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)

课时训练8粒子的波动性题组一光的波粒二象性1.如图所示,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()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,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,选项D正确。

答案:D2.如图所示为物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行电子干涉的实验示意图。

从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹,该实验说明()A.光具有波动性B.光具有波粒二象性C.微观粒子也具有波动性D.微观粒子也是一种电磁波解析:本题考查电子能产生干涉现象,表明电子具有波动性。

干涉现象是波的特征,电子是微观粒子,它能产生干涉现象,表明电子等微观粒子具有波动性。

但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波。

答案:C3.频率为ν的光子,具有的能量为hν,动量为,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射。

散射后的光子()A.改变原来的运动方向,但频率保持不变B.光子将从电子处获得能量,因而频率将增大C.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上,但方向相反D.由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量,散射后的光子频率低于入射前光子的频率解析:由于电子的能量增加,光子的能量减少,所以光子的频率降低。

答案:D4.有关光的本性,下列说法正确的是()A.光既具有波动性,又具有粒子性,这是互相矛盾和对立的B.光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点C.光不具有波动性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解析:19世纪初,人们成功地在实验室中观察到了光的干涉、衍射现象,这属于波的特征,微粒说无法解释这些现象;但19世纪末又发现了光电效应,这种现象波动说不能解释,证实光具有粒子性,因此,光既具有波动性,又具有粒子性,但光不同于宏观的机械波和粒子,波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现,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。

崭新的一页粒子的波动性同步练习
1.对于光的波粒二象性的说法中，下列说法中，正确的是
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光子和电子是同样一种粒子，光波和机械波同样是一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成
D．光是一种波同时也是一种粒子
2．下列现象中说明光有粒子性的有
A. 光的干涉
B. 光的衍射
C．光电效应
D. 康普顿效应
3. 下列说法正确的是
A．光的频率越高，衍射现象越容易看到
B．光的频率越高粒子性越显著
C．大量光子产生的效果往往显示波动性
D．让光子一个一个通过狭缝，每个光子都会在相同轨道上作匀速直线运动4. 下列说法正确的是
A．光的粒子性说明每个光子就象一个极小的球体
B．光是波，与机械波相似
C．在光的干涉条纹中，明条纹是光子到达概率大的地方
D．波动性和粒子性在宏观领域是对立的，在微观领域是可以统一的
5．按红外线.紫外线.伦琴射线.的顺序比较
A．穿透能力由弱到强
B．越来越不易发生衍射
C波动性越来越明显
D．粒子性由弱到强.
6.A.B两种色光分别垂直水面并射向池底，经历时间T
A >T
B
,那么两种光子的能。

1．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．电予束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确3．对光的认识，下列说法中正确的是( )A。

个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动性是光予本身的一种属性，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，就不再具有波动性了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得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显4．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5．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. n2h2/med2B. (md2h2/n2e3)1/3C. d2h2/2men2D.n2h2/2med26．关于光的波动性与粒子性以下说法正确的是( )A。

爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B．光电效应现象说明了光的粒子性C。

光波不同于机械波，它是一种概率波D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一7．中子的质量m=1．67x10—27kg，如果它以v=1．0x103m／s的速度运动，它的德布罗意波长为，这个波长与电磁波中波长相当。

8．质量为5t的汽车，当它以20m／s的速度前进时，其德布罗意波的波长为。

9．以2．0x107m／s速度运动的电子束的德布罗意波长为，以速度运动的质子束，其德布罗意波长与电子束的波长相同。

10．金属晶体中晶格大小的数量级是10—lO m。

电子经加速电场加速，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。

高中物理人教版选修3-5第十七第3节粒子的波动性同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共4题；共8分)1. （2分）(2020·上饶模拟) 下列说法正确的是（）A . 所有的核反应都具有质量亏损B . 光子既具有能量，又具有动量C . 高速飞行的子弹不具有波动性D . β衰变本质是原子核中一个质子释放一个电子而转变成一个中子2. （2分） (2017高二下·钦州港期中) 氢原子光谱中巴耳末系中最短波长是（）A .B . RC . RD .3. （2分）下列说法中正确的是（）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涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性4. （2分）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衍射现象，那么障碍物的尺寸应为（）A . 3.0×10－10 mB . 1.8×10－11 mC . 3.0×10－34 mD . 无法确定二、多项选择题 (共4题；共12分)5. （3分） (2017高二下·南阳期中) 下列说法中正确的是（）A . 康普顿效应表明光子只具有能量，不具有有动量B . 光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定C . 设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3 ，两个质子和两个中子聚合成一个α粒子，释放的能量是（m1+m2﹣m3）c2D . 汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷6. （3分） (2017高二下·阿拉善盟期末) 下列事实中，表明光具有粒子性的是（）A . 光的反射B . 光的折射C . 光的衍射D . 光的色散7. （3分） (2017高二下·钦州港期中) 关于下列四幅图说法正确的是（）A . 玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径不是任意的B . 光电效应产生的条件为：光强大于临界值C . 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性D . 发现少数α粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬8. （3分）下列衍射现象的结果哪些是正确的（）A . 用白光做衍射实验时，得到的亮纹是彩色B . 刮胡须的刀片的影子边缘有轻细的条纹C . 用圆屏作障碍物，影的中心全是暗斑D . 窄缝衍射图样的中心条纹最亮最宽三、填空题 (共2题；共2分)9. （1分）任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是________。

