高中物理 17.3 粒子的波动性活页规范训练 新人教版选修3-5

粒子的波动性(时间：60分钟)考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难波粒二象性1、23、4物质波5、6、78、910综合提升11、1213知识点一波粒二象性1．下列实验中，能证实光具有粒子性的是()．A．光电效应实验B．光的双缝干涉实验C．光的圆孔衍射实验D．泊松亮斑实验解析光电效应证明光具有粒子性，A正确．光的干涉和衍射可证明光具有波动性．B、C、D错误．答案A2．下列现象能说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．光的反射和光电效应D．泊松亮斑和光电效应解析光的色散、光的反射可以从波动性和粒子性两方面分别予以理解，故A、C选项错误．光的干涉、衍射现象只说明光的波动性，B选项错误．泊松亮斑能说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故D选项正确．答案D3．下列关于光的波粒二象性的理解，正确的是()．A．大量的光子中有些光子表现出波动性，有些光子表现出粒子性B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．高频光是粒子，低频光是波D．波粒二象性是光的属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著解析光的波粒二象性是光的属性，不论其频率的高低还是光在传播或者是与物质相互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的效果易呈现出波动性，个别光子的效果易表现出粒子性，光的频率越高，粒子性越强，光的频率越低，波动性越强，故A、B、C错误，D正确．答案D4．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．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性解析牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒，爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量，显然A错；干涉、衍射是波的特性，光能发生干涉说明光具有波动性，B正确；麦克斯韦根据光的传播不需要介质，以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等认为光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实了光的电磁说，C正确；光具有波动性与粒子性，称为光的波粒二象性，D正确．答案BCD知识点二物质波5．关于物质波，以下说法正确的是()．A．任何运动物体都具有波动性B．湖面上形成的水波就是物质波C．通常情况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道解析任何运动物体都具有波动性，选项A正确；湖面上形成的水波是机械波而不是物质波，选项B错误；电子的动量比质子的动量往往要小一些，由λ＝eq\f(h,p)知，电子的德布罗意波波长要长，选项C错误；由于电子的波动性，核外电子绕核运动不可能有确定的轨道，选项D正确．答案AD6．关于物质波，以下说法中正确的是()．A．任何一个物体都有一种波与之对应B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．动能相等的质子和电子相比，质子的物质波波长短D．宏观物体不会发生明显的衍射或干涉现象，所以没有物质波解析由德布罗意假设可知，任何一个运动着的物体都有一种波与之对应，故A对；绳上的波是机械波，B错；动能相等时，由p＝eq\r(2mEk)得质子动量大些，由λ＝eq\f(h,p)知质子物质波波长短，C对；宏观物质波波长太短，难以观测，但具有物质波，D错．答案AC7．下列说法中正确的是()．A．质量大的物体，其德布罗意波长短B．速度大的物体，其德布罗意波长短C．动量大的物体，其德布罗意波长短D．动能大的物体，其德布罗意波长短解析由物质波的波长λ＝eq\f(h,p)，得其只与物体的动量有关，动量越大其波长越短．答案C8．关于物质波，下列说法正确的是()．A．速度相等的电子和质子，电子的波长大B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小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倍解析由λ＝eq\f(h,p)可知动量大的波长小，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长大．电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式：p＝eq\r(2mEk)可知，电子的动量小，波长大．动量相等的电子与中子，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，则甲的波长应是乙的eq\f(1,3).答案A9．质量为m＝50kg的人，以v＝15m解析由公式λ＝eq\f(h,p)，p＝mv得此人的德布罗意波波长λ＝eq\f(h,mv)＝eq\f(6.63×10－34,50×15)m＝8.8×10－37m.答案8.8×10－3710．如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27kg解析中子的动量为p1＝m1v，子弹的动量为p2＝m2v，据λ＝eq\f(h,p)知中子和子弹的德布罗意波长分别为λ1＝eq\f(h,p1)，λ2＝eq\f(h,p2)，联立以上各式解得：λ1＝eq\f(h,m1v)，λ2＝eq\f(h,m2v).将m1＝1.67×10－27kg，v＝1×103m/s，h＝6.63×10－34Jm2＝1.0×10－2kg.代入上面两式可解得：λ1＝4.0×10－10m，λ2＝6.63×10－答案4.0×10－10m，6.63×10－11．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是()．A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性解析干涉和衍射是波特有的现象，由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线有波长变大的成分，并不能证实物质波理论的正确性，而A、B并不能说明粒子的波动性，证明粒子的波动性只能是C、D，故选项C、D正确．答案CD12．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m＝1.67×10－27kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10m的热中子的动能的数量级为A．10－17JB．10－19JC．10－21JD．10－24J解析德布罗意波理论中子动量p＝eq\f(h,λ)，中子动能Ek＝eq\f(p2,2m)＝eq\f(h2,2mλ2)，代入数据可估算出数量级10－21J.答案C13．金属晶体中晶格大小的数量级是10－10m.电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样．问这个加速电场的电压约为多少？(已知电子的电荷量为e＝1.6×10－19C，质量为m＝0.90×10－30解析据波长发生明显衍射的条件可知，当