2017-2018学年高中物理第十七章波粒二象性17.3粒子的波动性检测新人教版选修3-5

1、17.3 粒子的波动性新提升课时作业基础达标1 .下列说法中正确的是（）A. 质量大的物体，其德布罗意波波长短B. 速度大的物体，其德布罗意波波长短C. 动量大的物体，其德布罗意波波长短D. 动能大的物体，其德布罗意波波长短【解析】 由入=可知，德布罗意波波长与其动量成反比.p【答案】 C2 .下列哪组现象能说明光具有波粒二象性（）A. 光的反射和光的干涉B. 光的衍射和光的干涉C. 光的干涉和光电效应D. 以上三组现象都不行【解析】 光的干涉和光的衍射都说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，因而正确选项为 C.【答案】 C.A - _3 .如图所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方

2、安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光.那么在荧光屏上将看到（）A. 只有两条亮纹B. 有多条明暗相间的条纹C. 没有亮纹D. 只有一条亮纹【解析】 由于粒子源产生的粒子是微观粒子，大量粒子的行为表现为波动性，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B 正确.【答案】 B4.（多选）用极微弱的红光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图、-2 -（b）、（c）所示的图像，则（ ）-3 -A. 图像（a）表明光具有粒子性B. 图像（c）表明光具有波动性C. 用紫光观察不到类似的图像D. 用蓝光观察不到类似的图像【解析】 本题考查光是双缝干涉实验和光的波粒二

3、象性.（a）中是少量的光打在底板上,出现的是无规则的点子，显示出光是粒子性；（b）中延长光照时间，使大量光子打在底板上，出现了明暗相间的干涉条纹或衍射条纹，显示了光的波动性；（c）中用紫光仍可看到条纹，只是条纹宽度较窄.D 中用蓝光仍可看到条纹，只是条纹宽度比红光窄.【答案】 AB5关于物质波，下列说法正确的是（）A. 速度相等的电子和质子，电子的波长长B. 动能相等的电子和质子，电子的波长短C. 动量相等的电子和中子，中子的波长短D.甲电子速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长也是乙电子的3 倍h【解析】 由入=可知，动量大的波长短.电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长.电子与质子动能相

4、等时，由动量与动能的关系式p= 2mEk可知，电子的动量小，波长长.动量相等的电子和中子， 其波长应相等.如果甲、 乙两电子的速度远小于光速，甲的速 度是乙的三倍，甲的动量是乙的三倍，则甲的波长应是乙的【答案】 A6 实验表明电子也有波粒二象性，由于电子的粒子性比光强，故电子的波长比光的波长更短，电子和光相比，我们（）A. 更容易观察到明显的衍射现象和干涉现象B. 不容易观察到明显的衍射现象和干涉现象C. 不容易观察到明显的衍射现象，但容易观察到干涉现象D. 更容易观察到明显的衍射现象，但不容易观察到干涉现象【解析】 波动性越强越容易观察到明显的衍射和干涉，电子的波长比光的波长更短，13.何(

5、c)-4 -则不容易观察到明显的衍射现象和干涉现象.故选B.【答案】 B7 .人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如下所示的四个示意图表示的实验不能说明光具有波动性的是（）-5 -图中 A、B D 分别是单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验，干涉和衍射都是波的特有性质，因此单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验都说明光具有波动性图 C 是光电效应实验，说明了光的粒子性，不能说明光的波动性故选C.【答案】C8 如果一个中子和一个质量为10 g 的子弹都以 103m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？（中子的质量为 1.67X10一27kg）h【解析】 中子

6、的动量为：pi=mv,子弹的动量为：p2=mv,据入=石知中子和子弹的德布罗意波波长分另U为： 入1=, 入2= PiP2uu联立以上各式解得：入1= , 入2= mvmv将m=1.67x10 kg,v=1X10 m/s,一34_2h=6.63x10 Js,m=1.0 x10 kg代入上面两式可解得：入1=4.0 x10_10m,入2=6.63x10_35m.【答案】 4.0 x10_10m 6.63x10_35m能力提升1 （多选）利用金属晶格（大小约 10_10m）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

7、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的波长为入=/2meUC. 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【解析】0CD-6 -【解析】 得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A 正确；-7 -由德布罗意波波长公式hX=p，而动量p= . 2mEE= 2meUh从公式入=J可知,yl2meU加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显；用相同动能的质子替代电子,质子的波长变小，衍射现象相比电子不明显故C、D 错误.【答案】 AB2 20

8、02 年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊发现h入h入h入E= V，p=0 BE=-c，p=c2_【答案】3.（多选）关于物质波，下列说法正确的是A.电子衍射图样证明了物质波的正确性B.粒子的动量越大，其波动性越易观察C.粒子的动量越小，其波动性越易观察D.电子衍射图样中电子束物质波的波长与金属晶格大小可以比拟【解析】 衍射现象是波的特性，所以电子衍射图样可证明物质波是正确的,h=-知,p越大，入越小，不易发生衍射现象，所以 C 对，B 错；发生明显衍射的条件是波长 入与障碍物尺寸相差不多或比障碍物大，所以D 对.【答案】 ACD4 .电子和光一样具有波动性和粒子

9、性，它表现出波动的性质，就像X 射线穿过晶体时会产生衍射一样，这一类物质粒子的波动叫物质波.质量为m的电子以速度v运动时，这种物质波的波长可表示为 入=mv电子质量 m= 9.1x1031kg，电子电荷量e= 1.6x1019C,普了宇宙 X 射线源，X 射线是一种高频电磁波，若 X 射线在真空中的波长为 入，以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速，以E和p分别表示X 射线每个光子的能量和动量，则A.C.hcE=rhcp=0 DE=x，hp=x【解析】根据E=hv,且h入=_,c=P可得X射线每个光子的能量为:E=J个光子的动量为:hp=T.A 对；由p两式联立得B 正确;-8 -朗克常量h=

10、 6.63x10 J s.(1) 计算具有 100 eV 动能的电子的动量p和波长入.(2) 若一个静止的电子经2 500 V 电压加速，求能量和这个电子动能相同的光子的波长,并求该光子的波长和这个电子的波长之比.【解析】p=2mE=,2x9.1x10_31x100X1.6x10一19kgm/s一245.4x10 kgm/s,105.01x10 m,电子的动量p=mv=/2mE=,2x9.1x1031x2500 x1.6x1019kgm/s一232.7x10 kgm/s,h电子波长入=2.5x10 m,mv则入：入，=1: 20.【答案】(1)5.4x1024kg m/s 1.2x1010m5.光子的动量p与能量E的关系为p=E静止的原子核放出一个波长为普朗克常量为h,光在真空中传播的速度为c.求：(1) 质量为M的反冲核的速度为多少？(2) 反冲核运动时物质波的波长是多少？hh【解析】(1)由入=得p=，由光子与原子核组成的系统动量守恒，得0 =pMv,p入故v =p