人教版物理高二选修3-5 17.3粒子的波动性同步训练一、选择题（共15题；）1. X射线（）A.不是电磁波B.具有反射和折射的特性C.只能在介质中传播D.不能发生干涉和衍射2. 下列说法正确的是（）A.汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型B.金属的逸出功随入射光的频率增大而增大C.核力存在于原子核内所有核子之间D.核子平均结合能越大的原子核越稳定3. 下列说法中正确的是（）A.光波是电磁波B.干涉现象说明光具有粒子性C.光电效应现象说明光具有波动性D.光的偏振现象说明光是纵波4. 2014年诺贝尔物理学奖授予3名日本出生的科学家，表彰其发明蓝光二极管LED的贡献，被誉为“点亮整个21世纪”．某公司引进这项技术，2014年淘宝年销量第一，成为新材料行业的领跑者．下列说法错误的是（）A.蓝光LED在外界电压驱动下，PN结的能级从基态跃迁到激发态，再从激发态返回基态时辐射出蓝光B.光的颜色由频率决定，光子的能量与频率成正比C.淘宝购买的LED元件，利用多用表测得其正向电阻很小，质量可能很好D.淘宝购买的LED元件，用一节干电池接在其两端，发现不发光，质量一定很差5. 下列说法中正确的是（）A.光波是一种概率波B.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象C.爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象，否定了光的波动性D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象6. 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7. 爱因斯坦1905年提出狭义相对论，1915年提出广义相对论，使人们进一步认识了光的本性，下列关于光的说法中正确的是（）A.光能在弯曲的光导纤维中传播，说明光在同种均质介质中是沿曲线传播的B.白光照射到DVD片表面时出现彩色是因为光具有波动性C.某参考系中的两处同时发光，在另一惯性参考系中观察一定也是同时发光D.真空中的光速在不同惯性参考系中相同，因此光的频率与参考系无关8. 波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（）A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面9. 能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A.能量的经典连续理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.牛顿提出的微粒说D.以上三种理论体系任何一种都能解释10. 黑体辐射的实验规律如图所示，下列关于黑体辐射说法正确的是（）A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除去与温度有关外，还和黑体的材料及表面状态有关B.随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小C.温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动D.爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念11. 在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（）A.使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样B.单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C.光子通过狭缝的运动路线像水波一样D.光的波动性是一个光子运动的规律12. 说明光具有波动性的现象是（）A.光电效应B.光的反射C.光的衍射D.康普顿效应13. 黑体辐射和能量子的说法中正确的是（）A.黑体辐射随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加B.黑体辐射随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C.能量子是普朗克最先提出的D.能量子是一种微观粒子14. 下列说法正确的是（）A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与物体的形状有关B.不确定性关系告诉我们，不可能准确地知道粒子的位置C.玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化D.爱因斯坦提出了光电子的能量与入射光的强弱有关，与入射光的频率无关15. 关于光的本性，下列描述正确的是（）A.泊松亮斑说明光具有波动性B.薄膜干涉说明光具有波动性C.单缝衍射说明光具有波动性D.偏振现象说明光是一种纵波二、填空题（共5题；）黑体辐射电磁波时，随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长电磁波的本领都________（填“增强”或“减弱”），另一方面辐射本领的最大值向波长较________（填“短”或“长”）的方向移动．光的波动说的实验基础是________，光子说的实验基础是________，现在人们对光的本性的认识是________．光具有波粒二象性，个别光子往往表现出________性，大量光子表现出________，高频光子表现出________，低频光子易表现出________，光在传播过程中显示________，光与物质发生作用时________．康普顿效应表明光子除具有能量外，还具有________，深入揭示了光的________性的一面．牛顿为了说明光的性质，提出了光的微粒说．如今，人们对光的性质已有了进一步的认识．下列四个示意图所表示的实验，能说明光性质的是________三、解答题（共5题；）试根据相关实验解释为什么光是一种概率波？人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处，它对应的是何种辐射，能量子的值为多大？