2024-2025學(xué)年高中物理第十七章波粒二象性3粒子的波動(dòng)性課堂演練含解析新人教版選修3-5

PAGE3-3粒子的波動(dòng)性1．(多選)關(guān)于微觀粒子波粒二象性的相識(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．由概率波的學(xué)問可知，因微觀粒子落在哪個(gè)位置不能確定，所以粒子沒有確定的軌跡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)象說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說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；由概率波的學(xué)問可知，因微觀粒子落在哪個(gè)位置不能確定，所以粒子沒有確定的軌跡，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)象說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性，故D正確．答案：BD2．一顆質(zhì)量為10g的子彈，以200m/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．3.0×10－10m B．1.8×10－11mC．3.0×10－34m D．無法確定解析：λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)＝eq\f(6.63×10－34,10×10－3×200)m≈3.32×10－34m，故能發(fā)生明顯衍射的障礙物尺寸應(yīng)為選項(xiàng)C.答案：C3．(多選)關(guān)于物質(zhì)波，下列相識(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射線的衍射試驗(yàn)，證明白物質(zhì)波假設(shè)是正確的C．電子的衍射試驗(yàn)，證明白物質(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，都有一種波與之相對(duì)應(yīng)，這種波就叫物質(zhì)波，可見，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)象并不能證明物質(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；由電子穿過鋁箔的衍射試驗(yàn)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(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的狀況下，求此電子的德布羅意波長(zhǎng)(已知：電子質(zhì)量為9.11×10－31kg，電子電荷量為1.6×10－19C)．解析：在電場(chǎng)作用下eq\f(1,2)mv2＝eU，得v＝eq\r(\f(2eU,m))，依據(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(1.23,\r(U))nm.由于電壓U＝220V，代入上式得λ＝eq\f(1.23,\r(220))nm＝8.29×10－2nm＝8.29×10－11m.答案：8.29×10－11mA級(jí)抓基礎(chǔ)1．下列光的波粒二象性的說法中，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．光的粒子性說明每個(gè)光子就像微小的小球體一樣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：D2.2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中的一項(xiàng)是嘉獎(jiǎng)美國(guó)科學(xué)家賈科尼和日本科學(xué)家小柴昌俊發(fā)覺了宇宙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：依據(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：D3.在下列各組所說的兩個(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)提實(shí)力4．人類對(duì)光的本性相識(shí)的過程中先后進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，如下所示的四個(gè)示意圖表示的試驗(yàn)不能說明光具有波動(dòng)性的是()解析：圖中A、B、D分別是單縫衍射試驗(yàn)、雙孔干涉試驗(yàn)和薄膜干涉的試驗(yàn)，干涉和衍射都是波的特有性質(zhì)，因此單縫衍射試驗(yàn)、雙孔干涉試驗(yàn)和薄膜干涉的試驗(yàn)都說明光具有波動(dòng)性，故A、B、D正確．C是光電效應(yīng)試驗(yàn)，說明白光的粒子性，不能說明光的波動(dòng)性．故選C.答案：C5．假如一個(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：依據(jù)德布羅意波的波長(zhǎng)公式λ＝eq\f(h,p)可知，假如電子的德布羅意波長(zhǎng)與中子相等，則電子與中子肯定具有相同的動(dòng)量，故C項(xiàng)正確.答案：C6．假如一個(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1.67×10－27kg)?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)，依據(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)，λ2＝eq\f(h,p2)，聯(lián)立以上各式解得：λ1＝eq\f(h,m1v)，λ2＝eq\f(h,m