高中物理人教版5第十七章波粒二象性單元測試 第17章第3節(jié)

第十七章第三節(jié)基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～3題為單選題，4～6題為多選題)1．對于光的波粒二象性的說法中，正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140166)()A．一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光波與機械波是同樣的一種波C．光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的D．光是一種波，同時也是一種粒子，光子說并未否定電磁說，在光子能量ε＝hν中，頻率ν仍表示的是波的特性答案：D解析：光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性，當(dāng)光和物質(zhì)作用時，是“一份一份”的，表現(xiàn)出粒子性；單個光子通過雙縫后在空間各點出現(xiàn)的可能性可以用波動規(guī)律描述，表現(xiàn)出波動性。粒子性和波動性是光子本身的一種屬性，光子說并未否定電磁說。2．下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140167)()A．物質(zhì)波屬于機械波B．只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動性C．德布羅意認(rèn)為，任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波和它對應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波D．宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運動時不具有波動性答案：C解析：物質(zhì)波是一切運動著的物體所具有的波，與機械波性質(zhì)不同，宏觀物體也具有波動性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯而已，故只有C對。3．有關(guān)光的本性，下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140168)()A．光具有波動性，又具有粒子性，這是相互矛盾和對立的B．光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質(zhì)點C．大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性D．由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性答案：D解析：光在不同條件下表現(xiàn)出不同的行為，其波動性和粒子性并不矛盾，A錯、D對；光的波動性不同于機械波，其粒子性也不同于質(zhì)點，B錯；大量光子往往表現(xiàn)出波動性，個別光子往往表現(xiàn)出粒子性，C錯。4．頻率為ν的光子，德布羅意波長為λ＝eq\f(h,p)，能量為E，則光的速度為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140169)()A．eq\f(Eλ,h) B．pEC．eq\f(E,p) D．eq\f(h2,Ep)答案：AC解析：根據(jù)c＝λν，E＝hν，λ＝eq\f(h,p)，即可解得光的速度為eq\f(Eλ,h)或eq\f(E,p)。5．根據(jù)愛因斯坦“光子說”可知，下列說法錯誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140170)()A．“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說”B．光的波長越大，光子的能量越小C．一束單色光的能量可以連續(xù)變化D．只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性答案：ACD解析：愛因斯坦的“光子說”與牛頓的“微粒說”本質(zhì)不同，選項A錯誤。由E＝heq\f(c,λ)可知選項B正確。一束單色光的能量不能是連續(xù)變化，只能是單個光子能量的整數(shù)倍，選項C錯誤。光子不但具有波動性，而且具有粒子性，選項D錯誤。6．(河北正定中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140171)()A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等答案：AB解析：黑體輻射是光的反射問題，選項C錯誤；動能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的動量大，由德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)知，質(zhì)子的波長小，選項D錯誤。二、非選擇題7．如圖所示為證實電子波存在的實驗裝置，從燈絲F上漂出的熱電子可認(rèn)為初速度為零，所加加速電壓U＝104V，電子質(zhì)量為m＝×10－30kg。電子被加速后通過小孔K1和K2后入射到薄的金膜上，發(fā)生衍射，結(jié)果在照相底片上形成同心圓明暗條紋。試計算電子的德布羅意波長。eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140172)答案：×10－11解析：電子加速后的動能EK＝eq\f(1,2)mv2＝eU，電子的動量p＝mv＝eq\r(2mEk)＝eq\r(2meU)。由λ＝eq\f(h,p)知，λ＝eq\f(h,\r(2meU))，代入數(shù)據(jù)得λ≈×10－11m。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．電子顯微鏡的最高分辨率高達，如果有人制造出質(zhì)子顯微鏡，在加速到相同的速度情況下，質(zhì)子顯微鏡的最高分辨率將eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140173)()A．小于 B．大于C．等于 D．以上說法均不正確答案：A解析：顯微鏡的分辨能力與波長有關(guān)，波長越短其分辨率能力越強，由λ＝eq\f(h,p)知，如果把質(zhì)子加速到與電子相同的速度，質(zhì)子的波長更短，分辨能力更高。