已知每秒从太阳射到地球的垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J，其中可见光部分约占45%，假如认为可见光的波长均为5.5×10−7m，太阳向各方向的辐射是均匀的，日地间距离为1.5×1011m，普朗克恒量ℎ=6.6×10−34J⋅s，估算出太阳每秒钟辐射出的可见光子数是多少？质量为10g、速度为300m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？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其他周期性曲线？为什么？一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲．若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10−11s，波长为694.3nm，发射功率为1.0×1010w，问（1）每列光脉冲的长度是多少？（2）用红宝石激光器照射皮肤上色斑，每l0mm2色斑上吸收能量达到60J以后，便逐渐消失，一颗色斑的面积为50mm2，则要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失？参考答案与试题解析人教版物理高二选修3-5 17.3粒子的波动性同步训练一、选择题（共15题；）1.【答案】B【考点】光的电磁本性【解析】解答本题应明确X射线为电磁波的一种，它具有电磁波的一切性质．【解答】解：X射线属于电磁波的一种，它具有波的一切性质，如反射、折射、干涉及衍射等；它可以在真空中传播；故只有B正确，ACD错误；故选：B．2.【答案】D【考点】光的电磁本性光电效应现象及其解释α粒子散射实验【解析】原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的；卢瑟福通过α粒子轰击氮核发现了质子；核力是一种强相互作用力，具有饱和性，仅与临近的核子发生力的作用；核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能．【解答】解：A、原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的；故A错误．B、金属的逸出功由金属本身解答，不随入射光的频率增大而增大．故B错误．C、核力是强相互作用的一种表现，只有相近核子之间才存在核力作用．故C错误．D、核子平均结合能越大的原子核越稳定．故D正确．故选：D3.【答案】A【考点】电磁波的发射、传播和接收电磁波的产生电磁波谱【解析】光具有波粒二象性，光的干涉和衍射说明光具有波动性，而光电效应说明光具有粒子性．【解答】A、光波是电磁波的一种；故A正确；B、干涉和衍射说明光具有波动性；故B错误；C、光电效应说明光具有粒子的性质；故C错误；D、偏振现象是横波的性质，故光的偏振说明光是横波；故D错误；4.【答案】D【考点】物质波【解析】根据玻尔理论，原子受激辐射是先使原子跃迁到较高的激发态（受激），然后再向较低的能级跃迁发光（辐射）；光的颜色由频率决定，光子能量E=ℎγ；二极管的正向电阻很小，反向电阻很大，正向导通有最小导通电压．【解答】解：A、蓝光LED在外界电压驱动下，PN结的能级从基态跃迁到激发态，再从激发态返回基态时辐射出蓝光，是受激辐射的原理，故A正确；B、光的颜色由频率决定，根据E=ℎγ，光子的能量与频率成正比，故B正确；C、二极管的正向电阻很小，反向电阻很大；淘宝购买的LED元件，利用多用表测得其正向电阻很小，质量可能很好；故C正确；D、淘宝购买的LED元件，用一节干电池接在其两端，发现不发光，可能是电压小于其最小的导通电压，故D错误；本题选错误的，故选：D．5.【答案】A【考点】物质波光子【解析】光具有波粒二象性，在波动性方面光具有波的一切性质，而光具有光电效应现象，爱因斯坦提出“光子说”并成功解释了光电效应现象．【解答】解：A、光波是一种概率波，是大量光子共同具有的一种性质；故A正确；B、用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象．故B错误；C、爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象，但没有否定光的波动性，即光具有波粒二象性；故C错误；D、用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象；故D错误；故选：A．6.【答案】C【考点】物质波轻核的聚变【解析】正负电子对碰撞过程动量仍然守恒；人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短得多，在生活中有着广泛应用；任何的实物粒子都具有波粒二象性；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变释放的核能【解答】解：A、动量守恒定律对微观粒子仍然适用，正负电子对碰撞过程动量仍然守恒；故A错误；B、人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短得多，因此废料容易处理．故B错误；C、任何的实物粒子都具有波粒二象性，每一种运动粒子都有一个对应的波相联系．故C正确；D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变释放的核能．故D错误．故选：C7.【答案】B【考点】光的本性学说的发展简史【解析】光在同一种介质中都是直线传播的；而光在弯曲的纤维中能传播是因为光的全反射；光的干涉和衍射现象均说明光具有波动性；狭义相对论的几个基本结论：①钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；②尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．③质量变大：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大．【解答】解：A、光能在弯曲的光导纤维中传播是因为光的全反射，不能说明光的沿曲线传播的；事实是光在同一种介质中沿直线传播；故A错误；B、白光照射到DVD片表面时出现彩色是因为光的干涉形成的，故说明光具有波动性；故B正确；C、相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来不一定是同时的，故C错误；D、真空中的光速在不同惯性参考系中是相同的；但光的频率在不同参考系中是不同的；与参考系有关；故D错误；故选：B．