高中物理人教版5第十七章波粒二象性 第十七章3粒子的波動性

第十七章波粒二象性3粒子的波動性1．下列各組現象能說明光具有波粒二象性的是()A．光的色散和光的干涉B．光的干涉和光的衍射C．泊松亮斑和光電效應D．光的反射和光電效應解析：光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波動性的證據，光電效應說明光具有粒子性，光的反射和色散不能說明光具有波動性或粒子性，故選項C正確．答案：C2．關于光的本性，下列說法中正確的是()A．關于光的本性，牛頓提出“微粒說”，惠更斯提出“波動說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性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、衍射現象說明光具有波動性，光電效應說明光具有粒子性D．光的波粒二象性是將牛頓的粒子說和惠更斯的波動說真正有機地統(tǒng)一起來解析：光的波動性指大量光子在空間各點出現的可能性的大小可以用波動規(guī)律來描述，不是惠更斯的波動說中宏觀意義下的機械波．光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一個光子，不是牛頓微粒說中的經典微粒．某現象說明光具有波動性，是指波動理論能解釋這一現象．某現象說明光具有粒子性，是指能用粒子說解釋這個現象．要區(qū)分題中說法和物理史實與波粒二象性之間的關系．C正確，A、B、D錯誤．答案：C3．(多選)關于物質波，下列認識中錯誤的是()A．任何運動的物體(質點)都伴隨一種波，這種波叫物質波B．X射線的衍射實驗，證實了物質波假設是正確的C．電子的衍射實驗，證實了物質波假設是正確的D．宏觀物體盡管可以看作物質波，但它們不具有干涉、衍射等現象解析：由德布羅意物質波理論知，任何一個運動的物體，小到電子、質子，大到行星、太陽，都有一種波與之相對應，這種波就叫物質波，可見，A選項是正確的；由于X射線本身就是一種波，而不是實物粒子，故X射線的衍射現象并不能證實物質波理論的正確性，即B選項錯誤；電子是一種實物粒子，電子的衍射現象表明運動著的實物粒子具有波動性，故C選項是正確的；由電子穿過鋁箔的衍射實驗知，少量電子穿過鋁箔后所落位置是散亂的，無規(guī)律的，但大量電子穿過鋁箔后落的位置則呈現出衍射圖樣，即大量電子的行為表現出電子的波動性，故C選項正確．干涉、衍射是波的特有現象，只要是波，都會發(fā)生干涉、衍射現象，故選項D錯誤．綜合以上分析知，本題應選B、D.答案：BD4．電子經電勢差為U＝220V的電場加速，在v?c的情況下，求此電子的德布羅意波長(已知：電子質量為×10－31kg，電子電荷量為×10－19解析：在電場作用下eq\f(1,2)mv2＝eU，得v＝eq\r(\f(2eU,m))，根據德布羅意波長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：×10－111．在歷史上，最早證明了德布羅意波存在的實驗是()A．弱光衍射實驗B．電子束在晶體上的衍射實驗C．弱光干涉實驗D．以上選項都不正確解析：根據課本知識我們知道，在歷史上，最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射實驗，故B正確．答案：B2．(多選)關于物質波，以下說法中正確的是()A．任何一個物體都有一種波與之對應B．抖動細繩一端，繩上的波就是物質波C．動能相等的質子和電子相比，質子的物質波波長短D．宏觀物體不會發(fā)生明顯的衍射或干涉現象，所以沒有物質波解析：由德布羅意假設可知，任何一個運動著的物體都有一種波與之對應，故A對；繩上的波是機械波，B錯；動能相等時，由p＝eq\r(2mEk)得質子動量大些，由λ＝eq\f(h,p)知質子物質波波長短，C對；宏觀物質波波長太短，難以觀測，但具有物質波，D錯．答案：AC3．2023年諾貝爾物理學獎中的一項是獎勵美國科學家賈科尼和日本科學家小柴昌俊發(fā)現了宇宙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射線每個光子的能量和動量，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ε＝hν，且λ＝eq\f(h,p)，c＝λν可得X射線每個光子的能量為ε＝eq\f(hc,λ)，每個光子的動量為p＝eq\f(h,λ).答案：D4．在下列各組所說的兩個現象中，都表現出光具有粒子性的是()A．光的折射現象、偏振現象B．光的反射現象、干涉現象C．光的衍射現象、色散現象D．光電效應現象、康普頓效應解析：本題考查光的性質．干涉、衍射、偏振都是光的波動性的表現，只有光電效應現象和康普頓效應是光的粒子性的表現，D正確．答案：D5．人類對光的本性認識的過程中先后進行了一系列實驗，如下所示的四個示意圖表示的實驗不能說明光具有波動性的是()解析：圖中A、B、D分別是單縫衍射實驗、雙孔干涉實驗和薄膜干涉的實驗，干涉和衍射都是波的特有性質，因此單縫衍射實驗、雙孔干涉實驗和薄膜干涉的實驗都說明光具有波動性，故A、B、D正確．C是光電效應實驗，說明了光的粒子性，不能說明光的波動性．故選C.答案：C6．一顆質量為10g的子彈，以200m/s的速度運動著，則由德布羅意波長公式計算，要使這顆子彈發(fā)生明顯的衍射現象A．×10－10m B．×10－C．×10－34m D．解析：運動著的子彈對應的物質波波長λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)＝eq\f×10－34,10×10－3×200)m＝×10－34m.由發(fā)生明顯衍射的條件知，C正確．答案：C7．如果一個中子和一個質量為10g的子彈都以103m/s的速度運動，則它們的德布羅意波的波長分別是多長(中子的質量為×10－解析：本題考查德布羅意波長的計算．任何物體的運動都對應著一個波長，根據公式λ＝eq\f(h,p)不難求得結果．中子的動量為p1＝m1v，子彈的動量為p2＝m2v，據λ＝eq\f(h,p)知中子和子彈的德布羅意波長分別為：λ1＝eq\f(h,p1)，λ2＝eq\f(h,p2