光的波粒二象性知识点题库

下列说法中正确的是（　　）

A . 光波是电磁波 B . 干涉现象说明光具有粒子性 C . 光电效应现象说明光具有波动性 D . 光的偏振现象说明光是纵波

能正确解释黑体辐射实验规律的是（　　）

A . 能量的经典连续理论 B . 普朗克提出的能量量子化理论 C . 牛顿提出的微粒说 D . 以上三种理论体系任何一种都能解释

光的波动说的实验基础是，光子说的实验基础是，现在人们对光的本性的认识是．

关于光的波粒二象性的理解正确的是（）

A . 大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性 B . 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C . 高频光是粒子，低频光是波 D . 波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著

以下说法中正确的是（）

A . 光波是概率波，物质波不是概率波 B . 实物粒子不具有波动性 C . 实物粒子也具有波动性，只是不明显 D . 光的波动性是光子之间相互作用引起的

在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（）

A . 光的折射现象、偏振现象 B . 光的反射现象、干涉现象 C . 光的衍射现象、色散现象 D . 光电效应现象、康普顿效应

下列叙述的情况中正确的是（）

A . 光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样 B . 光是波，但与宏观概念的波有本质的区别 C . 光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的 D . 光子在空间各点出现的可能性大小．概率可以用波动的规律来描述

对光的认识，下列说法中正确的是（）

A . 个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性 B . 光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的 C . 光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了 D . 光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显

人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.63×10^－34J·s，光速为3.0×10⁸m /s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）

A . 2.3×10^－18W B . 3.8×10^－19W C . 7.0×10^－10W D . 1.2×10^－18W

阅读如下资料并回答问题：

自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射与温度有关，因此被称为热辐射．热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．

处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P₀＝σT⁴ ，其中常量σ＝5.67×10^－8 W/（m²·K⁴）．

在下面的问题中，把研究对象都简单地看成黑体．

有关数据及数学公式：太阳半径R_S＝6.96×10⁵ km，太阳表面温度T＝5 770 K，火星半径r＝3 395 km，球面积S＝4πR² ，其中R为球的半径．

（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10^－7～1×10^－5 m范围内，求相应的频率范围．
（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？
（3）火星受到来自太阳的辐射可以认为垂直射到面积为πr²（r为火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．

下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是（）

A . 通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性 B . 通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分 C . 通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象 D . 利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性

为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：

⑴用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像（由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高）；

⑵利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列

则下列分析中正确的是（）

A . 电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多 B . 电子显微镜中电子束运动的速度应很小 C . 要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸 D . 中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当

下列说法正确的是（）

A . 结合能越大的原子核越稳定 B . 玻尔的跃迁假设是根据α粒子散射实验分析得出的 C . 光电效应揭示了光具有粒子性，康普顿效应揭示了光具有波动性 D . β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明，光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子（即一个个有确定能量和动量的“光子”）组成的。人们意识到，光既具有波动性，又具有粒子性。（c为光速，h为普朗克常量）

（1）物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子，他提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，粒子的能量E和动量p跟它所对应波的频率v和波长λ之间也遵从如下关系： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。请依据上述关系以及光的波长公式，试推导单个光子的能量E和动量p间存在的关系；
（2）我们在磁场中学习过磁通量 $\text{[math]}$ ，其实在物理学中有很多通量的概念，比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量 $\text{[math]}$ 表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为 $\text{[math]}$ 。
①光子具有能量。一束波长为λ的光垂直照射在面积为S的黑色纸片上，其辐射通量为 $\text{[math]}$ ，且全部被黑纸片吸收，求该束光单位体积内的光子数n；

②光子具有动量。当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小，并判断若将黑纸片换成等大的白纸片，该束光对白纸片的压力有何变化。

按照玻尔理论，氢原子处于高能级时，电子绕核运动的动能（选填“较大”或“较小”），若电子质量为m，动能为 $\text{[math]}$ ，其对应的德布罗意波长为（普朗克常量为h）。

关于下列四幅图说法正确的是（）

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A . 图a中光电效应实验说明了光具有粒子性 B . 图b中电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有粒子性 C . 图c中α粒子散射实验说明原子质量均匀分布在整个原子中 D . 图d中氢原子的能级图说明氢原子只能处于一系列分立的能量状态中

关于光的本性，下列说法中正确的是（）

A . 光电效应现象表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B . 光电效应实验中，只有光的强度足够大时，才能观察到光电流 C . 康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量 D . 光在传播过程中表现为粒子性，在于物质相互作用时表现为波动性

2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（）

A . 是计算机运算的一种程序 B . 表示运算速度的一个单位 C . 表示微观世界的不连续性观念 D . 类似于质子、中子的微观粒子

下列关于波粒二象性和原子物理知识，表述正确的是（）

A . 普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性 B . 重核裂变的过程出现质量亏损，释放能量 C . 天然放射性现象的发现使人们认识到原子是可以再分的 D . $\text{[math]}$ 的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能变短

一点光源以 $\text{[math]}$ 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为 $\text{[math]}$ 的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为 $\text{[math]}$ 个。普朗克常量为 $\text{[math]}$ 。R约为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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