2019学年高中物理人教版选修3-5练习：17波粒二象性4、5

1、05 课后课时精练JICHLUIMGUAN 1 1 .下列说法中准确的是（）（）A A .光波和物质波都是概率波B.B. 实物粒子不具有波动性C C .光的波动性是光子之间相互作用引起的D.D. 光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹， 光子在空间出现的 概率可以通过波动规律确定E.E. 粒子的动量越大，其波动性越易观察F.F. 因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线解析：实物粒子也具有波动性，B B 错，光的波动性并不是由光子 之间的相互作用引起的，C C 错，实物粒子的波动性不是指其轨迹是波 浪线，F F 错。粒子动量越大，波长越短波动性越不明显， D D 错。答案：ADAD2.2. 相关经

2、典物理学中的粒子，下列说法准确的是 （）（）A A .有一定的大小，但没有一定的质量B B.有一定的质量，但没有一定的大小C C .既有一定的大小，又有一定的质量D D.有的粒子还有一定量的电荷解析：根据经典物理学关于粒子的理论定义得 C C、D D 准确。答案：CDCD3.3. 根据不确定性关系z 护4 4n判断下列说法准确的是（）（）A.A. 采取办法提升测量Ax x 精度时，ApAp 的精度下降B.B. 采取办法提升测量Ax x 精度时，AP的精度上升C.C.Ax x 与 ApAp 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备相关D.D.Ax x 与AP测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关解

3、析：不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相对 应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测 量仪器及测量方法是完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法， 都不可能逾越不确定关系所给出的限度。故 A A、D D 准确。答案：ADAD4.4. 如下图所示，弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成亮暗 相间的条纹，与锌板相连的验电器的铝箔有张角，则该实验不能证明A A .光具有波动性B B.从锌板上逸出带正电的粒子C C .光能发生衍射D D .光具有波粒二象性解析：在锌板形成明暗相间的条纹，证明光发生了衍射，也说明 了光具有波动性，与锌板相连的验电器的铝箔有张角，证明了光电

4、效 应的发生，说明了光粒子性的一面，所以，证明了光具有波粒二象性。答案：B B5.5. 经 150150 V V 电压加速的电子束沿同一方向射出，穿过铝箔后射到 其后的屏上，则（）（）A A .所有电子的运动轨迹均相同B B.所有电子到达屏上的位置坐标均相同C C .电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D D.电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描 述它的位置解析：电子属于微观粒子，由不确定关系可知 A A、B B、C C 均错。电 子被加速后其德布罗意波波长 A Ah h- 1 1X1010-1010m m,穿过铝箔时发生衍P P射。电子到达屏上的位置受波动规律支配，只

5、能通过概率波进行统计 性的描述，D D 准确。答案：D D6.6. 人类对光的本性的认识经历了曲折的过程，下列关于光的本性 的陈述符合科学规律或历史事实的是（）（）A A .牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C C .麦克斯韦预言光是一种电磁波D D.光具有波粒二象性解析： 牛顿的“微粒说”的对象依然局限在宏观粒子上， 与爱因 斯坦的“光子说”本质上完全不同；光的双缝干涉实验显示了光具有 波动性特征，即具有波动性；麦克斯韦预言了光是一种电磁波，且为 横波，建立了波动学的完美理论；光具有波粒二象性。答案：BCDBCD7.7. 质量为 1

6、010 g g、速度为 300300 m/sm/s 在空中飞行的子弹，其德布罗意 波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能够看到子弹上下或左右颤动着前 进，在空间中描绘出正弦曲线或其他周期性曲线？h h6.636.63X101034解析：匸 P P=1 1X1010-2 2X3 3X10102 2m=2 2 21x10 m。因子弹的德布罗意波长太短，无法观察到其波动性，所以不会看 到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵 从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动。答案：见解析*NENBLMINGUIAN 能力精练

7、8 8.下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率 为 1 1 MHMHz z的无线电波的波长。根据表中数据可知()()质量/kg/kg速度 /(m/(m s s1 1) )波长/m/m弹子球2.02.0X1010_2 21.01.0X10102 23.33.3X1010-3030电子(100(100 eV)eV)9.19.1X1010-31315.05.0X10106 61.21.2X1010-1010无线电波(1(1 MHz)MHz)3.03.0X10108 83.03.0X10102 2A.A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B.B. 无线电波通常只能表现出波动性C C .电子

8、照射到金属晶体上能观察到它的波动性D D .只有可见光才有波粒二象性解析：弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A A 对；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性， B B 对；电子波长与 金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性， C C 对; 由物质波理论知，D D 错。答案：ABCABC9 9关于电子的运动规律，以下说法准确的是 ( ( ) )A A.电子如果表现粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B B.电子如果表现粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C C 电子如果表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间

9、分布的概率遵循波动规律D D.电子如果表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律解析：因为运动对应的物质波是概率波，少量电子表现出粒子性， 无法用轨迹描述其运动，其运动也不遵循牛顿运动定律， A A、B B 错误； 大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，可确定电子在某点 附近出现的概率，且概率遵循波动规律， C C 准确， D D 错误。答案：C C1010. 2020 世纪 2020 年代，剑桥大学学生 G G泰勒做了一个实验。在一 个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片， 整个装置如下图所示。小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微 弱，经

10、过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍 射条纹，泰勒对这张照片的平均黑度进行了测量，得出每秒到达底片 的能量是 5 5X1010_1313J J。(1)(1)假定起作用的光波波长约为 500500 nmnm,计算从一个光子到来和下 一个光子到来所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距 离；(2)(2)如果当时实验用的箱子长为 1.21.2 m m，根据的计算结果，能否 找到支持光是概率波的证据？解析：(1)(1)对于 匕 500500 nmnm 的光子能量为8.c.c _343 3 0 0X10108_ -佃佃.尸 h hv=h h=6 6 6363X1010X9J J

11、=4.04.0X1010 J J。入500500X1010E E 5 5X10101313所以每秒到达底片的光子数为 n n=4 4XXKp=1 25X曲如果光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时 间间隔是1 1 s s 1 1 s s7&=A=A= 125125X10106=8 0X10s s两相邻光子间平均距离为 s s= cAtcAt = 3.03.0X10108 8X8.08.0X1010-7 7m m =22.42.4X1010 m m。(2)(2)由(1)(1)的计算结果可知，两光子间距有 2.42.4X10102 2m m,而箱子长只 有 1 1 2m,2m,所以，在箱子里不可能有两个