高中物理-粒子的波动性练习
高中物理测试题光的粒子性与波动性
高中物理测试题光的粒子性与波动性高中物理测试题：光的粒子性与波动性一、选择题1. 以下是关于光的粒子性和波动性的描述，正确的是：A. 光既有粒子性又有波动性B. 光只有粒子性，没有波动性C. 光只有波动性，没有粒子性D. 光既没有粒子性也没有波动性2. 下列现象中，属于光现象表现出波动性的是：A. 光电效应B. 光的偏振C. 光的衍射D. 光的光电效应3. 关于光的粒子性和波动性的实验与现象，以下说法错误的是：A. 霍尔效应证明光具有粒子性B. 杨氏干涉实验证明光具有波动性C. 光电效应实验证明光具有粒子性D. 双缝干涉实验证明光具有波动性4. 光的波动性和粒子性都可以用来解释以下现象，唯一正确的是：A. 光的干涉和光的衍射B. 光的反射和光的折射C. 光的散射和光的吸收D. 光的偏振和光的色散二、简答题1. 请简要解释光的粒子性和波动性，并给出相关实验或现象来支持你的解释。
2. 根据杨氏双缝干涉实验，解释光的波动性。
3. 根据光电效应实验，解释光的粒子性。
4. 什么是光的偏振现象？简述光的偏振与光的波动性之间的联系。
三、大作文光既具有粒子性又具有波动性，这是物理学中的一个重要概念。
粒子性和波动性两个不同的性质共同组成了光的本质。
粒子性表现为光的能量以离散的粒子，即光子的形式存在；而波动性则表现为光的传播方式类似于波动，具有干涉、衍射等波动现象。
光的波动性可以通过杨氏双缝干涉实验来解释。
在实验中，将一束光通过一个狭缝，然后照射到两个相隔一定距离的小孔上，形成两个次级波。
当这两个次级波相遇时，会出现干涉现象，即波峰与波峰相加，波谷与波谷相消。
这种干涉现象说明了光具有波动性，并且可以通过波的叠加产生干涉效应。
光的粒子性可以通过光电效应实验来解释。
光电效应是指当光照射到某些金属表面时，金属表面会产生电子的发射现象。
根据光电效应实验结果可知，只有当光的能量大于金属表面的逸出功时，金属才会发射电子。
这种现象表明光具有粒子性，光的能量以光子的形式存在，并且与电子发射的行为相关。
高中物理17.3粒子的波动性试题(含解析)新人教版选修3-5
17。
3 粒子的波动性一、光的波粒二象性1．2．光子的能量和动量：能量表达式ε=________，动量表达式______________。
3．意义:能量ε和动量p是描述物质的____________性的重要物理量;波长λ和频率ν是描述物质的________性的典型物理量。
因此ε=___________和___________揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。
二、粒子的波动性及实验验证1．粒子的波动性(１）德布罗意波：任何一种实物粒子都和一个________相对应，这种波被称为德布罗意波，也叫___________。
（2）物质波的波长和频率：波长公式λ=hp，频率公式ν=hε。
2．物质波的实验验证（1）实验探究思路:_________、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性,则在一定条件下，也应该发生_______或衍射现象。
(2）实验验证：1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了________衍射的实验，得到了______的衍射图样，证实了______的波动性.（3)说明:①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的_________，对于这些粒子，德布罗意给出的λ=hp和ν=hε关系同样正确。
②宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，宏观物体运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很______，根本无法观察到它的波动性。
波动性衍射粒子性光电效应波动性粒子性波粒二象性hv hpλ=粒子波动hν hpλ=波物质波干涉干涉电子束电子电子波动性小一、人类对光的本性的研究1．对光的本性认识史人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒说到托马斯·杨和菲涅耳的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说到爱因斯坦的光子说。
直到20世纪初，对于光的本性的认识才提升到一个更高层次，即光具有波粒二象性。
对于光的本性认识史，列表如下:学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波的速度光电效应、康普顿效应光既有波动现象,又有粒子特征学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性2．对光的波粒二象性的理解A．光既具有波动性,又具有粒子性，两种性质是不相容的B．光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性,无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性参考答案：D试题解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但它又不同于宏观观念中的机械波和粒子.波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现,是同一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中的一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性。
17.3 粒子的波动性 习题
17.3粒子的波动性习题1、光既具有_________，又具有__________。
光子的能量ε=_____，光子的动量p=____，__架起了粒子性与波动性的桥梁。
2、德布罗意提出假设：实物粒子也具有_______；能量为ε、动量为P的粒子所对应的波的频率为v、波长为λ，遵从关系_________、_________。
与实物粒子相联系的波称为___________，也叫_________.3．光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明( )A．光是电磁波B．光具有波动性C．光可以携带信息D．光具有波粒二象性4．下列各组现象能说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．泊松亮斑和光电效应D．光的反射和光电效应5．下列说法中正确的是( )A．物质波是机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性6．关于物质波以下说法正确的是( )A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性7．下列说法中正确的是( )A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小8．关于物质波，下列说法正确的是( )A．电子衍射图样证明了物质波的正确性B．粒子的动量越大，其波动性越易观察C．粒子的动量越小，其波动性越易观察D．电子衍射图样中电子束物质波的波长与金属晶格大小可以比拟9．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m＝1.67×10－27 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，可以估算德布罗意波波长λ＝1.82×10－10 m的热中子动能的数量级为( )A．10－17 J B．10－19 JC．10－21 J D．10－24 J10．如图所示，弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成亮暗相间的条纹，与锌板相连的验电器的铝箔有张角，则该实验不能证明( )A．光具有波动性B．从锌板上逸出带正电的粒子C．光能发生衍射D．光具有波粒二象性11．关于物质波，下列说法正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短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12．