2022-2023學(xué)年高中物理 第十七章 波粒二象性 3 粒子的波動(dòng)性課堂演練 新人教版選修3-5

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1、2022-2023學(xué)年高中物理 第十七章 波粒二象性 3 粒子的波動(dòng)性課堂演練 新人教版選修3-5 1．(多選)關(guān)于微觀粒子波粒二象性的認(rèn)識(shí)，正確的是(　　) A．因?qū)嵨锪Ｗ泳哂胁▌?dòng)性，故其軌跡是波浪線 B．由概率波的知識(shí)可知，因微觀粒子落在哪個(gè)位置不能確定，所以粒子沒(méi)有確定的軌跡 C．只有光子具有波粒二象性，其他運(yùn)動(dòng)的微粒不具有波粒二象性 D．光的干涉、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性 解析：實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，并不是其軌跡是波浪線，故A錯(cuò)誤；由概率波的知識(shí)可知，因微觀粒子落在哪個(gè)位置不能確定，所以粒子沒(méi)有確定的軌跡，故B正確；光具有波粒二象性，實(shí)物粒子同樣具有

2、波粒二象性，故C錯(cuò)誤；光具有波粒二象性，光的干涉、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，故D正確． 答案：BD 2．一顆質(zhì)量為10 g的子彈，以200 m/s的速度運(yùn)動(dòng)著，則由德布羅意理論計(jì)算，要使這顆子彈發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，那么障礙物的尺寸為(　　) A．3.0×10－10 m　 B．1.8×10－11 m C．3.0×10－34 m D．無(wú)法確定 解析：λ＝＝＝ m≈3.32×10－34 m，故能發(fā)生明顯衍射的障礙物尺寸應(yīng)為選項(xiàng)C. 答案：C 3．(多選)關(guān)于物質(zhì)波，下列認(rèn)識(shí)中錯(cuò)誤的是(　　) A．任何運(yùn)動(dòng)的物體(質(zhì)點(diǎn))都伴隨一種波，這種波叫物質(zhì)波 B．

3、X射線的衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的 C．電子的衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的 D．宏觀物體盡管可以看作物質(zhì)波，但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象 解析：由德布羅意物質(zhì)波理論知，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)，都有一種波與之相對(duì)應(yīng)，這種波就叫物質(zhì)波，可見(jiàn)，A選項(xiàng)是正確的；由于X射線本身就是一種波，而不是實(shí)物粒子，故X射線的衍射現(xiàn)象并不能證實(shí)物質(zhì)波理論的正確性，即B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電子是一種實(shí)物粒子，電子的衍射現(xiàn)象表明運(yùn)動(dòng)著的實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，故C選項(xiàng)是正確的；由電子穿過(guò)鋁箔的衍射實(shí)驗(yàn)知，少量電子穿過(guò)鋁箔后所落位置是散亂的，無(wú)規(guī)律的，但大量電子穿過(guò)鋁箔后落的位置則呈現(xiàn)出

4、衍射圖樣，即大量電子的行為表現(xiàn)出電子的波動(dòng)性，故C選項(xiàng)正確．干涉、衍射是波的特有現(xiàn)象，只要是波，都會(huì)發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．綜合以上分析知，本題應(yīng)選B、D. 答案：BD 4．電子經(jīng)電勢(shì)差為U＝220 V的電場(chǎng)加速，在v?c的情況下，求此電子的德布羅意波長(zhǎng)(已知：電子質(zhì)量為9.11×10－31 kg，電子電荷量為1.6×10－19 C)． 解析：在電場(chǎng)作用下mv2＝eU，得v＝ ，根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)λ＝得λ＝＝＝ nm.由于電壓U＝220 V，代入上式得λ＝ nm＝8.29×10－2 nm＝8.29×10－11 m. 答案：8.29×10－11 m A級(jí)　抓基礎(chǔ) 1．下列

5、光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光的波長(zhǎng)越短，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其粒子性越顯著 C．光的粒子性說(shuō)明每個(gè)光子就像極小的小球體一樣 D．光波不同于宏觀概念中的那種連續(xù)的波，它是表明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波 解析：任何光都是既有波動(dòng)性又有粒子性，故A錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著；故B錯(cuò)誤；光的粒子性說(shuō)明光是不連續(xù)的，但不同于宏觀的小球，故C錯(cuò)誤；光波不同于宏觀概念中的那種連續(xù)的波，它是表明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波，故D正確． 答案：D 2．(多選)關(guān)于物質(zhì)波，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．任