2．如圖所示，弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成亮暗相間的條紋，與鋅板相連的驗電器的鋁箔有張角，則該實驗不能證明eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140174)()A．光具有波動性 B．從鋅板上逸出帶正電的粒子C．光能發(fā)生衍射 D．光具有波粒二象性答案：B解析：該題巧妙地把光的衍射和光電效應(yīng)實驗綜合在一起，解題時應(yīng)從光的衍射、光電效應(yīng)、光的波粒二象性知識逐層分析，逸出的光電子應(yīng)帶負(fù)電。3．現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu)，為滿足測量要求，將顯微鏡工作時電子的德布羅意波長設(shè)定為eq\f(d,n)，其中n>1，已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計，則顯微鏡工作時電子的加速電壓應(yīng)為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140175)()A．eq\f(n2h2,med2) B．(eq\f(nd2h2,n2e3))eq\f(1,3)C．eq\f(d2h2,2men2) D．eq\f(n2h2,2med2)答案：D解析：由德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)知，p是電子的動量，則p＝mv＝eq\r(2meU)，而λ＝eq\f(d,n)，代入得U＝eq\f(n2h2,2med2)。故正確選項為D。4．為了觀察晶體的原子排列，可以采用下列方法：eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140176)(1)用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像(由于電子的物質(zhì)波波長很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，因此電子顯微鏡的分辨率高)；(2)利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣，進而分析出晶體的原子排列，則下列分析中正確的是()A．電子顯微鏡所利用的是電子的物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得多B．電子顯微鏡中電子束運動的速度應(yīng)很小C．要獲得晶體的X射線衍射圖樣，X射線波長要遠小于原子的尺寸D．中子的物質(zhì)波的波長可以與原子尺寸相當(dāng)答案：AD解析：由題目所給信息“電子的物質(zhì)波波長很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象”及發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件可知，電子的物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得多，A項正確；由信息“利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣”及發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件可知，中子的物質(zhì)波或X射線的波長與原子尺寸相當(dāng)，D項正確，C項錯。5．下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波長和頻率為1MHz的無線電波的波長，由表中數(shù)據(jù)可知eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140177)()質(zhì)量/kg速度/(m·s－1)波長/m彈子球×10－2×10－2×10－30電子×10－31×106×10－10無線電波(1MHz)×108×102A．要檢測彈子球的波動性幾乎不可能B．無線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動性C．電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動性D．只有可見光才有波動性答案：ABC解析：由于彈子球德布羅意波長極短，故很難觀察其波動性，而無線電波波長為×102m，所以通常表現(xiàn)出波動性，很容易發(fā)生衍射，而金屬晶體的晶格線度大約是10－10m數(shù)量級，所以波長為×10二、非選擇題6．任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與之對應(yīng)，波長是λ＝eq\f(h,p)，式中p是運動物體的動量，h是普朗克常量，人們把這種波叫做德布羅意波?，F(xiàn)有一個德布羅意波長為λ1的物體1和一個德布羅意波長為λ2的物體2，二者相向正撞后粘在一起，已知|p1|<|p2|，則粘在一起的物體的德布羅意波長為是多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140178)答案：eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)解析：由動量守理定律p2－p1＝(m1＋m2)v及p＝eq\f(h,λ)，得eq\f(h,λ2)－eq\f(h,λ1)＝eq\f(h,λ)，所以λ＝eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)。7．已知銫的逸出功為，現(xiàn)用波長為×10－7m的入射光照射金屬銫。eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140179)(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)？(2)若能發(fā)生光電效應(yīng)，求光電子的德布羅意波波長最短為多少。(電子的質(zhì)量為m＝×10－30kg答案：(1)能(2)×10－9解析：(1)入射光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝×10