高中物理人教版5第十七章波粒二象性3粒子的波動(dòng)性 第十七章3粒子的波動(dòng)性

第十七章波粒二象性3粒子的波動(dòng)性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：BD2．關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法中正確的是()A．關(guān)于光的本性，牛頓提出“微粒說(shuō)”，惠更斯提出“波動(dòng)說(shuō)”，愛(ài)因斯坦提出“光子說(shuō)”，它們都說(shuō)明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子C．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D．光的波粒二象性是將牛頓的粒子說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)真正有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)解析：光的波動(dòng)性指大量光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動(dòng)規(guī)律來(lái)描述，不是惠更斯的波動(dòng)說(shuō)中宏觀意義下的機(jī)械波．光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一個(gè)光子，不是牛頓微粒說(shuō)中的經(jīng)典微粒．某現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，是指波動(dòng)理論能解釋這一現(xiàn)象．某現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性，是指能用粒子說(shuō)解釋這個(gè)現(xiàn)象．要區(qū)分題中說(shuō)法和物理史實(shí)與波粒二象性之間的關(guān)系．C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C3．(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．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：BD4．電子經(jīng)電勢(shì)差為U＝220V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×10－31kg，電子電荷量為×10－19解析：在電場(chǎng)作用下eq\f(1,2)mv2＝eU，得v＝eq\r(\f(2eU,m))，根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)得λ＝eq\f(h,mv)＝eq\f(h,\r(2meU))＝eq\f,\r(U))nm.由于電壓U＝220V，代入上式得λ＝eq\f,\r(220))nm＝×10－2nm＝×10－11m.答案：×10－11A級(jí)抓基礎(chǔ)1．下列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：D2．(多選)關(guān)于物質(zhì)波，以下說(shuō)法中正確的是()A．任何一個(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＝eq\r(2mEk)得質(zhì)子動(dòng)量大些，由λ＝eq\f(h,p)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：AC3．2023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＝eq\f(hλ,c)，p＝0 B．ε＝eq\f(hλ,c)，p＝eq\f(hλ,c2)C．ε＝eq\f(hc,λ)，p＝0 D．ε＝eq\f(hc,λ)，p＝eq\f(h,λ)解析：根據(jù)ε＝hν，且λ＝eq\f(h,p)，c＝λν可得X射線每個(gè)光子的能量為ε＝eq\f(hc,λ)，每個(gè)光子的動(dòng)量為p＝eq\f(h,λ).答案：D4．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：DB級(jí)提能力5．人類對(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：C6．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＝eq\f(h,p)可知，如果電子的德布羅意波長(zhǎng)與中子相等，則電子與中子一定具有相同的動(dòng)量，故C項(xiàng)正確．答案：C7．如果一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)量為10g的子彈都以103m/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×10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＝eq\f(h,p)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＝eq\f(h,p)知中子和子彈的德布羅意波長(zhǎng)分別為：λ1＝eq\f(h,p1)，