2018学年科教版高二物理选修3-5第四章《波粒二象性》粒子的波动性不确定关系（习题）

粒子的波动性、不确定关系一、选择题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．光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波是同样一种波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，在光子的能量E=h中，频率仍表示的是波的特性2．关于光的波粒二象性，下列说法正确的是（）．A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B．光是波，与橡皮绳上的波相似C．光的波动性是大量光子运动规律的表现，在干涉条纹中，那些光强度大的地方，光子到达的概率大D．在宏观世界中波动性和粒子性是对立的，在微观世界是可以统一的3．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95％以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（）．A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大4．光子有能量，也有动量，动量p=h／，它也遵循有关动量的规律．如图所示，真空中，有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO＇在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片（吸收光子），右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片（反射光子）．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始转动情况（俯视）的下列说法中正确的是（）．A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动C．都有可能D．不会转动5．频率为的光子，具有的能量为如，动量为h／c，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射．散射后的光子（）．A．改变原来的运动方向，但频率保持不变B．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反D．由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量，散射后的光子频率低于入射光的频率6．下列哪组现象能说明光具有波粒二象性（）．A．光的色散和光的干涉B．光的干涉和光的衍射C．光的反射和光电效应D．泊松亮斑和光电效应7．关于电子的运动规律，以下说法正确的是（）．A．电子如果不表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循牛顿定律B．电子如果不表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循波动规律C．电子如果表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D．电子如果表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循牛顿定律8．A、B是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，A的质量等于B的质量，A的轨道半径大于B的轨道半径，设A、B的德布罗意波长分别为A和B，则下列判断正确的是（）．A．A＝BB．A＞BC．A＜BD．条件不足，无法比较A和B的大小9．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，在加速到相同速度的情况下，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．以上说法均不正确二、填空题10．不确定性描绘________的运动状态不能像宏观物体的运动那样通过确定轨迹来描述，只能通过来描述，其表达式为________．11．中子的质量m=1.67×10－27kg，如果它以v=1.0×103m／s的速度运动，它的德布罗意波长为________，这个波长与电磁波中________的波长相当．12．关于光的本性，早期有牛顿的微粒说和惠更斯的________，后来又有麦克斯韦的电磁说，上世纪初，为解释________现象，爱因斯坦提出了光子说．13．已知铯的逸出功为1.88eV，用3000的紫外光照射，光电子的最大初动能为________eV，最大初速度为________n／s．三、解答题14．某电视显像管中电子的运动速度为4.0×107m／s，质量为9.1×10－31kg；质量为10g的一颗子弹运动速度为200m／s，分别计算它们的德布罗意波长，并与紫光的波长相比较．15．一个电子的动能为3600eV，如果有一个质子的德布罗意波长和这个电子的德布罗意波长相等，求这个质子的动能．（设质子的质量是电子质量的1800倍）16．已知钠发生光电效应的极限波长为0=5×10－7m，现用波长为4×10－7m的光照射用钠作阴极的光电管．求：（1）钠的逸出功形；（2）为使光电管中的光电流为零，在光电管上所加反向电压至少多大？（1）电子的动量的大小；（2）试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．（电子质量m=9.1×10－31kg，电子电荷量e=1.6×10－19c，普朗克常量h=6.6×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字）18．如图所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子的初速度为零，A为对阴极（即阳极），当A、K之间加直流电压U=30kV时，电子被加速打在对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：（1）电子到达对阴极的速度是多大？（2）由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？（3）若A、K间的电流为10mA，那么每秒钟从对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？（电子电荷量e=1.6×10－19c，电子质量m=0.91×10－30kg，普朗克常量h=6.63×10－34J·s）【答案与解析】一、选择题1．【答案】D【解析】根据波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，A选项错误．光不同于宏观观念的粒子和波，故B选项错误．光的波动性是光子本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，C选项错误．光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此E=h揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系，光子说并未否定电磁说．故D选项正确．2．【答案】C、D【解析】由于波动性和粒子性是光同时具有的两种属性，故不同于宏观观念中的波和粒子，故A、B选项错误．在干涉实验中，光强度大的地方，即为光子到达概率大的地方，表现为亮纹，光强度小的地方，即为光子到达概率小的地方，表现为暗纹，故C选项正确．在宏观世界中，牛顿的“微粒说”与惠更斯的“波动说”是相互对立的，只有在微观世界中，波动性与粒子性才能统一，故D选项正确．【点拨】理解光的波粒二象性，知道波动性与粒子性怎样统一起来的是解题的关键．3．【答案】C、D【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处。可达到95％以上．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D正确．4．【答案】B【解析】设入射光子的动量为p，由于黑纸片吸收光子，光子的动量变化量的大小Δp1=p，白纸片反射光子，光子的动量变化量的大小Δp2=2p，根据动量定理可知，光子对白纸片的冲击力大些．5．【答案】D【解析】由于电子的能量增加，根据能量守恒可以知道，光子的能量应当减少，频率降低，D正确．6．【答案】D【解析】泊松亮斑说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故D对．7．【答案】C【解析】电子波动性是不能用轨迹来描述其运动的，只能用空间的分布概率来描述．8．【答案】B9．【答案】A二、填空题11．【答案】3.97×10－10m射线12．【答案】波动说光电效应13．【答案】2.268.9×105三、解答