阶段测试3 波粒二象性(一)
一、选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分．在每小题给出的四个选项中，第1～3题只有一项符合题目要求，第4～6题有多项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)
1．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( )
A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一
B．在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方
C．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强
D．频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强
【答案】C
【解析】光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故A错误；在衍射现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，并非光子不能到达的地方，故B错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C正确；光的粒子性和波动性与光子频率高低无关，故D错误．故选C．
2．关于光电效应，下列说法正确的是( )
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
【答案】A
【解析】金属材料的逸出功与其极限频率相对应，即W＝hν0，显然ν0越大，W越大，A对，只有当入射光的频率大于某种金属的极限频率，才能发生光电效应，B错，由光电效应方程mv2＝hν－W可知，从金属表面出来的光电子的最大初动能与入射光的频率或光子的能量hν有关，而某种金属的逸出功是确定的，与光子的最大初动能无关，C错．发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与入射光的光强有关，与频率无关，只要入射光的光强一定，单位时间内逸出的光电子数就一定，D错．
3．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(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( )
A．顺时针方向转动 B．逆时针方向转动
C．都有可能 D．不会转动
【答案】B
【解析】白纸片发射光子，光子的动量变化大，由动量定理知，光子对白纸片的冲击力大，B正确．
4．利用金属晶格(大小约为10－10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是( )
A．该实验说明了电子具有波动性
B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝
C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显
D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显
【答案】AB
【解析】能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，故A正确．
由Ue＝mv2得v＝ ，
动量p＝mv＝m ＝，
波长λ＝＝，故B对．
由上式可知，U越大，λ越小，衍射现象越不明显，故C错．用相同动能的质子代替电子时，由p＝可知，m变大，p变大，λ变小，衍射现象越不明显，故D错．故选A、B．
5．(2019年天津二模)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )
A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子的数目就越多
B．在白光下观察竖直放置的肥皂膜，呈现彩色条纹的干涉现象
C．阳光通过三棱镜形成彩色光带
D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同
【答案】BD
