2020-2021物理3-5课时分层作业6 粒子的波动性

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年人教版物理选修3-5课时分层作业6粒子的波动性课时分层作业(六)(时间:15分钟分值:50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分）1．（多选）能说明光具有波粒二象性的实验是（)A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光电效应C．光的衍射和康普顿效应D．光电效应和康普顿效应[解析］光的干涉和光的衍射只说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应只说明光具有粒子性,B、C正确．[答案]BC2．（多选)关于物质波,下列认识正确的是（）A．任何运动的物体(质点)都对应一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验证实了物质波假说是正确的C．电子的衍射实验证实了物质波假说是正确的D．宏观物体尽管可以看成物质波，但无法观察到其干涉、衍射等现象[解析］由德布罗意假说可判断选项A正确;X射线的衍射实验证实了X射线是波长很短的电磁波，故选项B错误；电子的衍射实验证实了电子具有波动性，故选项C正确；宏观物体对应的物质波的波长极短，实验室无法进行实验，选项D正确．[答案]ACD3．（多选）下列关于实物粒子的说法中正确的是（)A．向前飞行的子弹不具有波动性B．射击运动员之所以很难射中靶子，是因为子弹具有波动性C．子弹既具有粒子性，又具有波动性D．子弹具有波动性，但波长很短表现不出来［解析]运动的实物粒子具有波粒二象性，对子弹来说,其德布罗意波长很短，很难表现出波动性，子弹的波动性对射击的准确性没有任何影响，故C、D正确，A、B错误．［答案］CD4．（多选）关于光的波粒二象性的说法中，正确的是(）A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子,光波与机械波是同样的一种波C．当光和物质相互作用时表现出粒子性D．光在传播过程中表现出波动性［解析］光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，A错误；当光和物质作用时,是“一份一份”的,表现出粒子性,光的干涉、衍射又说明光是一种波,光既不同于宏观的粒子,也不同于宏观的波，B错误，C、D正确．[答案]CD5．X射线是一种高频电磁波,若X射线在真空中的波长为λ,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．E＝eq\f（hλ，c)，p＝0 B．E＝eq\f(hλ,c)，p＝eq\f（hλ,c2）C．E＝eq\f(hc，λ），p＝0 D．E＝eq\f（hc,λ）,p＝eq\f(h,λ)[解析］根据E＝hν，且λ＝eq\f(h，p)，c＝λν可得X射线每个光子的能量为E＝eq\f（hc,λ）,每个光子的动量为p＝eq\f（h，λ）.［答案]D6．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粒子性B．实验中电子束的德布罗意波波长为λ＝eq\f（h，\r（2meU))C．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]得到电子的衍射图样,说明电子具有波动性，A错误；由德布罗意波波长公式λ＝eq\f（h,p），而动量p＝eq\r（2mEk)＝eq\r（2meU）,两式联立得λ＝eq\f(h，\r（2meU）），B正确；从公式λ＝eq\f(h,\r（2meU））可知，加速电压越大，电子的波长越小,衍射现象就越不明显，C错误；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D错误．［答案］B二、非选择题（14分）7．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为λ，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上,飞船总质量为m.(1）求飞船加速度的表达式(光子动量p＝eq\f(h,λ))；（2）若太阳帆是黑色的,飞船的加速度又为多少？［解析]（1)光子垂直射到太阳帆上再反射,动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为F,单位时间打到太阳帆上的光子数为N，则N＝nS由动量定理有FΔt＝NΔt·2p所以F＝N·2p而光子动量p＝eq\f(h,λ)，所以F＝eq\f(2nSh,λ)由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a＝eq\f(F,m）＝eq\f（2nSh,mλ)。（2）若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射（被太阳帆吸收），光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为F′＝eq\f(nSh，λ），飞船的加速度a′＝eq\f（nSh，mλ).［答案](1）eq\f（2nSh