高中物理 第17章 波粒二象性 第3节 粒子的波动性课时作业 新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。第3节 粒子的波动性基础夯实一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1对于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B光波与机械波是同样的一种波C光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量h中，频率仍表示的是波的特性答案：D解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性。粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说。2下列说法中正确的是()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，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案：C解析：物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显而已，故只有C对。3有关光的本性，下列说法中正确的是()A光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D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答案：D解析：光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不矛盾，A错、D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错。4频率为的光子，德布罗意波长为，能量为E，则光的速度为()ABpECD答案：AC解析：根据c，Eh，即可解得光的速度为或。5根据爱因斯坦“光子说”可知，下列说法错误的是()A“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B光的波长越大，光子的能量越小C一束单色光的能量可以连续变化D只有光子数很多时，光才具有粒子性答案：ACD解析：爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”本质不同，选项A错误。由Eh可知选项B正确。一束单色光的能量不能是连续变化，只能是单个光子能量的整数倍，选项C错误。光子不但具有波动性，而且具有粒子性，选项D错误。6(河北正定中学20152016学年高二下学期检测)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黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案：AB解析：黑体辐射是光的反射问题，选项C错误；动能相等的质子和电子，质子的动量大，由德布罗意波长公式知，质子的波长小，选项D错误。二、非选择题7如图所示为证实电子波存在的实验装置，从灯丝F上漂出的热电子可认为初速度为零，所加加速电压U104V，电子质量为m0.911030kg。电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金膜上，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长。答案：1.231011m解析：电子加速后的动能EKmv2eU，电子的动量pmv。由知，代入数据得1.231011m。能力提升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1电子显微镜的最高分辨率高达0.2nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将()A小于0.2nmB大于0.2nmC等于0.2nmD以上说法均不正确答案：A解析：显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率能力越强，由知，如果把质子加速到与电子相同的速度，质子的波长更短，分辨能力更高。2如图所示，弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成亮暗相间的条纹，与锌板相连的验电器的铝箔有张角，则该实验不能证明()A光具有波动性B从锌板上逸出带正电的粒子C光能发生衍射D光具有波粒二象性答案：B解析：该题巧妙地把光的衍射和光电效应实验综合在一起，解题时应从光的衍射、光电效应、光的波粒二象性知识逐层分析，逸出的光电子应带负电。3现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n1，已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为()AB()CD答案：D解析：由德布罗意波长知，p是电子的动量，则pmv，而， 代入得U。故正确选项为D。4为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高)；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列，则下列分析中正确的是()A 电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B电子显微镜中电子束运动的速度应很小C要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸D中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当答案：AD解析：由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，A项正确；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，D 项正确，C项错。5下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1MHz的无线电波的波长，由表中数据可知()质量/kg速度/(ms1)波长/m弹子球2.01021.01023.31030电子9.110315.01061.21010无线电波(1 MHz)3.01083.0102A要检测弹子球的波动性几乎不可能B无线电波通常情况下只能表现出波动性C电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D只有可见光才有波动性答案：ABC解析：由于弹子球德布罗意波长极短，故很难观察其波动性，而无线电波波长为3.0102m，所以通常表现出波动性，很容易发生衍射，而金属晶体的晶格线度大约是1010m数量级，所以波长为1.21010m的电子可以观察到明显的衍射现象。二、非选择题6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，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫做德布罗意波。现有一个德布罗意波长为1的物体1和一个德布罗意波长为2的物体2，二者相向正撞后粘在一起，已知|p1|W0，所以能发生光电效应。(2)根据光电效应方程可得光电子的最大