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是( )A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确13．质量为10g，速度为300m／s在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少?为什么我们无法观察出其波动性?如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能够看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或者其它周期性的曲线?为什么?17.3 粒子的波动性参考答案3．选BC 光能发生衍射现象，说明光有波动性，B正确．衍射图样与障碍物的形状对应，说明了衍射图样中包含了障碍物等物体的信息，C正确．光是电磁波，光也具有波粒二象性，但在这个现象中没有得到反映，A、D不正确．4．选C 光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波动性的证据，光电效应说明光具有粒子性，反射和色散不能说明光具有波动性或粒子性，因此C 正确．5．选C 物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，看不出来，故只有C 对．.D.C8．选ACD 衍射现象是波的特性，所以电子衍射图样可证明物质越小，不易发生衍射现象，λ越大，p 知，h λ＝p 对；由A 波是正确的，所以C 对，B 错；发生明显衍射的条件是波长与障碍物尺寸相差不多或比障碍物大，所以D 对．，所以热中k mE 2＝2p ，又h λ＝p 知热中子动量h p＝λ由 C ．选9子动能：J (6.63×10－34)22×(1.82×10－10)2×1.67×10－27＝h22λ2m ＝p22m ＝k E 正确．C ．故选项J 21－10×4≈ 10．选B 弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成亮暗相间的条纹，说明发生了衍射，光具有波动性，A 、C 正确；与锌板相连的验电器的铝箔有张角，发生了光电效应，说明光具有粒子性，D 正确；从锌板上逸出的是带负电的电子，B 错．可知，动量大的波长短．电子与质子的速度相h p＝λ由 A ．选11等时，电子动量小，波长长．电子与质子动能相等时，由动量与动能的可知，电子的动量小，波长长．动量相等的电子和中2mEk ＝p 关系式子，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.13乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的 12.B13．根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹也必有—种波与之对应。
高中物理第十七章波粒二象性粒子的波动性课后训练新人教选修
第3节粒子的波动性课后训练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2．对光的认识，以下说法正确的是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显3．对光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同样一种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定波动说，在光子的能量ε＝hν中，频率ν表示的仍是波的特性4．关于物质波，下列认识中错误的是( )A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象5．用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，关于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6．用高压加速后的电子的德布罗意波的波长可以小到10－12 m数量级。
用它观察尺度在10－10 m数量级的微小物体时，其衍射就可以忽略不计，从而大大提高了显微镜的分辨能力。
一台电子显微镜用来加速电子的电压高达U＝106V，求用它加速后的电子束的德布罗意波的波长。
高中物理 5. 粒子的波动性和量子力学的建立 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 如图为氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα、Hβ、Hγ和，都是氢原子中电子从量子数n＞2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，根据此图判定错误的是（）A．Hα对应的原子前后能级之差最小B．同一介质对Hα的传播速度最大C．光子的动量最大D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则用Hβ照射同一金属一定不能产生光电效应2. 发光功率为P的激光器发出波长为λ的激光，假设某一光子与静止的电子发生正碰（）A．与电子碰撞后，光子的波长不变B．与电子碰撞后，光子的波长变短C．激光器发出光子的动量为D．激光器每秒钟发出光子的数量为3. 下列现象能反映“光具有粒子性”的是（）A．光能同时发生反射和折射B．光的干涉C．光的衍射D．光电效应4. 在白炽灯光的照射下，能从捏紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹；通过游标卡尺两个测量爪之间的狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，这两种现象（）A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象D．都是光的波动性的表现5. 下列说法不正确的是（）A．光的偏振现象，证明光是横波B．康普顿效应说明光具有波动性C．光电效应现象说明光具有粒子性D．电子衍射现象证实了电子的波动性6. 让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格（大小约）上，可得到电子的衍射图样，如图所示。
下列说法正确的是（）A．电子衍射图样说明了电子具有波动性B．电子物质波波长比可见光波长更长C．加速电压越大，电子的物质波波长越长D．动量相等的质子和电子，对应的物质波波长不相等7. 下列说法正确的是（）A．爱因斯坦发现了光电效应，并提出相应理论，合理地解释了光电效应B．康普顿效应表明光有波动性；光电效应说明光有粒子性C．α粒子散射实验中，α粒子碰到电子会出现大角度散射D．电子的波动是概率波8. 太阳帆（英文名：So lar s ail s）是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。
高中物理 第十七章 3 粒子的波动性练习(含解析)新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理试题
3 粒子的波动性根底巩固1.(多项选择)关于光的本性,如下说法正确的答案是()A.光子说并没有否认光的电磁说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得出来的D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性,少量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,它表现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律,而是自身表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:AB2.如下说法正确的答案是()A.物质波属于机械波B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C.德布罗意认为任何一个运动的物体,小到电子、质子、中子,大到行星、太阳都有一种波与之相对应,这种波叫物质波D.宏观物体运动时,看不到它的衍射和干预现象,所以宏观物体运动时不具有波动性解析:任何一个运动的物体都具有波动性,但因为宏观物体的德布罗意波波长很短,所以很难看到它的衍射和干预现象,所以C项对,B、D项错;物质波不同于宏观意义上的波,故A项错。
