高中物理 17.3 粒子的波動性活頁規(guī)范訓練 新人教版選修3-5

粒子的波動性(時間：60分鐘)考查知識點及角度難度及題號基礎(chǔ)中檔稍難波粒二象性1、23、4物質(zhì)波5、6、78、910綜合提升11、1213知識點一波粒二象性1．下列實驗中，能證實光具有粒子性的是()．A．光電效應實驗B．光的雙縫干涉實驗C．光的圓孔衍射實驗D．泊松亮斑實驗解析光電效應證明光具有粒子性，A正確．光的干涉和衍射可證明光具有波動性．B、C、D錯誤．答案A2．下列現(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．光的反射和光電效應D．泊松亮斑和光電效應解析光的色散、光的反射可以從波動性和粒子性兩方面分別予以理解，故A、C選項錯誤．光的干涉、衍射現(xiàn)象只說明光的波動性，B選項錯誤．泊松亮斑能說明光具有波動性，光電效應說明光具有粒子性，故D選項正確．答案D3．下列關(guān)于光的波粒二象性的理解，正確的是()．A．大量的光子中有些光子表現(xiàn)出波動性，有些光子表現(xiàn)出粒子性B．光在傳播時是波，而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子C．高頻光是粒子，低頻光是波D．波粒二象性是光的屬性，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著解析光的波粒二象性是光的屬性，不論其頻率的高低還是光在傳播或者是與物質(zhì)相互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的效果易呈現(xiàn)出波動性，個別光子的效果易表現(xiàn)出粒子性，光的頻率越高，粒子性越強，光的頻率越低，波動性越強，故A、B、C錯誤，D正確．答案D4．人類對光的本性的認識經(jīng)歷了曲折的過程．下列關(guān)于光的本性的陳述符合科學規(guī)律或歷史事實的是()．A．牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質(zhì)上是一樣的B．光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性C．麥克斯韋預言了光是一種電磁波D．光具有波粒二象性解析牛頓的“微粒說”認為光是一種物質(zhì)微粒，愛因斯坦的“光子說”認為光是一份一份不連續(xù)的能量，顯然A錯；干涉、衍射是波的特性，光能發(fā)生干涉說明光具有波動性，B正確；麥克斯韋根據(jù)光的傳播不需要介質(zhì)，以及電磁波在真空中的傳播速度與光速近似相等認為光是一種電磁波，后來赫茲用實驗證實了光的電磁說，C正確；光具有波動性與粒子性，稱為光的波粒二象性，D正確．答案BCD知識點二物質(zhì)波5．關(guān)于物質(zhì)波，以下說法正確的是()．A．任何運動物體都具有波動性B．湖面上形成的水波就是物質(zhì)波C．通常情況下，質(zhì)子比電子的波長長D．核外電子繞核運動時，并沒有確定的軌道解析任何運動物體都具有波動性，選項A正確；湖面上形成的水波是機械波而不是物質(zhì)波，選項B錯誤；電子的動量比質(zhì)子的動量往往要小一些，由λ＝eq\f(h,p)知，電子的德布羅意波波長要長，選項C錯誤；由于電子的波動性，核外電子繞核運動不可能有確定的軌道，選項D正確．答案AD6．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，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AC7．下列說法中正確的是()．A．質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長短B．速度大的物體，其德布羅意波長短C．動量大的物體，其德布羅意波長短D．動能大的物體，其德布羅意波長短解析由物質(zhì)波的波長λ＝eq\f(h,p)，得其只與物體的動量有關(guān)，動量越大其波長越短．答案C8．關(guān)于物質(zhì)波，下列說法正確的是()．A．速度相等的電子和質(zhì)子，電子的波長大B．動能相等的電子和質(zhì)子，電子的波長小C．動量相等的電子和中子，中子的波長小D．甲電子速度是乙電子的3倍，甲電子的波長也是乙電子的3倍解析由λ＝eq\f(h,p)可知動量大的波長小，電子與質(zhì)子的速度相等時，電子動量小，波長大．電子與質(zhì)子動能相等時，由動量與動能的關(guān)系式：p＝eq\r(2mEk)可知，電子的動量小，波長大．動量相等的電子與中子，其波長應相等．如果甲、乙兩電子的速度遠小于光速，甲的速度是乙的三倍，則甲的波長應是乙的eq\f(1,3).答案A9．質(zhì)量為m＝50kg的人，以v＝15m解析由公式λ＝eq\f(h,p)，p＝mv得此人的德布羅意波波長λ＝eq\f(h,mv)＝eq\f(6.63×10－34,50×15)m＝8.8×10－37m.答案8.8×10－3710．如果一個中子和一個質(zhì)量為10g的子彈都以103德布羅意波的波長分別是多長？(中子的質(zhì)量為1.67×10－27kg解析中子的動量為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)，聯(lián)立以上各式解得：λ1＝eq\f(h,m1v)，λ2＝eq\f(h,m2v).將m1＝1.67×10－27kg，v＝1×103m/s，h＝6.63×10－34Jm2＝1.0×10－2kg.代入上面兩式可解得：λ1＝4.0×10－10m，λ2＝6.63×10－答案4.0×10－10m，6.63×10－11．下列物理實驗中，能說明粒子具有波動性的是()．A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明了愛因斯坦的正確性B．通過測試多種物質(zhì)對X射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長變大的成分C．通過電子雙縫實驗，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象D．利用晶體做電子束衍射實驗，證實了電子的波動性解析干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，由于X射線本身就是一種波，而不是實物粒子，故X射線有波長變大的成分，并不能證實物質(zhì)波理論的正確性，而A、B并不能說明粒子的波動性，證明粒子的波動性只能是C、D，故選項C、D正確．答案CD12．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近．已知中子質(zhì)量m＝1.67×10－27kg，可以估算德布羅意波長λ＝1.82×10－10m的熱中子的動能的數(shù)量級為A．10－17JB．10－19JC．10－21JD．10－24J解析德布羅意波理論中子動量p＝eq\f(h,λ)，中子動能Ek＝eq\f(p2,2m)＝eq\f(h2,2mλ2)，代入數(shù)據(jù)可估算出數(shù)量級10－21J.答案C13．金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級是10－10m.電子束照射該金屬晶體時，獲得明顯的衍射圖樣．問這個加速電場的電壓約為多少？(已知電子的電荷量為e＝1.6×10－19C，質(zhì)量為m＝0.90×10－30解析據(jù)波長發(fā)生明顯衍射的條件可知，當