8.【答案】A,B,D【考点】光的波粒二象性【解析】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义；光电效应现象揭示了光的粒子性；相邻原子之间的距离大致与中子的德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象；普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念；康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面．【解答】解：A、光电效应现象揭示了光的粒子性．故A正确；B、热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性．故B正确；C、黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念．故C错误；D、康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面．故D正确．故选：ABD．9.【答案】B【考点】物质波【解析】为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，从而即可求解．【解答】解：黑体辐射实验规律：黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确，ACD 错误；故选：B．10.【答案】B【考点】光的本性学说的发展简史【解析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．【解答】解：A、一般物体除去与温度有关外，还和物体的材料及表面状态有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故A错误．B、由图可知，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小．故B正确．C、黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动，故C错误．D、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，故D错误．故选：B．11.【答案】A【考点】光的波粒二象性【解析】光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性．【解答】解：A、使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少．因此会出现衍射图样，故A正确；B、单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片上会出现完整的衍射图样，故B错误；C、光子通过单缝后，体现的是粒子性．故C错误；D、单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性．所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故错误．故选：A．12.【答案】C【考点】光的波粒二象性【解析】牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质．光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，衍射与干涉是波特有的现象．【解答】解：A、光电效应说明光的能量是一份一份的，即说明光具有粒子性，故A错误；B、光的反射不能说明光的本性是波，也不能说明光的本性是粒子，故B错误；C、衍射是波特有的现象，光的衍射说明光具有波动性，故C正确；D、康普顿效应说明光子具有动量，证明了光具有粒子性，故D错误；故选：C13.【答案】A,B,C【考点】物质波宏观物体和微观粒子的能量变化特点【解析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．【解答】解：A．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，故A正确；B．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B正确；C．根据普朗克的能量子假说，黑体辐射的能量是不连续的，每一份叫做一个能量子，故C正确；D．黑体辐射的能量子假说中，能量子具有粒子性，不是一种微观粒子，故D错误．故选ABC．14.【答案】C【考点】黑体与黑体辐射* 不确定性关系玻尔理论光电效应现象及其解释【解析】黑体辐射的强度按波长的分布与黑体的温度有关；最新的原子理论指出，原子中电子不能用确定的坐标描述，但是它们在空间各处出现的几率是有一定规律的，是一种概率波；波尔理论成功地解释了氢光谱的实验规律；光电子的最大初动能E km与入射光的强度无关．【解答】解：A．黑体辐射的强度按波长的分布与黑体的温度有关，故A错误；B．根据不确定原理，在微观领域，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，故B错误；C．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化，故C正确；D．根据爱因斯坦光电效应方程E km=ℎν−W，可知，光电子的最大初动能E km与入射光的强度无关，入射光的频率有关，故D错误．故选：C．15.【答案】A,B,C【考点】光的波粒二象性【解析】牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质．光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，衍射与干涉是波特有的现象，泊松亮斑是光具有波动性的有力证据．偏振现象说明光是一种横波．【解答】解：A、泊松亮斑说明光具有波动性．故A正确；B、薄膜干涉说明光具有波动性．故B正确；C、双缝干涉和单缝衍射都是波所特有的性质，光的波动说的有力证据，故C正确；D、偏振现象说明光是一种横波，故D错误．故选：ABC二、填空题（共5题；）【答案】增强,短【考点】物质波【解析】能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一；原子向外辐射光子后，能量减小，加速度增大．