那么這個(gè)散射光子跟原來的光子相比光子能量變_，波長變_【解析】光子與電子碰撞時(shí)，遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，自由電子被碰前靜止，被碰后動(dòng)量、能量增加；所以光子的動(dòng)量、能量減小，頻率變小，波長變大【答案】小大11如圖2­3­3是一個(gè)粒子源產(chǎn)生某種粒子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過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什么現(xiàn)象？圖2­3­3【解析】由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子

10、，它的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)性支配，對大量粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)屏上的某點(diǎn)的概率，可以用波的特征進(jìn)展描繪，即產(chǎn)生雙縫干預(yù)，在屏上將看到干預(yù)條紋【答案】有多條明暗相間的條紋12光具有波粒二象性，光子的能量h，其中頻率表示波的特征，在愛因斯坦提出光子說之后，法國物理學(xué)家德布羅意提出了光子動(dòng)量p與光波波長的關(guān)系p.假設(shè)某激光管以P60 W的功率發(fā)射波長663 nm的光束，試根據(jù)上述理論計(jì)算：1該管在1 s內(nèi)發(fā)射出多少個(gè)光子？2假設(shè)光束全部被某黑體外表吸收，那么該黑體外表所受到光束對它的作用力F為多大？ 【導(dǎo)學(xué)號：55272057】【解析】1光子不僅有能量，而且有動(dòng)量，照射物體時(shí)，產(chǎn)生的作用力可根據(jù)動(dòng)量定理求解設(shè)在時(shí)間t內(nèi)

11、發(fā)射出的光子數(shù)為n，光子頻率為，每個(gè)光子的能量h，所以Pt1 s而解得n個(gè)2.0×1020個(gè)2在時(shí)間t內(nèi)激光管發(fā)射出的光子全部被黑體外表吸收，光子的末動(dòng)量變?yōu)榱悖瑩?jù)題中信息可知，n個(gè)光子的總動(dòng)量為p總npn.根據(jù)動(dòng)量定理有F·tp總，解得黑體外表對光子束的作用力為F N2.0×107 N.又根據(jù)牛頓第三定律，光子束對黑體外表的作用力FF2.0×107 N.【答案】12.0×102022.0×107 N13科學(xué)家設(shè)想將來的宇航事業(yè)中利用太陽帆來加速星際飛船，設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到的光子數(shù)為n，光子平均波長為，太陽帆面積為S，反射率100%，設(shè)太陽光垂直射到太陽帆上，飛船總質(zhì)量為m.1求飛船加速度的表達(dá)式光子動(dòng)量p；2假設(shè)太陽帆是黑色的，飛船的加速度又為多少？【解析】1光子垂直射到太陽帆上再反射