2024-2025学年高中物理第5章波与粒子3实物粒子的波粒二象性4“基本粒子”与恒星演化课时练习含解析鲁科版选修3-5

PAGE3-实物粒子的波粒二象性“基本粒子”与恒星演化(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)1.以下说法中正确的是 ()A.电子是实物粒子,运动过程中只能体现粒子性B.光子的数量越多,传播过程中其粒子性越明显C.光在传播过程中,只能显现波动性D.高速飞行的子弹由于德布罗意波长较短,故不会“失准”【解析】选D。依据德布罗意理论可知,实物同样具有波粒二象性,实物粒子的运动有特定的轨道,是因为实物粒子的波动性不明显而已,故A错误;大量光子的作用效果往往表现为波动性,故B错误;光子既有波动性又有粒子性,光在传播过程中,即可以表现波动性也可以表现粒子性,故C错误;高速飞行的子弹由于德布罗意波长较短,粒子性明显,故不会“失准”,故D正确。2.(多选)下列说法中正确的是 ()A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B.光的频率越大,波长越长C.光的波长越长,光子的能量越大D.光在真空中的传播速度为3.0×108【解析】选A、D。光既具有波动性又具有粒子性,A正确。由c=λν知B错。由爱因斯坦光子理论ε=hν,c=λν,知波长越长,光频率越小,光子能量越小,C错。任何光在真空中传播速度均为3.0×1083.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波长为 ()A. B.C. D.【解析】选A。中子的动量p1=,氘核的动量p2=,对撞后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长为λ3==,故A正确,B、C、D错误。4.正电子、负质子等都属于反粒子,它们跟一般电子、质子的质量、电荷量均相等,而电性相反。科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。1997年初和年底,欧洲和美国的科研机构先后宣布:他们分别制造出9个和7个反氢原子,这是人类探究反物质的一大进步。你推想反氢原子的结构是 ()A.由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B.由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C.由一个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成D.由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成【解析】选B。反氢原子的结构是由反粒子构成的物质,正电子、负质子等都属于反粒子。二、非选择题(10分)5.太阳内部持续不断地发生着4个质子H)聚变为1个氦核He)的热核反应,核反应方程是HHe+2X,这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3,真空中的光速为c。方程中的X表示________;这个核反应中质量亏损Δm=________;这个核反应中释放的核能ΔE=________。

【解析】据反应前后的质量数守恒和电荷数守恒可知,x为正电子e;质量亏损Δm=4m1-m2-2m3,释放的核能ΔE=Δmc2=(4m1-m2-2m3)c2答案:正电子e4m1-m2-2m3(4m1-m2-2m3)c(10分钟·20分)6.(6分)实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现粒子性的是()A.电子束通过双缝试验后可以形成干涉图样B.光电效应试验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关C.人们利用慢中子衍射来探讨晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构【解析】选B。电子束通过双缝试验后可以形成干涉图样,说明电子具有波动性,不能突出表现出粒子性,故A错误;光电效应试验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,光电效应说明光具有粒子性,故B正确;用慢中子衍射来探讨晶体的结构,说明中子可以产生衍射现象,具有波动性,故C错误;人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,说明电子可以产生衍射现象,具有波动性,故D错误。7.(14分)如图所示为示波管示意图,电子的加速电压U=104V,打在荧光屏上电子的位置确定在0.1mm范围内,可以认为令人满足,则电子的速度是否可以完全确定?是否可以用经典力学来处理?电子质量m=9.1×10【解析】Δx=10-4m,由ΔxΔp≥得,动量的不确定量最小值约为Δp≈10-31