答案:C3.在历史上,最早证明德布罗意波存在的实验是()A.弱光衍射实验B.电子束在晶体上的衍射实验C.弱光干预实验D.以上都不正确解析:最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验,应当选项B正确。
答案:B4.如下列图,当弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,同时与锌板相连的验电器铝箔有张角,如此该实验()A.只能证明光具有波动性B.只能证明光具有粒子性C.只能证明光能够发生衍射D.证明光具有波粒二象性解析:弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,这是光的衍射,证明了光具有波动性;验电器铝箔有张角,说明锌板发生了光电效应现象,如此证明光具有粒子性,所以该实验证明了光具有波粒二象性,D正确。
最新人教版高中物理选修3-5：17.3 粒子的波动性 知识点总结及课时练习
3粒子的波动性记一记粒子的波动性知识体系1想波动性——干涉和衍射2看粒子性——光电效应和康普顿效应3记物质波——ν＝εhλ＝hp辨一辨1.一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．(×)2．湖面上的水波就是物质波．(×)3．电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．(√)4．关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性．(×)5．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子．(×)6．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性．(√)想一想1.认识光的波粒二象性，应从微观角度还是宏观角度？提示：光既表现出波动性又表现出粒子性，要从微观的角度建立光的行为图象，认识光的波粒二象性．2．光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子，这句话正确吗？提示：不正确．其原因是没有真正理解光的波粒二象性．事实上，光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，并不是有的光是波，有的光是粒子．3．你能算一下你自己的物质波波长吗？提示：利用λ＝hp来计算．思考感悟：练一练1.电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将()A．小于0.2 nm B．大于0.2 nmC．等于0.2 nm D．以上说法均不正确解析：显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率越高，由λ＝hp知，如果把质子加速到与电子相同的速度，因质子的质量更大，则质子的波长更短，分辨能力更高．答案：A2．(多选)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”认为光是一种物质微粒，爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量，显然选项A错；干涉、衍射是波的特性，光能发生干涉说明光具有波动性，选项B 正确；麦克斯韦根据光的传播不需要介质，以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等从而认为光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实了光的电磁说，选项C正确；光具有波动性与粒子性，称为光的波粒二象性，选项D正确．答案：BCD3．(多选)下列说法正确的是()A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，所以我们可以说光具有波粒二象性B．一个电子和一个质子具有相同的动能时，因为电子的质量比质子的小，所以电子的动量就小C．一个电子和一个质子具有相同的动能时，电子的德布罗意波长比质子的小D．一个电子和一个质子具有相同的动能时，电子的德布罗意波长比质子的大解析：光既具有波动性，又具有粒子性，说明了光具有波粒二象性，选项A正确；一个电子和一个质子具有相同的动能时，动量和动能的关系式为p＝2mE k，由于电子的质量比质子的质量小，可知电子的动量小，选项B正确；又由λ＝hp知电子的动量小，其德布罗意波长应比质子的德布罗意波长大，选项C错误，选项D正确．答案：ABD4．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现粒子性的是()A．电子束通过双缝后可以形成干涉图样B．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关C．人们用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构解析：电子束通过双缝后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，故A错误；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，光电效应说明光具有粒子性，故B正确；用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故C错误；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故D错误．故选B.答案：B要点一人类对光的本性的认识1.[2019·河北衡水期末](多选)关于实物粒子的波粒二象性，下列说法正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微观粒子都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观现象中是统一的D．实物粒子的运动有特定的轨道，所以实物粒子不具有波动性解析：德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切运动的物体都具有波粒二象性，故A正确，D错误；运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道，B正确；波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观现象中是统一的，故C正确．答案：ABC2．对于光的波粒二象性的说法，正确的是()A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光波与机械波是同样的一种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性．粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说．综上所述，A、B、C错误，D正确．答案：D3．关于光的波粒二象性，下列理解正确的是()A．当光子静止时有粒子性，光子传播时有波动性B．光是一种宏观粒子，但它按波的方式传播C．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述D．大量光子出现的时候表现为粒子性，个别光子出现的时候表现为波动性解析：光子是不会静止的，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A、D错误；光子不是宏观粒子，光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B错误；光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述，故C 正确．答案：C要点二 对物质波的理解4.影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．利用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图象．以下说法正确的是( )A ．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强B ．