新教材2024-2025学年高中物理第6章波粒二象性第2节实物粒子的波粒二象性分层作业鲁科版选择性必修第三册

第2节实物粒子的波粒二象性A级必备学问基础练1.关于德布罗意物质波、量子理论、康普顿效应的学问,下列说法正确的是()A.依据德布罗意物质波理论,相同速度的电子与质子相比,电子的波长较短B.德布罗意物质波假说说明微观粒子就是一种波C.普朗克为了说明黑体辐射试验结果,提出了黑体辐射的能量是一份一份的量子理论D.康普顿散射试验结果仅说明光子具有能量2.下列说法正确的是()A.光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点B.光不具有波动性C.由于光既具有波动性,又具有粒子性,无法只用其中一种去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性D.实物粒子和光子一样都具有波粒二象性,所以实物粒子与光子是相同本质的物质3.假如一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们也相等的是()A.速度 B.动能C.动量 D.总能量4.1927年戴维孙和革末完成了电子衍射试验,该试验是荣获诺贝尔物理学奖的重大近代物理试验之一。如图所示是该试验装置的简化图,下列说法不正确的是()A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该试验说明物质波理论是正确的C.该试验再次说明光子具有波动性D.该试验说明实物粒子具有波动性5.(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉试验,随着时间的增加,在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像,则()A.图像甲表明光具有粒子性B.图像丙表明光具有波动性C.用紫外光视察不到类似的图案D.试验表明光是一种概率波6.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=hλc,B.E=hλc,C.E=hcλ,D.E=hcλ,7.要视察纳米级以下的微小结构,须要利用辨别率比光学显微镜更高的电子显微镜。有关电子显微镜的下列说法正确的是()A.它是利用了电子物质波的波长比可见光短,因此不简单发生明显衍射B.它是利用了电子物质波的波长比可见光长,因此不简单发生明显衍射C.它是利用了电子物质波的波长比可见光短,因此更简单发生明显衍射D.它是利用了电子物质波的波长比可见光长,因此更简单发生明显衍射8.任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之对应,波长是λ=hp,式中p是运动物体的动量,h是普朗克常量,人们把这种波叫作德布罗意波。现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2,二者相向正撞后粘在一起,已知|p1|<|p2|,则粘在一起的物体的德布罗意波长为B级关键实力提升练9.(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解,其中正确的是(A.微观粒子的动量不行能确定B.微观粒子的坐标不行能确定C.微观粒子的动量和坐标不行能同时确定D.不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子,也适用于其他宏观粒子10.(多选)频率为ν的光子,德布罗意波波长为λ=hp,能量为E,则光的速度为(A.Eλh B.pEC.Ep D.11.(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的试验规律可用光的波动性说明D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等12.金属晶体中晶格大小的数量级是10-10m。电子经电场加速,形成一电子束,电子束照耀该金属晶体时,获得明显的衍射图样。这个加速电场的电压约为多少?(已知电子的电荷量e=1.6×10-19C,质量m=0.90×10-30kg)13.科学家设想将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=hλ(2)若太阳帆是黑色的,飞船的加速度又为多少?

第2节实物粒子的波粒二象性1.C依据德布罗意物质波理论,物质波波长λ=hp2.C光的波动性和光的粒子性不同于宏观的机械波和粒子,属于微观世界,故A错误;光既具有波动性又具有粒子性,故B错误;光的波动性和粒子性是光的行为,即光具有波粒二象性,故C正确;实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象,但粒子是实物,而光则是传播着的电磁波,其本质不同,故D错误。3.C依据德布罗意波的波长公式λ=hp4.C亮条纹是电子到达概率大的地方,该试验说明物质波理论是正确的以及实物粒子具有波动性,该试验不能说明光子具有波动性,选项C说法不正确。5.ABD甲图可以看到的是光点,说明光具有粒子性,随着时间的增加,这些光点的排列体现了波的干涉的规律,说明光具有波动性,同时,这种规律是大量光点出现后才表现出来的,所以光是一种概率波,紫外光也具有波动性和粒子性,能视察到类似图像,故A、B、D正确,C错误。6.D依据E=hν,且λ=hp,c=λν可得X射线每个光子的能量为E=hcλ,每个光子的动量为7.A电子显微镜的辨别率比光学显微镜更高,是因为电子物质波的波长比可见光短,和可见光相比,电子物质波更不简单发生明显衍射,所以辨别率更高,故A正确。8.答案λ解析物体1的动量为p1=h物体2的动量为p2=h选取|p2|的方向为正方向,依据动量守恒可得,对撞后粘在一起的物体的动量为p3=p2-p1粘在一起的物体的德布罗意波长λ3=hp9.CD不确定性关系ΔxΔp≥h410.AC依据c=λν,E=hν,λ=hp,即可解得光的速度为Eλ11.AB光电效应现象、黑体辐射的试验规律都可以用光的粒子性说明,故A正确,C错误;热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性,故B正确;由德布罗意波长公式λ=hp和p2=2mEk12.答案153V解析据波长发生明显衍射的条件可知,当运动电子的德布罗意波波长与晶格大小差不多时,可以得到明显的衍射现象设加速电场的电压为U,电子经电场加速后获得的速度为v,对加速过程由动能定理得eU=12mv2 据德布罗意物质波理论知,电子的德布罗意波长λ=hp 其中p=mv ③解①②③方程组可得U=h2213.答案(1)2nShmλ解析(1)光子垂直射到太阳帆上再反射,动量改变量为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