高中物理-粒子的波动性练习

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。

课时跟踪检测(六）粒子的波动性1．下列说法正确的是（)A．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点B．光不具有波动性C．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D．实物粒子和光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质解析：选C 光的波动性和光的粒子性不同于宏观的机械波和粒子，属于微观世界，A错误；光既具有波动性又具有粒子性,B错误；光的波动性和粒子性是光的行为，即光具有波粒二象性，C正确；实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是传播着的电磁波,其本质不同，D错误.2．（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：选AB 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，既具有波动性也具有粒子性，D错。

3．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A．保持不变B.变为原来波长的两倍C．变为原来波长的一半D．变为原来波长的错误!倍解析：选C 由题知，粒子速度为v时，λ1＝错误!；粒子速度为2v时，λ2＝错误!，λ2＝12λ1.可知C正确，A、B、D错。

4．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：选A 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＝错误!知，如果把质子加速到与电子相同的速度，质子的波长更短，分辨能力更高.5．如图1所示，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，则该实验（)图1A．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：选 D 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,则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性,D正确。

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。

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。

2019-2020学年人教版选修3-517.3粒子的波动性课时作业1（含解析）1．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就，下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是（）A．卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后，进行了“月﹣地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来B．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动C．法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性，提出了物质波概念，后来的科学家在实验中找到了实物粒子波动性的证据。

D．奥斯特由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质2．下列说法正确的是（）A．正负电子对碰撞过程动量不守恒B．人工放射性同位素比天然放射性同位素半衰期长的多，因此废料不容易处理C．实物粒子也具有波动性，每一种运动粒子都有一个对应的波相联系D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变释放的核能3．下列说法正确的是( )A．放射性元素的半衰期随温度升高而减小B.光和电子都具有波粒二象性C．α粒子散射实验可以估算出原子核的数量级为10－10mD．原子核的结合能越大，原子核越稳定4．牛顿提出了光的微粒说，惠更斯提出了光的波动说，如今人们对光的性质有了更进一步的认识．下面四幅示意图中所表示的实验中能说明光具有粒子性的实验是（）A．B．C．D．5．如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是（）A．α粒子 B．中子 C．质子 D．电子6．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．光的衍射和光电效应D．光的反射和光电效应7．以下说法符合物理学史的是（）A．康普顿引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性C．汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征8．下列说法正确的是（）A．太阳上进行的核反应方程是B．光照射金属发生光电效应时，如果入射光的频率一定，则单位时间内从金属表面逸出的光电子数与入射光的强度成正比C．让红光和紫光分别通过同一单缝衍射装置时，均能产生等间距的明、暗相间的条纹，且红光的相邻两条明条纹（或暗条纹）的间距较大D．大量处于量子数n=4能级的氢原子，可能发出6种不同频率的光9．研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为v的光照射光电管电极K时，有光电子产生．光电管K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出，光电流I由图中电流计测出，下列关于光电效应实验规律的说法中，正确的是（）．E．调整滑片P、P′的位置，可使光电子从K极发射后向A极做减速运动，当电流计的示数恰为零时，电压表的示数称为反向截止电压A．降低入射光的频率有可能光电管电极K上无光电子放出B．当滑片P位于P′右端时,电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子加速C．保持入射光频率不变，当增大入射光光强时，图中电流计示数不变D．保持入射光频率、光强不变，若只增大光电管K、A极间所加的加速电压，光电流会趋于一个饱和值10．下列说法正确的是E．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出核能A．只要入射光照强度足够大，就会发生光电效应B．α粒子散射实验，表明原子具有核式结构C．由玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，其电势能减小，核外电子的动能增大D．天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线都是高能量的电磁波11．下列说法中正确的是__________E、衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的A．光电效应现象说明光具有粒子性B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C．波尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象D．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越大12．下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是（）E．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B．在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值的光向频率较低的方向移动C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一半，仍然可发生光电效应D．在光电效应现象中，极限频率越大的金属材料逸出功越大13．下列说法正确的是（）E.电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性F.天然放射线中的β射线是高速电子流，是原子的核外电子受到激发后放出的A．光电效应实验揭示了光的粒子性B．根据2∆=∆在核裂变过程中减少的质量转化成了能量E mcC．太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变D．γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱14．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出．E.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能A．甲光的频率等于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流15．下列说法中正确的是( )A．电子束的衍射实验证明了电子的波动性B．宏观物体的波动性我们不易观察到的原因是因为其波长太小C．电子有波动性，质量较大的中子和质子没有波动性D．德布罗意因为电子束的衍射实验获得1929年的诺贝尔物理学奖参考答案1．C【解析】试题分析：牛顿发现万有引力定律后，进行了“月-地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来，故A错误；开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做椭圆运动，故B错误；法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性，提出了物质波概念，后来的科学家在实验中找到了实物粒子波动性的证据，故C正确；安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质，故D错误。