黑体辐射随着波长越短温度越高辐射越强；【解答】解：黑体辐射随着波长越短温度越高则辐射越强，所以黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，辐射本领的最大值向波长较短的方向移动．故答案为：增强，短【答案】光的干涉和衍射,光电效应,光既具有波动性，又具有粒子性．即具有波粒二象性【考点】光的波粒二象性物理学史【解析】根据物理学史和常识解答，记住著名实验即可解答．【解答】解：光的波动说的实验基础是光能发生干涉和衍射，光子说的实验基础是光电效应，现在人们对光的本性的认识是光既具有波动性，又具有粒子性．即具有波粒二象性．故答案为：光的干涉和衍射，光电效应，光既具有波动性，又具有粒子性．即具有波粒二象性．【答案】粒子,光子性,粒子性,光子性,光子性,粒子性【考点】光的波粒二象性【解析】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著．【解答】解：光具有波粒二象性，个别光子往往表现出粒子性，大量光子表现出波动性，高频光子表现出粒子性，低频光子易表现出光子性，光在传播过程中显示波粒二象性．故答案为：粒子性、光子性、粒子性、光子性、光子性、粒子性【答案】动量,粒子【考点】光的波粒二象性光电效应现象及其解释【解析】在康普顿效应中，光子与静止电子碰撞后，动量守恒，能量守恒，通过能量守恒判断光子频率的变化，该实验说明光子具有动量．【解答】解：康普顿效应中，光子与静止电子碰撞后光子的频率发生了变化，使用动量守恒定律与能量守恒定律可以解释该现象，表明光子除具有能量外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面．故答案为：动量，粒子【答案】图(2)图(3)【考点】光的波粒二象性【解析】该题中的四个实验分别是α粒子散射实验、双孔干涉实验、光电效应的实验和三种射线在电场中偏转实验，依次进行说明即可．【解答】解：(1)该实验是α粒子散射实验，依据此实验卢瑟福提出了原子核式结构学说，与光的性质无关．故(1)错误．(2)干涉是波的特有性质，因此双孔干涉实验说明光具有波动性．故(2)正确．(3)此实验是光电效应的实验，说明光具有粒子性．故(3)正确．(4)三种射线在电场偏转的实验，能判定射线的电性，不能说明光的性质．故答案为：图(2)图(3)．三、解答题（共5题；）【答案】根据光的单缝衍射可知，光子到达亮条纹处的概率较大，到达暗条纹处的概率较小，所以我们可以说光是一种概率波．【考点】光的波粒二象性【解析】虽然不能确定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同这个事实可以推知，光子落在各点的概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小．即，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定．也就是说：概率波是单个粒子的位置不确定的，但在某点附近出现的概率的大小可以由波动的规律确定．【解答】此题暂无解答【答案】对应的是红外辐射，能量子值为2.12×10−22 J【考点】物质波【解析】首先据波长判断是何种辐射，再据光速和能量子公式联立求解即可，注意普朗克数值．【解答】查表可得波长为940 μm的辐射为红外辐射，其能量子的值为：ε＝ℎν＝ℎcλ=6.626×10−34×3×108940×10−6J=2.12×10−22 J．【答案】太阳每秒辐射出的可见光光子数为5×1044个【考点】光的波粒二象性【解析】根据能量守恒求出地面上lm2的面积上每秒接受的光子数为n，从而得出以太阳为球心，以日地间距离R为半径的大球面所接受的光子数，确定出太阳每秒辐射出的可见光光子数．【解答】解：设地面上lm2的面积上每秒接受的光子数为n，则有：pt⋅45%=nℎcλ代入数据解得n=1.75×1021个/m2．设想一个以太阳为球心，以日地间距离R为半径的大球面包围着太阳，大球面接受的光子数即太阳辐射的全部光子数，则所求的可见光光子数为：N=n4πR2=1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2=5×1044个．【答案】德布罗意波波长是2.21×10−34m，不会看到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动．【考点】物质波【解析】德布罗意波理论告诉我们，一切运动的微粒都有一种波与之对应，其公式：λ=ℎP，即一切运动的微粒都具有波粒二象性．电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来．【解答】解：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，飞行的子弹必有一种波与之对应．由波长公式可得λ=ℎp = 6.63×10−3410×10−3×3×102m=2.21×10−34m．由于子弹的德布罗意波波长极短，即使采用特殊方法观察，我们也不能观察到其运动轨迹为正弦曲线或其他周期性曲线．不会看到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动．【答案】（1）每个光脉冲的长度为3.0×10−3m．（2）要吸收300个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失．【考点】物质波【解析】光脉冲的长度即光在一个脉冲时间内传播的距离；每个光子的能量E=ℎγ=ℎcλ，每个光脉冲含有的能量为w=pt，从而求出要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失．【解答】解：（1）光脉冲的长度即光在一个脉冲时间内传播的距离，根据s=ct可知每个光脉冲的长度s=c△t=3×108×1.0×10−11=3.0×10−3m（2）根据w=pt可知每个光脉冲含有的能量为w=1.0×1010×1.0×10−11=0.1J消除面积为50mm2的色斑需要的脉冲的个数：n=ES1w⋅S =60×500.1×10=300个答：（1）每个光脉冲的长度为3.0×10−3m．（2）要吸收300个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失．。