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显C ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱解析：设加速电压为U ，电子电荷量为e ，质量为m ，则E k ＝12m v 2＝eU ＝p 22m ，又p ＝h λ，故eU ＝h 22mλ2，可得λ＝h 22emU .对电子来说，加速电压越高，λ越短，衍射现象越不明显，故A 、B 错．电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要短得多，衍射现象不明显，分辨本领强，故C 对，D 错．答案：C5．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n ，其中n >1，已知普朗克常量h ，电子质量m 和电子电荷量e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B ．(md 2h 2n 2e 3)13C.d 2h 22men 2D.n 2h 22med 2解析：电子的动量p ＝m v ＝2meU ，而德布罗意波长λ＝h p ＝d n ，代入得U ＝n 2h 22med 2.故正确选项为D.答案：D6．[2019·海口月考]一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U)，该粒子的德布罗意波长为()A.h2mqU B.h2mqUC.h2mqU2mqU D.hmqU解析：设带电粒子加速后的速度为v，根据动能定理可得qU＝12m v2所以v＝2qU m由德布罗意波长公式可得λ＝hp＝hm2qUm＝h2mqU2mqU所以选项C正确．故选C.答案：C7．已知普朗克常量为h＝2π·197 MeV·fm/c，电子的质量为m e＝0.51 MeV/c2，其中c＝3.0×108 m/s为真空光速，1 fm＝10－15 m，则动能为1.0 eV的自由电子的物质波长为λe＝________m．具有如上波长的光子的能量为Eλ＝________eV.(所填答案均保留一位有效数字)解析：动能为1.0 eV的自由电子的物质波长为λe＝hp＝hm e v＝h2m e E k≈1×10－9 m具有如上波长的光子的能量为Eλ＝h cλe＝cp＝c2m e E k≈1×103 eV.答案：1×10－91×1038．如果一个中子和一个质量为104kg的火箭都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27 kg)解析：中子的动量为：p1＝m1v，火箭的动量为：p2＝m2v，据λ＝hp知中子和火箭的德布罗意波长分别为：λ1＝hp1，λ2＝hp2联立以上各式解得：λ1＝hm1v，λ2＝hm2v.将m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s，h＝6.63×10－34 J·s，m2＝104 kg代入上面两式可解得：λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－41 m.答案：4.0×10－10 m 6.63×10－41 m9．金属晶体中晶格大小的数量级是10－10m．电子经过加速电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样．问这个加速电场的电压约为多少？(已知电子的电荷量为e＝1.6×10－19 C，质量为m＝0.90×10－30 kg)解析：设加速电场的电压为U，电子经电场加速后获得的速度为v，对加速过程由动能定理得eU＝12m v2①据德布罗意物质波理论知，电子的德布罗意波长为λ＝hp②其中p＝m v③解①②③联立方程组可得U＝h22emλ2≈153 V.答案：153 V基础达标1.[2019·大同月考](多选)关于光的波粒二象性，下列说法正确的是()A．光的频率越高，光的能量越大，粒子性越明显B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越明显C．频率高的光只具有粒子性，不具有波动性D．无线电波只具有波动性，不具有粒子性解析：光的频率越高，由ε＝hν知光子的能量越大，光的波长越短，粒子性越明显，A对；光的波长越长，则频率越小，由ε＝hν知光子的能量越小，则光的波动性越明显，B对；频率高的光粒子性明显，但也具有波动性，C错；无线电波是电磁波，既具有波动性又具有粒子性，D错．答案：AB2．(多选)为了观察晶体的原子排列，采用了以下两种方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此，电子显微镜的分辨率高)；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列．则下列分析中正确的是()A．电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当解析：由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，由p＝hλ可知它的动量应很大，即速度应很大，选项A正确，选项B错误；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，选项C错误，选项D正确．答案：AD3．(多选)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知( )B ．无线电波通常情况下只能表现出波动性C ．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D ．只有可见光才有波动性解析：由于弹子球德布罗意波长极短，故很难观察其波动性，而无线电波波长为3.0×102 m ，所以通常表现出波动性，很容易发生衍射，而金属晶体的品格线度大约是10－10 m 数量级，所以波长为1.2×10－10 m 的电子可以观察到明显的衍射现象，故选A 、B 、C.答案：ABC4．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体表面的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面的光子数之比为5:4，则这两束光的光子能量和波长之比分别为( )A ．4:5 4:5B ．5:4 4:5C ．5:4 5:4D ．4:5 5:4解析：两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打在物体表面的光子数之比为5:4，根据E ＝NE 0可得两束光光子能量之比为4:5；再根据E 0＝hν＝h c λ知，光子能量与波长成反比，故两束光光子波长之比为5:4.选项D 正确．答案：D5．[2019·广西桂林期中]下列说法正确的是( )A ．光的波粒二象性是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的B ．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁理论C ．光子说并没有否定电磁说，在光子的能量式ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性D．光波与机械波具有完全相同的特点解析：光的波粒二象性认为光是一份一份的光子构成的，光子是一种没有静止质量的能量团，与牛顿的微粒说中的实物粒子有本质区别；光同时还是一种波，但与惠更斯的波动说中的光是一种机械波有本质区别，A错误．在光子能量式ε＝hν中，ν表示了波的特征，ε表示粒子的特性，光子说并没有否定麦克斯韦的电磁说，B错误，C正确．机械波传播需要介质，光波不需要；机械波是横波或纵波，光波只能是横波，D错误．答案：C6．[2019·哈尔滨六中期中](多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是()A．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性B．电子束的晶体衍射实验表明实物粒子具有波动性C．动能相等的质子和电子的德布罗意波长相等D．