2024-2025学年高中物理第十七章3粒子的波动性练习含解析新人教版选修3-5

PAGEPAGE43粒子的波动性基础巩固1.(多选)关于光的本性,下列说法正确的是()A.光子说并没有否定光的电磁说B.光电效应现象反映了光的粒子性C.光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性,少量光子产生的效果往往显示出波动性解析:光既有粒子性,又有波动性,但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说,它体现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律,而是自身体现的一种微观世界特有的规律。光子说和电磁说各自能说明光特有的现象,两者构成一个统一的整体,而微粒说和波动说是相互对立的。答案:AB2.下列说法正确的是()A.物质波属于机械波B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C.德布罗意认为任何一个运动的物体,小到电子、质子、中子,大到行星、太阳都有一种波与之相对应,这种波叫物质波D.宏观物体运动时,看不到它的衍射和干涉现象,所以宏观物体运动时不具有波动性解析:任何一个运动的物体都具有波动性,但因为宏观物体的德布罗意波波长很短,所以很难看到它的衍射和干涉现象,所以C项对,B、D项错;物质波不同于宏观意义上的波,故A项错。答案:C3.在历史上,最早证明德布罗意波存在的试验是()A.弱光衍射试验B.电子束在晶体上的衍射试验C.弱光干涉试验D.以上都不正确解析:最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射试验,故选项B正确。答案:B4.如图所示,当弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,同时与锌板相连的验电器铝箔有张角,则该试验()A.只能证明光具有波动性B.只能证明光具有粒子性C.只能证明光能够发生衍射D.证明光具有波粒二象性解析:弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,这是光的衍射,证明白光具有波动性;验电器铝箔有张角,说明锌板发生了光电效应现象,则证明光具有粒子性,所以该试验证明白光具有波粒二象性,D正确。答案:D5.在中子衍射技术中,常利用热中子探讨晶体的结构,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,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可以估算出德布罗意波长λ=1.82×10-10m的热中子的动量的数量级可能是()A.10-17kg·m/s B.10-18kg·m/sC.10-20kg·m/s D.10-24kg·m/s解析:依据德布罗意波长公式λ=hp得p=hλ=6.63×10-341可见,热中子的动量的数量级是10-24kg·m/s。答案:D6.(2024·江苏卷)质子(解析:由动量与动能的关系p=2mEk可知,Ek相同时,质量小的动量也较小,故质子的动量小于α粒子的动量。德布罗意波波长λ=hp,而p∝m,故答案:小于2∶17.电子经电势差为U=200V的电场加速,在v≪c的状况下,求此电子的德布罗意波长(me=9.1×10-31kg,e=1.6×10-19C,h=6.63×10-34J·s)。解析:已知12得λ=假如U=200V,则λ=8.70×10-2nm。答案:8.70×10-2nm实力提升1.用很弱的光做双缝干涉试验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不行能同时有两个光子存在,如图所示,不同数量的光子照耀到感光胶片上得到的照片。这些照片说明()A.光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C.少量光子的运动显示波动性,大量光子的运动显示粒子性D.少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性解析:光具有波粒二象性,这些照片说明少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性,故选项D正确。答案:D2.(多选)如图所示,电子束经过窄缝后,穿过特制的晶体材料,在涂有荧光的底板上视察到明暗相间的圆环。这是1927年戴维孙和汤姆孙完成的特别闻名的试验,二人因此荣获了诺贝尔物理学奖。关于此项试验的论述,下列说法正确的是()A.明暗相间的圆环是电子形成的衍射条纹B.此项试验证明白电子具有粒子性C.此项试验证明白电子具有波动性D.电子所具有的波动性与机械波没有区分解析:电子束经过窄缝后,发生衍射现象,明暗相间的圆环是电子形成的衍射条纹,故A正确;电子是实物粒子,能发生衍射现象,试验证明白电子具有波动性,这种波动性与机械波在本质上是不同的,故B、D错误,C正确。答案:AC3.★质量为m的粒子原来的速度为v,现将粒子的速度增大为2v,则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()A.保持不变 B.变为原来波长的2倍C.变为原来波长的D解析:由题知,粒子速度为v时,λ1=hmv;粒子速度为2v时,λ答案:C4.(多选)关于光的波粒二象性的理解正确的是()A.大量光子的行为往往表现出波动性,少量光子的行为往往表现出粒子性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.波粒二象性是光的根本属性,有时它的波动性显著,有时它的粒子性显著解析:大量光子的效果往往表现出波动性,少量光子的行为往往表现出粒子性,选项A正确;光在传播时波动性显著,光与物质相互作用时粒子性显著,选项B错误;频率高的光粒子性显著,频率低的光波动性显著,选项C错误;光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显,有时候表现出的波动性较明显,选项D正确。答案:AD5.下图为证明电子波存在的试验装置图。从F上漂出的热电子可认为初速度为零,所加加速电压U=104V,电子质量为m=0.91×10-30kg。电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金膜M上,发生衍射,结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹。试计算电子的德布罗意波波长。解析:电子加速