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。

2020年高中物理选修3-5《17.3粒子的波动性》同步练习卷一．选择题（共20小题）
1．关于光的波粒二象性及物质波，下列说法正确的是（）
A．光子的动量和波长成反比
B．康普顿效应说明光具有波动性
C．光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性也一定明显
D．电子显微镜利用电子束达到微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较长
2．关于光的本性，下列说法中正确的是（）
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
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．光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来
3．下列哪一组实验能说明光具有波粒二像性（）
A．光的双缝干涉和光的单缝衍射现象
B．泊松亮斑和光电效应现象
C．光的反射和光的薄膜干涉现象
D．光电效应和光的直进现象
4．关于光的波粒二象性，以下说法正确的是（）
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．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性
D．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
5．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．宏观物体的运动有特定的轨道，所以宏观物体不具有波粒二象性
第1页（共31页）。

崭新的一页：粒子的波动性1．光是一种电磁波，能够产生____________和___________等波特有的现象，说明光具有__________性。

而_____________能说明光具有粒子性，所以我们说光具有_____________性。

2．任何一种实物粒子都一个波相对应，这种波叫_____________或___________________，这一结论是通过___________________实验证明的。

3．经过加速电压为400V的电场加速后的电子的德布罗意波波长为_______________m。

4．下列关于光的本性说法正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子就是牛顿微粒说的微粒C．光的波长越长，其波动性越明显D．γ射线具有明显的粒子性，没有波动性5．下列现象说明光具有波动性的是( )A．光的直线传播B．光的干涉C．光的衍射D．光电效应6．下列现象说明光具有波粒二象性的是( )A．光的直线传播和干涉B．光的衍射和干涉C．光的干涉和光电效应D．泊松亮斑和光电效应7．电子显微镜的最高分辨率达0.2nm，若有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将( )A．小于0.2nmB．大于0.2nmC．等于0.2nmD．无法确定8．下列关于光的本性说法正确的是( )A．在其他条件相同时，光的频率越高，衍射现象越明显B．频率越高的光粒子性越明显C．大量光子往往表现波动性，少量光子往往表现粒子性D．若让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道做极有规律的匀速直线运动9．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10．对于光的波粒二象性的理解正确的是( )A．电磁波谱中，波长最长的只表现波动性，波长最短的只表现出粒子性B．光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同一种波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11．估算一下一个中学生在百米跑时的德布罗意波的波长12．一束光子能量为E的单色光，在某介质中的波长为λ，光在真空中的速度为c，普郎克常量为h，求该介质的折射率。

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。

人教版高二物理选修3-5 第17章第3节粒子的波动性同步测试一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.关于光的波粒二象性，下列说法正确的是()A. 有的光是粒子,有的光是波B. 大量光子的行为表现为粒子性C. 光电效应揭示了光具有粒子性,康普顿效应揭示了光具有波动性D. 光的波长越长,其波动性越明显；波长越短,其粒子性越显著2.一个质量为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. B. C.3.关于物质波，以下观点不正确的是（）A. 只要是运动着的物体,不论是宏观物体还是微观粒子,都有相应的波与之对应,这就是物质波B. 只有运动着的微观粒子才有物质波,对于宏观物体,不论其是否运动,都没有相对应的物质波C. 由于宏观物体的德布罗意波长太小,所以无法观察到它们的波动性D. 电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样,从而证实了德布罗意的假设是正确的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. 光子在电场中可以被加速C. 光的波长越长,其波动性越显著,频率越高,其粒子性越显著D. 大量光子产生的效果往往表现为粒子性5.下列说法正确的是（）A. 爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程B. 康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量C. 实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性D. 德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长6.下列关于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,在光子的能量中,频率v表示的仍是波的特性7.下列说法中正确的是（）A. 光电效应说明光具有粒子性,而且光电子的最大初动能与入射光的强度有关,单位时间内逸出的光电子数目与入射光的频率有关B. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C. 动能相等的质子和电子,它们的物质波波长也相等D. 研究表明：随着温度的升高,黑体辐射强度的最大值向波长较长的方向移动8.关于物质波下列说法中正确的是（）A. 实物粒子与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B. 物质波和光波都不是概率波C. 粒子的动量越小,其波动性越易观察D. 粒子的动量越大,其波动性越易观察9.关于光的波动性与粒子性，下列说法错误的是( )A. 大量光子的行为能明显地表现出波动性,而个别光子的行为往往表现出粒子性B. 光在传播时往往表现出粒子性,而光在与物质相互作用时往往表现出波动性C. 频率越低、波长越长的光子波动性越明显,而频率越高、波长越短的光子粒子性越明显D. 光子的能量与光的频率成正比,这说明光的波动性与光的粒子性是统一的10.下列说法正确的是( )A. 在关于物质波的表达式和中,能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长和频率v是描述物质的波动性的典型物理量B. 钍核衰变为镤核时,衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与粒子的总质量C. 根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能减少D. 光电效应的实验结论是：对于某种金属,超过极限频率的入射光的频率越高,所产生的光电流就越强二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）11.人类在对光的本性认识过程中，通过________实验现象认识到光是一种波动；通过________实验现象认识到光也具有粒子性。

