高中物理 17.3粒子的波动性课时训练（含解析）新人教版选修35.doc

17.3粒子的波动性【小题达标练】一、选择题1.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【解析】选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,a错误;光既具有波动性又具有粒子性,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,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,d错误。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【解析】选c。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,a错误;宏观物体也具有波动性,只是它们的干涉、衍射现象不明显,看不出来,b、d错误;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,c正确。【补偿训练】(多选)人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()a.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的b.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性c.麦克斯韦预言了光是一种电磁波d.光具有波粒二象性【解析】选b、c、d。牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒,爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量,a错;干涉是波的特性,光能发生干涉说明光具有波动性,b正确;麦克斯韦根据光的传播不需要介质,以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等认为光是一种电磁波,后来赫兹用实验证实了光的电磁说,c正确;光具有波动性与粒子性,称为光的波粒二象性,d正确。3.(2013江苏高考)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的()也相等。a.速度 b.动能 c.动量 d.总能量【解析】选c。根据德布罗意波的波长公式=hp可知,如果电子的德布罗意波长与中子相等,则电子与中子一定具有相同的动量,故c项正确。4.(多选)关于光的波粒二象性,下列说法正确的是()a.光的频率越高,光的能量越大,粒子性越明显b.光的波长越长,光的能量越小,波动性越明显c.频率高的光只具有粒子性,不具有波动性d.无线电波只具有波动性,不具有粒子性【解析】选a、b。光的频率越高,由=h知光子的能量越大,光的波长越短,粒子性越明显,a对;光的波长越长,则频率越小,由=h知光子的能量越小,则光的波动性越明显,b对;频率高的光粒子性明显,但也具有波动性,c错;无线电波是电磁波,既具有波动性也具有粒子性,d错。5.电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm,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0.2 nm b.大于0.2 nmc.等于0.2 nm d.以上说法均不正确【解析】选a。显微镜的分辨能力与波长有关,波长越短其分辨率越高,由=hp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。6.(2015昆明高二检测)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e和p分别表示x射线每个光子的能量和动量,则()a.e=hc,p=0 b.e=hc,p=hc2c.e=hc,p=0 d.e=hc,p=h【解析】选d。根据e=h,且=hp,c=可得x射线每个光子的能量为e=hc,每个光子的动量为p=h,故选d。7.(多选)(2015宿迁高二检测)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/(ms-1)波长/m弹子球2.010-21.010-23.310-30电子(100ev)9.110-315.01061.210-10无线电波(1 mhz)3.01083.3102a.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【解析】选a、b、c。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10-10m数量级,所以波长为1.210-10m的电子可以观察到明显的衍射现象,故选a、b、c。二、非选择题8.(2015徐州高二检测)如图所示为证实电子波存在的实验装置,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=0.9110-30kg。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。【解析】电子加速后的动能ek=12mv2=eu,电子的动量p=mv=2mek=2meu。由=hp知,=h2meu,代入数据得1.2310-11m。答案:1.2310-11m【补偿训练】金属晶体中晶格大小的数量级是10-10m。电子经加速电场加速,形成一电子束,电子束照射该金属晶体时,获得明显的衍射图样。问这个加速电场的电压约为多少?(已知电子的电荷量为e=1.610-19c,质量为m=0.9010-30kg)【解析】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为=hp 其中p=mv 解联立方程组可得u=h22em2153 v。答案:153 v【大题提升练】(1)(多选)根据爱因斯坦的“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e.光子也具有波动性(2)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=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|p2|,则粘在一起的物体的德布罗意波长为多少?【解析】(1)选a、c、d。爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”本质不同,选项a错误。