低频电磁波的粒子性显著，高频电磁波的波动性显著解析：光电效应表明光具有“一份一份”的能量，康普顿效应说明光具有动量，均能说明光具有粒子性，A正确；电子束射到晶体上产生的衍射图样说明实物粒子具有波动性，B正确；动量p＝2mE k，因为质子与电子的质量不同，所以动能相等的质子与电子的动量是不同的，根据德布罗意波长公式λ＝hp可知它们的德布罗意波长不相等，C错误；因为电磁波的频率越低，能量值越小，频率越高，能量值越大，所以低频电磁波的波动性显著，高频电磁波的粒子性显著，D错误．答案：AB7．美国科学家里卡尔多·贾科尼由于发现宇宙X射线源而获得诺贝尔奖．X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则()A．E＝hλc p＝0 B．E＝hλc p＝hλc2C．E＝hcλp＝0 D．E＝hcλp＝hλ解析：根据E＝hν和λ＝hp可得X射线每个光子的能量为E＝hcλ，每个光子的动量为p＝hλ，选项D正确．答案：D能力达标8.德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式λ＝hp.现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H＋和二价镁离子Mg2＋，已知氢离子与镁离子的质量之比为1:24，则加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波长之比为() A．1:4 B．1:4 3C．4:1 D．43:1解析：离子加速后的动能E k＝qU，离子的德布罗意波长λ＝hp＝h2mE k＝h2m·qU，所以λH＋λMg2＋＝24×21×1＝431，故选项D正确．答案：D9．任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长是λ＝hp，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫德布罗意波，现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2相向正碰后粘在一起，已知|p1|<|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为()A.λ1＋λ22 B.λ1－λ22C.λ1λ2λ1＋λ2 D.λ1λ2λ1－λ2解析：由动量守恒p2－p1＝p知，hλ2－hλ1＝hλ，所以λ＝λ1λ2λ1－λ2，故D正确．答案：D10．一颗质量为5.0 kg的炮弹，(1)以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为多大？(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长为多大？(3)若要使它的德布罗意波长与波长是400 nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？解析：(1)炮弹的德布罗意波长λ1＝h p 1＝h m v 1＝6.63×10－345.0×200m ＝6.63×10－37 m. (2)它以光速运动的德布罗意波长λ2＝h p 2＝h m v 2＝6.63×10－345.0×3×108m ＝4.42×10－43 m. (3)由λ＝h p ＝h m v ，得v ＝h mλ＝ 6.63×10－345.0×400×10－9 m/s ＝3.315×10－28 m/s. 答案：(1)6.63×10－37 m (2)4.42×10－43 m(3)3.315×10－28 m/s11．静止的原子核放出一个波长为λ的光子．已知普朗克常量为h ，则(1)质量为M 的反冲核的速度为多少？(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？解析：(1)光子的动量为p ，由动量守恒定律知反冲核的动量大小也为p .由p ＝h λ＝M v ，得v ＝h λM .(2)反冲核的物质波的波长λ′＝h M v ＝λ.答案：(1)h λM (2)λ12．已知铯的逸出功为1.9 eV ，现用波长为4.3×10－7 m 的入射光照射金属铯．(1)能否发生光电效应？(2)若能发生光电效应，求光电子的德布罗意波长最短为多少？(电子的质量为m ＝0.91×10－30 kg)解析：(1)入射光子的能量E ＝hν＝h c λ＝6.626×10－34×3.0×1084.3×10－7×11.6×10－19eV ≈2.9 eV . 由于E ＝2.9 eV>W 0，所以能发生光电效应．(2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0＝1 eV ＝1.6×10－19 J而光电子的最大动量p＝2mE k，则光电子的德布罗意波长的最小值λmin＝hp＝6.626×10－342×0.91×10－30×1.6×10－19m≈1.2×10－9 m.答案：(1)能(2)1.2×10－9 m。
高二物理(人教版)选修35课时同步练习卷：粒子的波动性及概率波
高二物理（人教版）选修35课时同步练习卷：粒子的波动性及概率波1．(多项选择)说明光具有粒子性的现象是()A．光电效应B．光的干预C．光的衍射D．康普顿效应答案AD2．(多项选择)以下说法中正确的选项是()A．光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的动摇说组成的B．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁实际C．光子说并没有否认电磁说，在光子的能量ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性D．光波不同于微观观念中那种延续的波答案CD3．有关光的本性，以下说法中正确的选项是()A．光具有动摇性，又具有粒子性，这是相互矛盾和统一的B．光的动摇性相似于机械波，光的粒子性相似于质点C．少量光子才具有动摇性，一般光子只具有粒子性D．由于光既具有动摇性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能以为光具有波粒二象性答案D4．(多项选择)以下物理实验中，能说明粒子具有动摇性的是()A．经过研讨金属的抑止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．经过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．经过电子双缝实验，发现电子的干预现象D．应用晶体做电子束衍射实验，证明了电子的动摇性答案CD5．以下说法中正确的选项是()A．物质波属于机械波B．只要像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有动摇性C．德布罗意以为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D．微观物体运动时，看不到它的衍射和干预现象，所以微观物体运动时不具有动摇性答案C6．以下说法中正确的选项是()A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小答案 C7．诺贝尔物理学奖中的一项为哪一项奖励美国迷信家贾科尼和日本迷信家小柴昌俊发现了宇宙X 射线源．X 射线是一种高频电磁波，假定X 射线在真空中的波长为λ，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，以ε和p 区分表示X 射线每个光子的能量和动量，那么( )A ．ε＝hλc，p ＝0 B ．ε＝hλc ，p ＝hλc 2 C ．ε＝hc λ，p ＝0 D ．ε＝hc λ，p ＝h λ答案 D8．(2021·江苏单科·12C(2))质子(11H)和α粒子(42He)被减速到相革命能时，质子的动量________(选填〝大于〞〝小于〞或〝等于〞)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波长之比为________．答案 小于 2∶19．(多项选择)以下各种波属于概率波的是( )A ．声波B ．无线电波C ．光波D ．物质波答案 CD10．在做双缝干预实验时，发现100个光子中有96个经过双缝后打到了观察屏上的b 处，那么b 处是( )A ．亮纹B ．暗纹C ．既有能够是亮纹也有能够是暗纹D ．以上各种状况均有能够答案 A11．(多项选择)电子的运动受动摇性的支配，关于氢原子的核外电子，以下说法正确的选项是( )A ．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描画它们在原子中的位置B ．