6、何一個(gè)物體都有一種波與之對(duì)應(yīng) B．抖動(dòng)細(xì)繩一端，繩上的波就是物質(zhì)波 C．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子相比，質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)短 D．宏觀物體不會(huì)發(fā)生明顯的衍射或干涉現(xiàn)象，所以沒(méi)有物質(zhì)波 解析：由德布羅意假設(shè)可知，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與之對(duì)應(yīng)，故A對(duì)；繩上的波是機(jī)械波，B錯(cuò)；動(dòng)能相等時(shí)，由p＝ 得質(zhì)子動(dòng)量大些，由λ＝知質(zhì)子物質(zhì)波波長(zhǎng)短，C對(duì)；宏觀物質(zhì)波波長(zhǎng)太短，難以觀測(cè)，但具有物質(zhì)波，D錯(cuò)． 答案：AC 3．2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中的一項(xiàng)是獎(jiǎng)勵(lì)美國(guó)科學(xué)家賈科尼和日本科學(xué)家小柴昌俊發(fā)現(xiàn)了宇宙X射線源．X射線是一種高頻電磁波，若X射線在真空中的波長(zhǎng)為λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中

7、的光速，以ε和p分別表示X射線每個(gè)光子的能量和動(dòng)量，則(　　) A．ε＝，p＝0　　 B．ε＝，p＝ C．ε＝，p＝0 D．ε＝，p＝ 解析：根據(jù)ε＝hν，且λ＝，c＝λν可得X射線每個(gè)光子的能量為ε＝，每個(gè)光子的動(dòng)量為p＝.　 答案：D 4．在下列各組所說(shuō)的兩個(gè)現(xiàn)象中，都表現(xiàn)出光具有粒子性的是(　　) A．光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象 B．光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象 C．光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象 D．光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng) 解析：本題考查光的性質(zhì)．干涉、衍射、偏振都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)，只有光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)是光的粒子性的表現(xiàn)，D正確． 答案：D B級(jí)　提能力 5．人

8、類(lèi)對(duì)光的本性認(rèn)識(shí)的過(guò)程中先后進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，如下所示的四個(gè)示意圖表示的實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明光具有波動(dòng)性的是(　　) 解析：圖中A、B、D分別是單縫衍射實(shí)驗(yàn)、雙孔干涉實(shí)驗(yàn)和薄膜干涉的實(shí)驗(yàn)，干涉和衍射都是波的特有性質(zhì)，因此單縫衍射實(shí)驗(yàn)、雙孔干涉實(shí)驗(yàn)和薄膜干涉的實(shí)驗(yàn)都說(shuō)明光具有波動(dòng)性，故A、B、D正確．C是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明了光的粒子性，不能說(shuō)明光的波動(dòng)性．故選C. 答案：C 6．如果一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，則它們的________也相等(　　) A．速度 B．動(dòng)能 C．動(dòng)量 D．總能量 解析：根據(jù)德布羅意波的波長(zhǎng)公式λ＝可知，如果電子的德布羅意波長(zhǎng)與中子相等，

9、則電子與中子一定具有相同的動(dòng)量，故C項(xiàng)正確. 答案：C 7．如果一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)量為10 g的子彈都以103 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，則它們的德布羅意波的波長(zhǎng)分別是多長(zhǎng)(中子的質(zhì)量為1.67×10－27 kg)? 解析：本題考查德布羅意波長(zhǎng)的計(jì)算．任何物體的運(yùn)動(dòng)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)波長(zhǎng)，根據(jù)公式λ＝不難求得結(jié)果．中子的動(dòng)量為p1＝m1v，子彈的動(dòng)量為p2＝m2v，據(jù)λ＝知中子和子彈的德布羅意波長(zhǎng)分別為： λ1＝，λ2＝， 聯(lián)立以上各式解得：λ1＝，λ2＝. 將m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s， h＝6.63×10－34 J·s，m2＝1.0×10－2 kg. 代入上面兩式可解得：λ1≈4.0×10－10 m， λ2＝6.63×10－35 m. 答案：4.0×10－10 m　6.63×10－35 m