高中物理人教版5第十七章波粒二象性 第十七章3粒子的波動性

第十七章波粒二象性3粒子的波動性1．下列各組現(xiàn)象能說明光具有波粒二象性的是()A．光的色散和光的干涉B．光的干涉和光的衍射C．泊松亮斑和光電效應(yīng)D．光的反射和光電效應(yīng)解析：光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波動性的證據(jù)，光電效應(yīng)說明光具有粒子性，光的反射和色散不能說明光具有波動性或粒子性，故選項C正確．答案：C2．關(guān)于光的本性，下列說法中正確的是()A．關(guān)于光的本性，牛頓提出“微粒說”，惠更斯提出“波動說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子C．光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性D．光的波粒二象性是將牛頓的粒子說和惠更斯的波動說真正有機地統(tǒng)一起來解析：光的波動性指大量光子在空間各點出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動規(guī)律來描述，不是惠更斯的波動說中宏觀意義下的機械波．光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一個光子，不是牛頓微粒說中的經(jīng)典微粒．某現(xiàn)象說明光具有波動性，是指波動理論能解釋這一現(xiàn)象．某現(xiàn)象說明光具有粒子性，是指能用粒子說解釋這個現(xiàn)象．要區(qū)分題中說法和物理史實與波粒二象性之間的關(guān)系．C正確，A、B、D錯誤．答案：C3．(多選)關(guān)于物質(zhì)波，下列認(rèn)識中錯誤的是()A．任何運動的物體(質(zhì)點)都伴隨一種波，這種波叫物質(zhì)波B．X射線的衍射實驗，證實了物質(zhì)波假設(shè)是正確的C．電子的衍射實驗，證實了物質(zhì)波假設(shè)是正確的D．宏觀物體盡管可以看作物質(zhì)波，但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象解析：由德布羅意物質(zhì)波理論知，任何一個運動的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與之相對應(yīng)，這種波就叫物質(zhì)波，可見，A選項是正確的；由于X射線本身就是一種波，而不是實物粒子，故X射線的衍射現(xiàn)象并不能證實物質(zhì)波理論的正確性，即B選項錯誤；電子是一種實物粒子，電子的衍射現(xiàn)象表明運動著的實物粒子具有波動性，故C選項是正確的；由電子穿過鋁箔的衍射實驗知，少量電子穿過鋁箔后所落位置是散亂的，無規(guī)律的，但大量電子穿過鋁箔后落的位置則呈現(xiàn)出衍射圖樣，即大量電子的行為表現(xiàn)出電子的波動性，故C選項正確．干涉、衍射是波的特有現(xiàn)象，只要是波，都會發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，故選項D錯誤．綜合以上分析知，本題應(yīng)選B、D.答案：BD4．電子經(jīng)電勢差為U＝220V的電場加速，在v?c的情況下，求此電子的德布羅意波長(已知：電子質(zhì)量為×10－31kg，電子電荷量為×10－19解析：在電場作用下eq\f(1,2)mv2＝eU，得v＝eq\r(\f(2eU,m))，根據(jù)德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)得λ＝eq\f(h,mv)＝eq\f(h,\r(2meU))＝eq\f,\r(U))nm.由于電壓U＝220V，代入上式得λ＝eq\f,\r(220))nm＝×10－2nm＝×10－11m.答案：×10－111．在歷史上，最早證明了德布羅意波存在的實驗是()A．弱光衍射實驗B．電子束在晶體上的衍射實驗C．弱光干涉實驗D．以上選項都不正確解析：根據(jù)課本知識我們知道，在歷史上，最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射實驗，故B正確．答案：B2．(多選)關(guān)于物質(zhì)波，以下說法中正確的是()A．任何一個物體都有一種波與之對應(yīng)B．抖動細繩一端，繩上的波就是物質(zhì)波C．動能相等的質(zhì)子和電子相比，質(zhì)子的物質(zhì)波波長短D．宏觀物體不會發(fā)生明顯的衍射或干涉現(xiàn)象，所以沒有物質(zhì)波解析：由德布羅意假設(shè)可知，任何一個運動著的物體都有一種波與之對應(yīng)，故A對；繩上的波是機械波，B錯；動能相等時，由p＝eq\r(2mEk)得質(zhì)子動量大些，由λ＝eq\f(h,p)知質(zhì)子物質(zhì)波波長短，C對；宏觀物質(zhì)波波長太短，難以觀測，但具有物質(zhì)波，D錯．答案：AC3．2023年諾貝爾物理學(xué)獎中的一項是獎勵美國科學(xué)家賈科尼和日本科學(xué)家小柴昌俊發(fā)現(xiàn)了宇宙X射線源．X射線是一種高頻電磁波，若X射線在真空中的波長為λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以ε和p分別表示X射線每個光子的能量和動量，則()A．ε＝eq\f(hλ,c)，p＝0 B．ε＝eq\f(hλ,c)，p＝eq\f(hλ,c2)C．ε＝eq\f(hc,λ)，p＝0 D．ε＝eq\f(hc,λ)，p＝eq\f(h,λ)解析：根據(jù)ε＝hν，且λ＝eq\f(h,p)，c＝λν可得X射線每個光子的能量為ε＝eq\f(hc,λ)，每個光子的動量為p＝eq\f(h,λ).答案：D4．在下列各組所說的兩個現(xiàn)象中，都表現(xiàn)出光具有粒子性的是()A．光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象B．光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象C．光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象D．光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)解析：本題考查光的性質(zhì)．干涉、衍射、偏振都是光的波動性的表現(xiàn)，只有光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)是光的粒子性的表現(xiàn)，D正確．答案：D5．人類對光的本性認(rèn)識的過程中先后進行了一系列實驗，如下所示的四個示意圖表示的實驗不能說明光具有波動性的是()解析：圖中A、B、D分別是單縫衍射實驗、雙孔干涉實驗和薄膜干涉的實驗，干涉和衍射都是波的特有性質(zhì)，因此單縫衍射實驗、雙孔干涉實驗和薄膜干涉的實驗都說明光具有波動性，故A、B、D正確．C是光電效應(yīng)實驗，說明了光的粒子性，不能說明光的波動性．故選C.答案：C6．一顆質(zhì)量為10g的子彈，以200m/s的速度運動著，則由德布羅意波長公式計算，要使這顆子彈發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象A．×10－10m B．×10－C．×10－34m D．解析：運動著的子彈對應(yīng)的物質(zhì)波波長λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)＝eq\f×10－34,10×10－3×200)m＝×10－34m.由發(fā)生明顯衍射的條件知，C正確．答案：C7．如果一個中子和一個質(zhì)量為10g的子彈都以103m/s的速度運動，則它們的德布羅意波的波長分別是多長(中子的質(zhì)量為×10－解析：本題考查德布羅意波長的計算．任何物體的運動都對應(yīng)著一個波長，根據(jù)公式λ＝eq\f(h,p)不難求得結(jié)果．中子的動量為p1＝m1v，子彈的動量為p2＝m2v，據(jù)λ＝eq\f(h,p)知中子和子彈的德布羅意波長分別為：λ1＝eq\f(h,p1)，λ2＝eq\f(h,p2