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C ．电子绕核运动的〝轨道〞其实是没有意义的D ．电子轨道只不过是电子出现的概率比拟大的位置答案 CD12．(多项选择)物理学家做了一个幽默的实验：在双缝干预实验中，在光屏处放上照相底片，假定削弱光的强度，使光子只能一个一个地经过狭缝，实验结果说明，假设曝光时间不太长，底片上只出现一些不规那么的点；假设曝光时间足够长，底片上就出现了规那么的干预条纹，对这个实验结果以下看法正确的选项是( )A ．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规那么的点B ．单个光子的运动表现出动摇性C ．干预条纹中明亮的局部是光子抵达时机较多的中央D ．只要少量光子的行为才干表现出动摇性答案 CD13．以下关于概率波的说法中，正确的选项是( )A ．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的实质是一样的，都能发作干预和衍射现象D．在光的双缝干预实验中，假定有一个粒子，那么可以确定它从其中的哪一个缝中穿过答案B14．(多项选择)应用金属晶格(大小约10－10 m)作为阻碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子经过电场减速后，让电子束照射到金属晶格上，从而失掉电子的衍射图样．电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，减速电压为U，普朗克常量为h，那么以下说法中正确的选项是()A．该实验说明了电子具有动摇性B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝h2meUC．减速电压U越大，电子的衍射现象越清楚D．假定用相革命能的质子替代电子，衍射现象将愈加清楚答案AB15．以下有关光的波粒二象性的说法中，正确的选项是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是异样的一种粒子C．光的波长越长，其动摇性越清楚；波长越短，其粒子性越清楚D．少量光子的行为往往表现出粒子性答案C16．如下图为证明电子波存在的实验装置，从F上出来的热电子可以为初速度为零，所加的减速电压U＝104V，电子质量为m＝9.1×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.电子被减速后经过小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，发作衍射作用，结果在照相底片上构成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．答案 1.23×10－11m17.在空中飞行的质量为10 g、速度为300 m/s的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察到其动摇性？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)答案 2.21×10－34 m由于子弹的德布罗意波长极短，无法观察到其动摇性。
2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三4.5粒子的波动性和量子力学的建立(含答案)
2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三4.5粒子的波动性和量子力学的建立（含答案）4.5粒子的波动性和量子力学的建立知识点一、粒子的波动性1．德布罗意波：每一个的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫波．2．粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间的关系：ν＝εh，λ＝hp.知识点二、物质波的实验验证1．实验探究思路：、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生或衍射现象．2．实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的3．说明：除了电子以外，人们陆续证实了中子、质子以及原子、分子的 ，对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εh 和λ＝h p关系同样正确．4．电子、质子、原子等粒子和光一样，也具有 性．知识点三、量子力学的建立对物质波的理解(1)任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，这种波叫物质波，其波长λ＝h p.我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小．(2)德布罗意假说是光的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波． 2．计算物质波波长的方法(1)根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p ＝mv . (2)根据波长公式λ＝h p求解． (3)注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式．如光子的能量：ε＝h ν，动量p ＝h λ；微观粒子的动能：E k ＝12mv 2，动量p ＝mv .[例题1]下列说法正确的是（）A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都具有一种波和它对应D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性[例题2]实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中不能突出体现波动性的是（）A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关[例题3]（多选）利用金属晶格（大小约10﹣10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。
2019高中物理配套课后习题第十七章 3 粒子的波动性
3粒子的波动性基础巩固1.(多选)说明光具有粒子性的现象是()A.光电效应B.光的干涉C.光的衍射D.康普顿效应2.(多选)为了验证光的波粒二象性,在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片,并设法减弱光的强度,下列说法正确的是()A.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝,如果时间足够长,底片上将出现双缝干涉图样B.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝,如果时间很短,底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C.大量光子的运动显示光的波动性D.个别光子的运动显示光的粒子性,光只有波动性,没有粒子性,对于个别光子,我们无法判断它落到哪个位置;大量光子遵循统计规律,即大量光子的运动或曝光时间足够长,显示出光的波动性。
3.(多选)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是()A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性,由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线散射中有波长变大的成分,并不能证实物质波理论的正确性,即A、B不能说明粒子的波动性,证明粒子的波动性只能是C、D。
4.下列关于物质波的说法正确的是()A.实物粒子具有粒子性,在任何条件下都不可能表现出波动性B.宏观物体不存在对应波的波长C.电子在任何条件下都能表现出波动性D.微观粒子在一定条件下能表现出波动性5.下列说法正确的是()A.质量大的物体,其德布罗意波长短B.速度大的物体,其德布罗意波长短C.动量大的物体,其德布罗意波长短D.动能大的物体,其德布罗意波长短解析由物质波的波长λ=,得其只与物体的动量有关,动量越大其波长越短。