高中物理学习材料桑水制作第三节粒子的波动性建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.关于光的波粒二象性,正确的说法是( )A.光的频率愈高,光子的能量愈大,粒子性愈显著B.光的波长愈长,光子的能量愈小,波动性愈明显C.率高的光子不具有波动性,波长较长的光子不具有粒子性D.个别光子产生的效果往往显示粒子性,大量光子产生的效果往往显示波动性2.有关光的本性的说法正确的是( )A.关于光的本性,牛顿提出了“微粒说”,惠更斯提出了“波动说”,爱因斯坦提出了“光子说”,它们都圆满地说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看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.在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一个缝时显出粒子性3.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 nmB.大于0.2 nmC.等于0.2 nmD.以上说法均不正确4.下列说法中正确的是（）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5.下列说法正确的是（）A.光子和电子一样，都是实物粒子B.光子和电子都能发生衍射现象C.光子和电子均是微观实物粒子，均具有波粒二象性D.光子具有波粒二象性，电子只具有粒子性6.下列现象中能说明光具有粒子性的是（）A.光的色散和光的干涉B.光的干涉和衍射C.光的反射和光的折射D.康普顿效应和光电效应7.（江苏高考）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长λ=1.82×10-10m的热中子动能的数量级为（）A.10-17 JB.10-19 JC.10-21 JD.10-24 J8.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为（ℎ为普朗克常量）( )A.ℎνB.12NℎνC.NℎνD.2Nℎν9.关于物质波，以下说法正确的是（）A.任何运动物体都具有波动性B.湖面上形成的水波就是物质波C.通常情况下，质子比电子的波长长D.核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道10.关于物质波，下列认识错误的是（）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、衍射等现象二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.电子经电势差为U=200 V的电场加速，在v≪c的情况下，此电子的德布罗意波长为 . 12.质子甲的速度是质子乙速度的4倍，甲质子的德布罗意波波长是乙质子的，同样速度的质子和电子相比，的德布罗意波波长大.三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（10分）质子和电子分别以速度v=4.0×107m/s运动,试比较它们的物质波的波长.14.（10分）一个带电荷量为元电荷的粒子，经206V的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量.15.（14分）根据光子说光子的能量E=ℎν,我们还知道物体能量E=mc2,频率ν=5×1014Hz的光子具有的动量是多少？一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长λe是多少？16.（14分）质量为10 g ，速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？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其周期性曲线？为什么？第三节粒子的波动性答题纸得分：一、选择题二、填空题11． 12.三、计算与简答题1314.1516.第三节粒子的波动性参考答案一、选择题1. ABD 解析：干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，选项C错误.但波长越长、频率愈低的光波,干涉和衍射愈容易发生,波动性愈显著.频率愈高、光子的能量越大,愈容易发生光电效应,粒子性愈显著.故选项A、B正确.让光子一个一个的通过双缝,曝光时间短时,底片上呈现不规则分布的点子,曝光时间长时,底片上呈现清晰的干涉条纹,这个实验表明,个别光子的行为显示粒子性,大量光子产生的效果显示波动性,故选项D正确.2. C 解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样,惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同,这两种观点是相互对立的,都不能说明光的本性,所以A、B错误,C正确.在双缝干涉实验中,双缝干涉出现明暗均匀的条纹,单缝出现中央亮而宽、周围暗而窄的条纹,都说明光的波动性.当让光子一个一个地通过单缝时,曝光时间短时表现出粒子性,曝光时间长时显出波动性,因此D错误.3. A 解析：显微镜的分辨能力与波长有关,波长越短其分辨能力越强,由λ=ℎp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.4.C解析：实物粒子也具有波动性，这种与实物粒子相联系的波称为物质波，机械波是由于物体的振动在介质中传播形成的，物质波不是机械波，选项A错误；实物粒子也有波动性，故选项B错误； C.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，选项C正确；宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，是因为宏观粒子的波长短，衍射或干涉现象不明显，选项D错误.5. B 解析：光子不是实物粒子,微观粒子也具有波动性,故B项正确,A、C、D项错误.6.D解析：光的折射、光的干涉和衍射说明光具有波动性，光的色散、康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的反射即能体现光的波动性也能体现光的粒子性，故选项A、B、 C错误，选项D正确.7. C 解析：据λ=ℎp ;E k=12mv2=12m(pm)2即E k=12m ·(ℎλ)2,代入数据可得动能数量级为10-21 J,故C项正确.8.C 解析：单个光子的能量为ε=ℎν,所以N个光子的总能量为E=Nε=Nℎν.9.AD 解析：任何运动物体都具有波动性，A正确.湖面上形成的水波是机械波不是物质波，B错.电子的动量比质子的动量往往要小一些，由λ＝ℎp知，电子的德布罗意波长要长，C错.由于电子的波动性，核外电子绕核运动不可能有确定的轨道，D正确.10.BD 解析：X射线衍射实验验证X射线是电磁波，B错误，宏观物体物质波也具有干涉、衍射现象，只不过现象不明显，D错误.二、填空题11. 8.70×10-2 nm解析：已知12m0v2=E k=eU所以v =√2eUm 0λ=ℎ√2m 0E k=ℎ√2em 0U=ℎ√2em 01√U＝1.23√Unm如U =200 V ，则λ=1.23√Unm=1.23√200nm=8.70×10-2nm.12. 14 电子解析：λ＝ℎp=ℎmv知波长与速度成反比，λ甲λ乙＝v 乙v 甲，λ甲＝14λ乙，由λ＝ℎmv知电子质量小波长长.三、计算与简答题13.电子的波长大于质子的波长解析：根据物质波公式λ=ℎp对于电子:p e =m e v e =9.1×10−31×4×107 kg ·m/s对于质子：p H =m H v H =1.67×10−27×4×107 kg ·m/s 可得λe =ℎp e=6.63×10−349.1×10−31×4×107m=1.8×10-11mλH =ℎp H= 6.63×10−341.67×10−27×4×107 m=1.0×10-14m由计算可知，电子的德布罗意波的波长大于质子的德布罗意波的波长.14.1.67×10-27kg 解析：粒子加速后获得的动能为E k =12mv 2=eU 粒子的物质波的波长λ=ℎp粒子的动量p =mv 以上各式联立得m =ℎ22eUλ2=(6.63×10−34)22×1.6×10−19×206×(0.02×10−9)2kg=1.67×10-27kg.15. 1.1×10-27kg ·m/s 1.2×103m/s 6.0×10-7m 解析：对光子，能量E =ℎν=mc 2,动量p =mc ,故得 p =mc =ℎνc=6.63×10−34×5×10143.0×108kg ·m/s≈1.1×10-27kg ·m/s.设电子质量为m e ,速度为v e ,动量为p e ,则p e =m e v e依题知p e =p .以上三式联立得到电子的速度大小为 v e =p e m e≈p m e=1.1×10−279.1×10−31m/s ≈1.2×103m/s.电子物质波的波长 λe =ℎp e＝6.63×10−341.1×10−27m ≈6.0×10-7m.16.2.2×10-34m 其他问题见解析解析：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，飞行的子弹必有一种波与之对应.由于子弹的德布罗意波波长极短，我们不能观察到其衍射现象.即使采用特殊方法观察，由于德布罗意波是一种概率波，仅是粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非粒子的曲线运动.由波长公式可得λ＝ℎp = 6.63×10−341×10−2×3×102m=2.21×10-34 m.因子弹的德布罗意波波长太短，无法观察到其波动性.不会看到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动.。

