人教版高中物理(选修3-5)粒子的波动性同步练习题(含答案)

课时作业8 粒子的波动性

1．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是( )

A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的

B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性

C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波

D．光具有波粒二象性

解析：牛顿的“微粒说”认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播；爱因斯坦的光子说认为光是一种电磁波，在空间传播时是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，故本质是不同的，A错。

答案：B、C、D

2．能说明光具有波粒二象性的实验是( )

A．光的干涉和衍射

B．光的干涉和光电效应

C．光的衍射和康普顿效应

D．光电效应和康普顿效应

解析：光的干涉和光的衍射只说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应只说明光具有粒子性，B、C正确。

答案：B、C

3．关于光的本性，下列说法中正确的是( )

A．光子说并没有否定光的电磁说

B．光电效应现象反映了光的粒子性

C．光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说提出来的

D．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性

解析：光既有粒子性，又有波动性，但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说，它体现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律，而是自身体现的一种微观世界特有的规律。光子说和电磁说各自能解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体，而微粒说和波动说是相互对立的。

答案：A、B

4．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )

A．有的光是波，有的光是粒子

B．光子与电子是同样的一种粒子

C．光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著

D．大量光子的行为往往显示出粒子性

解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同

样的一种粒子。光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起接收装置的反应，所以其粒子性就很显著，故选项C正确。A、B、D错误。

答案：C

5．关于物质波，下列说法中正确的是( )

A．速度相等的电子和质子，电子的波长大

B．动能相等的电子和质子，电子的波长小

C．动量相等的电子和中子，中子的波长小

D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍

解析：由λ＝h

p

可知，动量大的波长小。电子与质子的速度

相等时，电子动量小，波长长。电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式：p＝2mE k可知，电子的动量小，波长长。动量相等的电子和中子，其波长应相等。如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲

的波长应是乙的1

3。

答案：A

6．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27kg，速度v＝3×107m/s，要观察到α粒子明显的衍射现象，障碍物的尺寸约

为( )

A．3.3×10－10m

B．3.3×10－12m

C．3.3×10－15m

D．3.3×10－18m

解析：根据德布罗意假说λ＝h

p

＝

h

mv

＝

6.626×10－34

6.64×10－27×3×107

m≈3.3×10－15m。要观察到明显的衍射现象，障碍物的尺寸与波长差不多，C正确。

答案：C

7．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )

A．光显示粒子性时是分立而不连续的，无波动性；光显示波动性时是连续而不分立的，无粒子性

B．光的频率越高，其粒子性越明显；光的频率越低，其波动性越明显

C．光的波动性可以看作是大量光子运动的规律

D．伦琴射线比可见光更容易发生光电效应，而更不容易产生干涉、衍射等物理现象

解析：我们既不能把光看成宏观现象中的波，也不能把光看成宏观现象中的粒子，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，选项A错误；光的波动性和粒子性都与光的频率有关，随着频率的增大，波动性减弱而粒子性增强，选项B正确；大量光子表现出波动性，少量光子则表现出粒子性，选项C正确；

伦琴射线的频率比可见光高，在真空中、空气中或在同一种介质中的伦琴射线的波长比可见光短，因而更容易发生光电效应而更不容易观察到干涉和衍射现象，选项D正确。

答案：B、C、D

8．显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱。在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是( )

A．电子显微镜分辨本领较强

B．质子显微镜分辨本领较强

C．两种显微镜分辨本领相同

D．两种显微镜分辨本领不便比较

解析：本题结合显微镜考查实物粒子的物质波，在电场中加

速eU＝1

2

mv2＝

p2

2m

，又由物质波公式λ＝

h

p

得λ＝

h

2meU

，所以经

相同电压加速后的质子与电子相比，质子的物质波波长短，波动性弱，从而质子显微镜分辨本领较强，即B选项正确。

答案：B

9．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是( )

A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多

B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的