2016-2017学年高中物理 第十七章 波粒二象性新人教版选修3-5_2

1 第十七章 波粒二象性 3 粒子的波动性 1下列各组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泊松亮斑和光电效应 D光的反射和光电效应 解析：光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波动性的证据，光电效应说明光具有粒子性， 光的反射和色散不能说明光具有波动性或粒子性，故选项 C正确 答案：C 2关于光的本性，下列说法中正确的是( ) A关于光的本性，牛顿提出“微粒说” ，惠更斯提出“波动说” ，爱因斯 坦提出“光 子说” ，它们都说明了光的本性 B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上 的粒子 C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 D光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来 解析：光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述， 不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每 一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒某现象说明光具有波动性，是指波动理 论能解释这一现象某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象要区分题 中说法和物理史实与波粒二象性之间的关系C 正确，A、B、D 错误 答案：C 3(多选)关于物质波，下列认识中错误的是( ) A任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波 BX 射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 C电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 D宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象 解析：由德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、 太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A 选项是正确的；由于 X射线 本身就是一种 波，而不是实物粒子，故 X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性， 即 B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性， 2 故 C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱 的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表 现 出电子的波动性，故 C选项正确干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干 涉、衍射现象，故选项 D错误综合以上分析知，本题应选 B、D. 答案 ：BD 4电子经电势差为 U220 V的电场加速，在 vc的情况下，求此电子的德布罗意波 长(已知：电子质量为 9.111031 kg，电子电荷量为 1.61019 C) 解析：在电场作用下 mv2 eU，得 v ，根据德布罗意波长 得 12 2eUm hp hmv nm.由于电压 U220 V，代入上式得 nm8.2910 2 h2meU 1.23U 1.23220 nm8.2910 11 m. 答案：8.2910 11 m 1在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是( ) A弱光衍射实验 B电子束在晶体上的衍射实验 C弱光干涉实 验 D以上选项都不正确 解析：根据课本知识我们知道，在历史上，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶 体上的衍射实验，故 B正确 答案：B 2(多选 )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 得质子动量大些，由 知质子物2mEk hp 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：AC 32002 年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊 发现了宇宙 X射线源X 射线是一种高频电磁波，若 X射线在真空中的波长为 ，以 h表 示普朗克常量， c表示真空中的光速，以 和 p分别表示 X射线每个光子的能量和动量， 3 则( ) A ， p0 B ， p hc hc hc2 C ， p0 D ， p hc hc h 解析：根 据 h ，且 ， c 可得 X射线每个光子的能量为 ，每 hp hc 个光子的动量为 p . h 答案：D 4在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是( ) A光的折射现象、偏振现象 B光的反射现象、干涉现象 C光的衍射现象、色散现象 D光电效应现象、康普顿效应 解析：本题考查光的性质干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应 现象和康普顿效应是光的粒子性的表现，D 正确 答案：D 5人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如下所示的四个示意图表示 的实验不能说明光具有波动性的是( ) 解析：图中 A、B、D 分别是单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验，干涉和 衍射都是波的特有性质，因此单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验都说明光具 有波动性， 故 A、B、D 正确 C是光电效 应实验，说明了光的粒子性 ，不能说明光的波 动性故选 C. 答案：C 6一颗质量为 10 g的子弹，以 200 m/s的速度运动着，则由德布罗意波长公式计算， 要使这颗子弹发生明显的衍射现象，那么障碍物的尺寸约为( ) A3.010 10 m B1.810 11 m 4 C3.010 34 m D无法确定 解析：运动着的子弹对应的物质波波长 m3.310 34 m. hp hmv 6.62610 341010 3200 由发生明显衍射的条件知，C 正确 答案：C 7如果一个中子和一个质量为 10 g的子弹都以 103 m/s的速度运动，则它们的德布 罗意波的波长分别是多长(中子的质量为 1.671027 kg)? 解析：本 题考查德布罗意波长的计算任何物体的运动都对应着一个波长，根据公式 不难求得结果中子的动量为 p1 m1v，子弹的动量为 p2 m2v，据 知中子和子 hp hp 弹的德布罗意波长分别为： 1 ， 2 ， hp1 hp2 联立以上各式解得： 1 ， 2