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。

第3节 粒子的波动性1、光的波粒二象性、(1)光的波粒二象性:光既具有波动性,又具有粒子性、 (2)光子的能量ε＝hν,动量p ＝h λ、能量ε与动量p 就是描述光的粒子性的物理量,频率ν与波长λ就是描述光的波动性的物理量、光的波粒二象性就是通过普朗克常量h 联系在一起的、(3)能表明光具有波动性的现象有干涉、衍射等;能表明光具有粒子性的事实有光电效应、康普顿效应等、2、粒子的波动性、法国物理学家德布罗意提出,实物粒子也具有波动性,即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,且粒子的能量ε与动量p 跟它所对应的波的频率ν与波长λ之间,也像光子跟光波一样,满足ν＝εh ,λ＝h p关系、这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波,也叫作物质波、3、物质波的实验验证、1927年戴维孙与G 、P 、汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,得到了电子衍射图样,从而证实了电子的波动性、基础巩固1、关于光的波粒二象性,下列说法中不正确的就是(C )A 、波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性B 、光的频率越高,粒子性越明显C 、能量越大的光子其波动性越显著D 、光的波粒二象性应理解为:在某种场合下光的粒子性表现明显,在另外某种场合下光的波动性表现明显解析:波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显,有时候表现出的波动性较明显,或者说在某种场合下光的粒子性表现明显,在另外某种场合下,光的波动性表现明显、A 、D 说法正确;光的频率越高,能量越高,粒子性相对波动性越明显,B 说法正确,C 说法错误、2、(多选)下列说法中正确的就是(CD)A、光的波粒二象性学说就就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场理论C、光子说并没有否定电磁说,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、光波不同于宏观观念中那种连续的波,它就是表明大量光子运动规律的一种概率波解析:光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小,可以用波动规律来描述,不就是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波、光的粒子性就是指光的能量就是一份一份的,每一份就是一个光子,不就是牛顿微粒说中的经典微粒、光子说与电磁说不矛盾,它们就是不同领域的不同表述、3、关于光的本性,下列说法中正确的就是(C)A、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B、光具有波粒二象性就是指:既可以把光瞧成宏观概念上的波,也可以瞧成微观概念上的粒子C、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D、光的波粒二象性就是将牛顿的波动说与惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的解析:光具有波粒二象性,这就是现代物理学关于光的本性的认识,光的波粒二象性就是爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的电磁说的统一、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,故A、B、D错误,C对、4、在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验就是(B)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、以上都不正确解析:由课本知识知,最早证明德布罗意波假说的就是电子束在晶体上的衍射实验、5、(2014·江苏卷)已知钙与钾的截止频率分别为7、73× Hz与5、44× H z,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的(A)A、波长B、频率C、能量D、动量解析:两种金属的截止频率不同,则它们的逸出功也不同,由W＝hν0可知截止频率大的,逸出功也大、由E k＝hν－W0可知,用同样的单色光照射,钙逸出的光电子的最大初动能较小,由p＝2mE k知,其动量也较小,根据物质波p＝hλ知,其波长较长、6、一颗质量为10 g的子弹,以200 m/s的速度运动着,则由德布罗意理论计算,要使这颗子弹发生明显的衍射现象,那么障碍物的尺寸为(C)解析:λ＝h p ＝h mv ＝m ≈3、32× m,故能发生明显衍射的障碍物尺寸应为选项C 、能力提升 7、人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验,如下所示的四个示意图表示的实验不能说明光具有波动性的就是(C )解析:A 、B 、D 图分别就是单缝衍射实验、双孔干涉实验与薄膜干涉的实验,干涉与衍射都就是波的特有性质,因此单缝衍射实验、双孔干涉实验与薄膜干涉的实验都说明光具有波动性,故A 、B 、D 错误、C 图此实验就是光电效应实验,说明了光的粒子性,不能说明光的波动性、故C 正确、8、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长与晶体中原子间距相近、已知中子质量1、67×10－27 kg,可以估算德布罗意波长λ＝1、82×10－10 m 的热中子的动能的数量级为(C )解析:德布罗意波理论中子动量p ＝h λ,中子动能,代入数据可估算出数量级 J 、9、质量为m 的粒子原来的速度为v ,现将粒子的速度增大为2v ,则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)(C )A 、保持不变B 、变为原来波长的两倍C 、变为原来波长的一半D 、变为原来波长的2倍解析:由题知,粒子速度为v 时,λ1＝h mv ;粒子速度为2v 时,λ2＝12λ1,可知C 正确,A 、B 、D 错、10、(多选)在光的单缝衍射实验中,在光屏上放上照相底片,并设法控制光的强度,尽可能使光子一个一个地通过狭缝,假设光子出现在中央亮纹的概率为90%,下列说法正确的就是(BC )A 、第一个光子一定出现在中央亮纹上B 、第一个光子可能不出现在中央亮纹上C 、如果前9个光子均出现在中央亮纹上,则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上D 、如果前9个光子均出现在中央亮纹上,则第10个光子一定不能出现在中央亮纹上 解析:对每个光子而言,出现在中央亮纹的概率均为90%,所以第一个光子有可能出现在中央亮纹上,也有可能不出现在中央亮纹上、如果前9个光子均出现在中央亮纹上,第10个光子出现在中央亮纹的概率为90%,所以第10个光子可能会出现在中央亮纹上,因此B 、C 正确,A 、D 错、正确选项就是B 、C 、11、如果一个中子与一个质量为10 g 的子弹都以103 m/s 的速度运动,则它们的德布罗意波的波长分别就是多长？(中子的质量为1、67×10－27 kg)解析:中子的动量为p 1＝m 1v ;子弹的动量为p 2＝m 2v ,据λ＝h p 知中子与子弹的德布罗意波长分别为: λ1＝h p 1,λ2＝h p 2; 联立以上各式解得:λ1＝h m 1v ,λ2＝h m 2v 、 将m 1＝1、67× kg,v ＝1× m/s,h ＝6、63×J ·s,m 2＝1、0× kg代入上面两式可解得:λ1＝3、97× m;λ2＝6、63× m答案:4、0× m 6、63×m12、1924年,法国物理学家德布罗意提出,任何一个运动着的物体都有一种波与它对应、1927年,两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图像,如图所示、试分析电子束通过铝箔后的运动特征、解析:电子束通过铝箔后,电子没有确定的位置与轨迹,其在某点出现的概率受波动规律支配,题图较亮的地方,电子到达的概率大,较暗的地方,电子到达的概率小、答案:见解析。

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。