答案C6.(多选)利用金属晶格(大小约10-10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是使电子通过电场加速后,让电子束照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样。
高中物理-粒子的波动性练习
高中物理-粒子的波动性练习A组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”认为光是一种物质微粒,爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量,显然选项A错;干涉、衍射是波的特性,光能发生干涉说明光具有波动性,选项B正确;麦克斯韦根据光的传播不需要介质,以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等从而认为光是一种电磁波,后来赫兹用实验证实了光的电磁说,选项C正确;光具有波动性与粒子性,称为光的波粒二象性,选项D正确。
答案:BCD2.用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在,如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片。
这些照片说明()A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光既有粒子性,又有波动性D.光的波动性不是光子之间的相互作用引起的解析:少量光子通过双缝后照片上呈现不规则分布的亮点显示了光的粒子性,大量光子通过双缝后照片上获得了双缝干涉条纹,说明光具有波动性;光子先后依次通过双缝,说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的。
故选项C、D正确。
答案:CD3.下列有关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,其波动性越显著;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,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,选项A错误。
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一种粒子,选项B错误。
高中物理第17章波粒二象性第3节粒子的波动性课堂练习(含解析)新人教版选修35
高中物理第17章波粒二象性第3节粒子的波动性课堂练习（含解析）新人教版选修351．(2019·吉林省白城一中高二下学期期末)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是( C )A ．黑体辐射规律可用光的波动性解释B ．光电效应现象揭示了光的波动性C ．电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性D ．光子通过狭缝后的运动路线是螺旋线解析：黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，但不能用光的波动性解释，A 错误；光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，B 错误；电子束射到晶体上产生的衍射图样说明电子具有波动性，C 正确；光子通过狭缝后，运动轨迹不是螺旋线，故D 错误。
2．(2019·江苏省宿迁市高二下学期期末)以下说法中正确的是( D )A ．电子是实物粒子，运动过程中只能体现粒子性B ．光子的数量越多，传播过程中其粒子性越明显C ．光在传播过程中，只能显现波动性D ．高速飞行的子弹由于德布罗意波长较短，故不会“失准”解析：根据德布罗意理论可知，实物同样具有波粒二象性，实物粒子的运动有特定的轨道，是因为实物粒子的波动性不明显而已，故A 错误；大量光子的作用效果往往表现为波动性，故B 错误；光子既有波动性又有粒子性，光在传播过程中，即可以表现波动性也可以表现粒子性，故C 错误；高速飞行的子弹由于德布罗意波长较短，粒子性明显，故不会“失准”，故D 正确。
3．(2019·吉林省实验中学高二下学期期中)一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为( A )A ．λ1λ2λ1＋λ2 B ．λ1λ2λ1－λ2 C ．λ1＋λ22 D ．λ1－λ22解析：中子的动量P 1＝h λ1，氘核的动量P 2＝h λ2，对撞后形成的氚核的动量P 3＝P 2＋P 1，所以氚核的德布罗意波波长为λ3＝h P 3＝λ1λ2λ1＋λ2，故A 正确，B 、C 、D 错误。
高中物理专题08粒子的波动性练习(含解析)
课时08 粒子的波动性1．以下科学家中，提出实物粒子具有波粒二象性的是（）A．德布罗意B．查德威克C．贝克勒尔D．约里奥·居里夫妇【答案】A【解析】德布罗意提出实物粒子象光子一样，也具有波粒二象性。
2．关于光的波粒二象性的理解正确的是A．大量光子的行为往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著【答案】D【解析】光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显；光在传播时表现为波动性，而与物质相互作用时表现为粒子性，故AB错误。
光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的，故C错误。
波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著，选项D正确；故选D.3．美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，用X光对静止的电子进行照射，照射后电子获得速度的同时，X光的运动方向也会发生相应的改变。
下图是X射线的散射示意图，下列说法中正确的是（）A．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把部分动量转移给电子,因此光子散射后频率变大B．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量C．X光散射后与散射前相比，速度将会变小D．散射后的光子虽然改变原来的运动方向，但频率保持不变【答案】B【解析】A．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把部分动量转移给电子，因此光子散射后能量减小，频率变小，选项A错误；B．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项B正确；C．X光散射后与散射前相比速度不变，均为c，选项C错误；D．散射后的光子改变原来的运动方向，能量减小，则频率减小，选项D错误。
4．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比（）A．频率变大B．速度变小C．光子能量变大D．波长变长【答案】D【解析】光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据E=hv，光子的频率减小；故A错误；碰撞前、后的光子速度不变，故B错误；当入射光子与静止的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，电子能量增加，故光子能量减小。
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高中物理-粒子的波动性练习
A组
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”认为光是一种物质微粒,爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量,显然选项A错;干涉、衍射是波的特性,光能发生干涉说明光具有波动性,选项B正确;麦克斯韦根据光的传播不需要介质,以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等从而认为光是一种电磁波,后来赫兹用实验证实了光的电磁说,选项C正确;光具有波动性与粒子性,称为光的波粒二象性,选项D正确.
