2020年高中物理第十七章波立二象性第3节粒子的波动性随堂演练巩固提升新人教版选修35

第3节粒子的颠簸性[随堂检测]1．(2017·哈尔滨高二检测)以下各组现象能说明光拥有波粒二象性的是()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剖析：选C．光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的颠簸性的凭据，光电效应说明光拥有粒子性，光的反射和色散不能够说明光拥有颠簸性或粒子性，应选项C正确．2．以下说法中正确的选项是()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拥有颠簸性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、太阳都拥有一种波和它对应，这种波叫做物质波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拥有颠簸性剖析：选C．物质波是所有运动着的物体所拥有的波，与机械波性质不相同，宏观物体也拥有颠簸性，可是干涉、衍射现象不明显，只有选项C正确．3．现用电子显微镜观察线度为d的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜d工作时电子的德布罗意波长设定为n，其中n>1，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()22221nhmdh3A．ne223C．d2h22D．n2h222men2medhd剖析：选D．由德布罗意波长λ＝p知，p是电子的动量，则p＝mv＝2meU，而λ＝n，代入得＝n2h22.故正确选项为D．U2med4．科学家设想未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，反射率100%，设太阳S光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m.h求飞船加速度的表达式光子动量p＝λ；若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？剖析：(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为F，1单位时间打到太阳帆上的光子数为N，则N＝nS，由动量定理得Ft＝Nt·2p，所以F＝h2N·2p，而光子动量p＝λ，所以F＝λ.由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为F2nSha＝＝.mmλ(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸取)，光子动量变nShnSh化量为p，故太阳帆上碰到的光压力为F′＝λ，飞船的加速度a′＝mλ.2nSh答案：(1)mλ(2)mλ[课时作业]一、单项选择题1．关于光的颠簸性与粒子性，以下说法正确的选项是()A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B．光电效应现象说了然光的粒子性C．光的颠簸性和粒子性是相互矛盾的，无法一致D．以上说法均错误剖析：选B．爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，可是在必然条件下光是表现粒子性的，A错；光电效应说明光拥有粒子性，说明光的能量是一份一份的，B对；光的颠簸性和粒子性不是孤立的，而是有机的一致体，C错．2．以下说法正确的选项是()A．光的颠簸性近似于机械波，光的粒子性近似于质点B．光不拥有颠簸性C．由于光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，无法只用其中一种去说明光的所有行为，只能认为光拥有波粒二象性D．实物粒子和光子相同都拥有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同实质的物质剖析：选C．光的颠簸性和光的粒子性不相同于宏观的机械波和粒子，属于微观世界，A错误；光既拥有颠簸性又拥有粒子性，B错误；光的颠簸性和粒子性是光的行为，即光拥有波粒二象性，C正确；实物粒子诚然与光子拥有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是流传着的电磁波，其实质不相同，D错误．3．若是一个电子的德布罗意波长和一其中子的相等，则它们也相等的是()A．速度B．动能C．动量D．总能量2h剖析：选C．依照德布罗意波的波长公式λ＝p可知，若是电子的德布罗意波长与中子相等，则电子与中子必然拥有相同的动量，故C项正确．4．(2017·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．＝hλ，＝0B．＝hλhλEcpEcpchchchC．E＝λ，p＝0D．E＝λ，p＝λ剖析：选D．依照＝ν，且λ＝h，＝λν可得X射线每个光子的能量为＝hc，EhpcEλh每个光子的动量为p＝λ，应选D．5．影响显微镜分辨率本领的一个因素是衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图象．以下说法正确的选项是()A．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强B．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显C．若是加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D．若是加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱k12p222mh，故eU＝h22，可得λ＝h2λ越小，衍射现象p＝.对电子来说，加速电压越高，λ2mλ2emU越不明显，应选项A、B错误；电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要小得多，衍射现象不明显，分辨本领强，应选项C正确，选项D错误．6．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大到2v，则描述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．变为原来波长的两倍C．变为原来波长的一半D．变为原来波长的2倍剖析：选C．依照公式λ＝h＝h能够判断选项C正确．pmv二、多项选择题7．以下说法中不正确的选项是()A．质量大的物体，其德布罗意波波长短3B．速度大的物体，其德布罗意波波长短C．动量大的物体，其德布罗意波波长短D．动能大的物体，其德布罗意波波长短h剖析：选ABD．依照公式λ＝p能够判断选项C正确，其余均错误．8．以下说法中正确的选项是()A．光的干涉和衍射说明光拥有颠簸性B．光的频率越大，波长越长C．光的波长越长，光子的能量越大D．光在真空中的流传速度为3.0×108m/s剖析：选AD．干涉和衍射现象是波的特色，说明光拥有颠簸性，选项A正确；光的频率越大，波长越短，光子能量越大，应选项B、C错误；光在真空中的流传速度为3×108m/s，应选项D正确．h9．频率为ν的光子，德布罗意波波长为λ＝p，能量为E，则光的速度为()EλB．pEA．hEh2C．pD．Ep剖析：选AC．依照chEλE＝λν，＝ν，λ＝，即可解得光的速度为或，应选A、C．Ehphp10．(2015·高考江苏卷)波粒二象性是微观世界的基本特色，以下说法正确的有()A．光电效应现象揭穿了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子拥有颠簸性C．黑体辐射的实验规律可用光的颠簸性讲解D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等剖析：选AB．光电效应现象、黑体辐射的实验规律都能够用光的粒子性讲解，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子拥有颠簸性，选项B正确；h2k由德布罗意波长公式λ＝p和p＝2mE知动能相等的质子和电子动量不相同，德布罗意波长不相等，选项D错误．三、非选择题11．电子经电势差为U＝220V的电场加速，在v<c的情况下，求此电子的德布罗意波长．(已知：电子质量为9.11×10－31kg，电子电荷量为1.6×10－19C)剖析：在电场作用下122eUhhhmv＝eU，得v＝m，依照德布罗意波长λ＝得λ＝＝2meU2pmv4＝1.23nm，由于电压U＝220V，代入上式得λ＝1.23nm＝8.29×10－2nm＝8.29×10－11m.U220答案：8.29×10－11m12．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e＝1.6×10－19C，质量m＝0.90×10－30k