1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价十五光的波粒二象性(15分钟30分)一、选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分)1.下列说法正确的是()A.惠更斯提出的光的波动说与麦克斯韦的光的电磁说都是说光是一种波,其本质是相同的B.牛顿提出的光的微粒说与爱因斯坦的光子说都是说光是一份一份不连续的,其实质是相同的C.惠更斯的波动说与牛顿的微粒说都是说光具有波粒二象性D.爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性【解析】选D。惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不
2、同,前者仍将光看作机械波,认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的,而后者说光波只是电磁波而不是机械波,可以不借助于任何介质而传播,选项A不符合题意;牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的,前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的,而爱因斯坦提出的光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子,它只强调光的不连续性,光是由一份一份组成的,B选项不符合题意;惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体或模型提出的,是对立的、不统一的,C选项不符合题意;据光的波粒二象性知,爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性,D选项符合题意。2.科学研究证明,光
3、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,动量不守恒,且=B.能量不守恒,动量不守恒,且=C.能量守恒,动量守恒,且【解析】选C。能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律,适用于宏观世界也适用于微观世界。光子与电子碰撞时遵循这两个规律。光子与电子碰撞前光子的能量=h=h,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子,光子的能量=h=h,由可知,选项C正确。3.(多选)关于光的波粒二象性的下列说法中,不正确的是()A.光既有波动性,又有粒子性B.光的波粒二象性彻底推翻了光的电磁说C.光的波粒二象性学
4、说是把牛顿的微粒说和惠更斯的波动说相加得出的结论D.光的波粒二象性是一切微观粒子所普遍具有的二象性中的一个具体例子【解析】选B、C。光的波粒二象性是指光既具有波动性,又具有粒子性,不同于牛顿的微粒说中的粒子和惠更斯波动说中的波。二、非选择题(12分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)4.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m0c2,其中m0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9.1110-31 kg,普朗克常量h=6.6310-34 Js)【解析】一个电子的静止能量为m0c2,按题意h=m0c2光子的动量p=m0c=9.
5、1110-31 kg3108 m/s2.7310-22 kgm/s,光子的波长=2.410-12 m。答案:2.7310-22 kgm/s2.410-12 m(10分钟20分)5.(6分)光子有能量,也有动量,它也遵守有关动量的规律。如图所示,真空中有一“”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO 在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片,右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片。当用平行白光垂直照射这两个圆面时,关于此装置开始时转动情况(俯视)下列说法中正确的是()A.逆时针方向转动B.顺时针方向转动C.都有可能D.不会转动【解析】选A。白纸反射各种色光,故用平行白光垂直照射白纸片时光子会被反
6、弹回去,而黑纸面会吸收各种色光,即光子与黑纸片碰撞后具有相同的速度方向,结合动量守恒知光子与白纸片碰撞后,白纸片会获得较大速度,故此装置会逆时针方向转动(俯视)。故B、C、D选项错误,A正确。6.(14分)在实验室的一个密闭暗箱内,依次放置小灯泡(紧靠暗箱左壁)、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、感光胶片(紧靠暗箱右壁),如图所示。小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱,经多次曝光,感光胶片上“针尖造影”的周围,才出现非常清晰的衍射条纹。测量结果表明,每秒到达胶片的“光能量”为510-13 J。已知有效光波波长为500 nm,暗箱长度为1.2 m,设光子依次通过狭缝,普朗克常数为6.6310-34
7、 Js,求:(1)每秒到达胶片的光子数。(2)光束中“两相邻光子”先、后到达胶片的时间及其平均距离。(3)第(2)问的结果,能否支持光是“概率波”?请简要说明理由。【解题指南】解答本题时应把握以下两点:(1)“光能量”与光子能量的关系。(2)相邻两光子间的时间间隔相等。【解析】(1)设每秒到达胶片的“光能量”、光子的能量分别为E0、E,则依据已知条件、光子说等可得每秒到达胶片的光子数n=代入已知数据,可得n=1.26106(个)(2)所谓光子“依次”到达胶片,即光子一个一个地通过狭缝。已知暗箱长度L=1.2 m,则光束中两相邻光子先后到达胶片的时间t=8.010-7s两相邻光子的平均距离s=ct=2.4102m(3)分析第(2)问的结果,sL,可知在熏黑的玻璃“右侧”不可能同时有两个运动的光子,表明衍射条纹绝不是光子相互作用产生的,而是不同时刻到达胶片的许多光子、各自独立作用的积累效果。在胶片的衍射明纹、暗纹区,则分别表明光子到达该处的“机会”较大、较小,即光是一种“概率波”。答案:(1)1.26106(个)(2)8.010-7 s2.4102 m(3)见解析关闭Word文档返回原板块