人教版物理高二选修3-5-17.3粒子的波动性同步训练B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分） (2020高二下·镇原期末) 关于光的本质下列说法正确的是（）A . 在光电效应现象中，光不具有波动性B . 在光的干涉、衍射现象中，光不具有粒子性C . 在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性D . 光的波动性和粒子性是相互矛盾的2. （2分）(2016·杨浦模拟) 关于光的波粒二象性的理解正确的是（）A . 大量光子的效果往往表现出粒子性，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 . 高频光是粒子，低频光是波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3. （2分） (2020高二下·石家庄期中) 在近代物理学中，下面选项正确的是（）A . 随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较长的方向移动B . 光电效应实验中，用等于截止频率的某单色光照射某金属，使得光电子溢出并飞离金属表面C . 卢瑟福的粒子散射实验说明了占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内，从而提出了原子的核式结构D . 原子的电荷数不是它的电荷量，但质量数是它的质量4. （2分） (2017高二下·宁夏期末) 有关光的本性，下列说法中正确的是（）A . 光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B . 光的干涉，衍射现象证明光具有粒子性，光电效应现象证明光具有波动性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现象，只能认为光具有波粒二象性5. （2分）(2016·房山模拟) 下列说法中正确的是（）A . 光电效应说明光具有波动性B . 光纤通信利用了光的折射现象C . 泊松亮斑说明了光沿直线传播D . 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性6. （2分） (2020高二下·南宁期中) 对于物质的波粒二象性，下列说法不正确的是（）A . 不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B . 运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C . 运动的宏观物体，其德布罗意波波长比起物体的尺寸小很多，因此无法观察到它的波动性D . 实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性7. （2分） (2020高二下·吉林月考) 2018年我国正在建设最先进的散裂中子源，日前，位于广东东莞的国家大科学工程--中国散裂中子源CSNS首次打靶成功，获得中子束流，这标志着CSNS主体工程顺利完工，进入试运行阶段。

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2倍解析：选C由题知，粒子速度为v时，λ1＝hm v；粒子速度为2v时，λ2＝h2m v，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＝hp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。