答案:BCD
2.用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在,如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明()
A.光具有粒子性
B.光具有波动性
C.光既有粒子性,又有波动性
D.光的波动性不是光子之间的相互作用引起的
解析:少量光子通过双缝后照片上呈现不规则分布的亮点显示了光的粒子性,大量光子通过双缝后照片上获得了双缝干涉条纹,说明光具有波动性;光子先后依次通过双缝,说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的.故选项C、D正确.
答案:CD
3.下列有关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,其波动性越显著;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,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,选项A错误.
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一种粒子,选项B错误.
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光接收装置的反应,所以其粒子性就很显著.故选项C正确,D错误.
答案:C
4.下列说法正确的是()
A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性,所以我们可以说光具有波粒二象性
B.一个电子和一个质子具有相同的动能时,因为电子的质量比质子的小,所以电子的动量就小
C.一个电子和一个质子具有相同的动能时,电子的德布罗意波长比质子的小
D.一个电子和一个质子具有相同的动能时,电子的德布罗意波长比质子的大
解析:光既具有波动性,又具有粒子性,说明了光具有波粒二象性,选项A正确;一个电子和一个质子具有相同的动能时,动量和动能的关系式为p=,由于电子的质量比质子的质量小,可知电子的动量小,选项B正确;又由λ=知电子的动量小,其德布罗意波长应比质子的德布罗意波长大,选项C错误,选项D正确.
答案:ABD
5.为了观察晶体的原子排列,采用了以下两种方法:
(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短,能防止发生明显衍射现象,因此,电子显微镜的分辨率高);(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样,进而分析出晶体的原子排列.则下列分析中正确的是()
A.电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多
B.电子显微镜中电子束运动的速度应很小
C.要获得晶体的X射线衍射图样,X射线波长要远小于原子的尺寸
D.中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当
解析:由题目所给信息“电子的物质波波长很短,能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知,电子的物质波的波长比原子尺寸小得多,由p=可知它的动量应很大,即速度应很大,选项A正确,选项B错误;由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知,中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当,选项C错误,选项D正确.
答案:AD
6.在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括X光在内的各种能量的光电子,其中光电子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c.则可知该X射线管发出的X光()
A.最短波长为
B.最短波长为
C.最小频率为
D.最大频率为
解析:电子在电场中加速获得动能E k=eU=hν.由题目所给条件,可得光电子最大频率ν=,所以选项D正确;又λ=,所以X光的最短波长λ=,所以选项B正确.
答案:BD
7.影响显微镜分辨本领的一个因素是衍射,衍射现象越明显,分辨本领越低.使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领,它利用高电压对电子束加速,最后打在感光胶片上来观察显微图像.以下说法正确的是()
A.加速电压越高,电子的波长越长,分辨本领越强
B.加速电压越高,电子的波长越短,衍射现象越明显
C.如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强
D.如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱
解析:设加速电压为U,电子电荷量为e,质量为m,则有E k=mv2=eU=,又p=,故eU=,可得λ=.对电子来说,加速电压越高,λ越小,衍射现象越不明显,故A、B都错;电子与质子比较,因质子质量比电子质量大得多,可知质子加速后的波长要小得多,衍射现象不明显,分辨本领强,故C对,D错.
答案:C
B组
1.关于物质波,下列说法正确的是()
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=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,波长大.电子与质子动能相等时,由动量与动能的关系式p=可知,电子的动量小,波长大.动量相等的电子与中子,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3倍,则甲的波长应是乙的.
答案:A
2.下列说法正确的是()
A.物质波属于机械波
B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性
C.德布罗意认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳都具有一种波和它对应,这种波叫做物质波
D.宏观物体运动时,看不到它的衍射或干涉现象,所以宏观物体运动时不具有波动性
解析:物质波是一切运动着的物体所具有的波,与机械波性质不同,宏观物体也具有波动性,只是干涉、衍射现象不明显,只有选项C正确.
答案:C
3.在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波波长与晶体中原子间距相近,已知中子质量m=1.67×10-27 kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,可以估算德布罗意波波长λ=1.82×10-10 m的热中子动能的数量级为()
A.10-17 J
B.10-19 J
C.10-21 J
D.10-24 J
解析:由λ=知热中子动量p=,又p2=2mE k,所以热中子动能E k=
= J
≈4×10-21 J.
故选项C正确.
答案:C
4.电子经电势差为U=220 V的电场加速,在v<c的情况下,求此电子的德布罗意波长.(已知电子质量为9.11×10-31 kg,电子电荷量为1.6×10-19 C)
解析:电子由静止开始,在电场的加速下速度不断增加,由于题目要求电子的德布罗意波长,因此必须求出电子经电场加速后的动量,然后根据λ=即可求出电子的德布罗意波长.在电场力作用下mv2=eU,得v=.
根据德布罗意波长λ=得
λ=
= m
≈8.28×10-11 m.
答案:8.28×10-11 m。