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(含解析)

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。

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（II）卷姓名:________ 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）(2016·枣庄模拟) 实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中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 . β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C . 人们利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E . 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7. （3分） (2017高二下·重庆期中) 下列说法中正确的是（）A . 卢瑟福的原子核式结构不能解释原子光谱，玻尔的原子能级结构能够解释所有的原子光谱B . 根据λ= ，可知动能相同的质子和电子相比较，质子的波长小于电子的波长，更适合做显微镜C . 微观粒子都具有波﹣粒二象性，无论怎样改善仪器和测量方法，其位置和相应动量不能同时被测准D . 核电站、原子弹、氢弹以及太阳内部的核反应都是链式反应8. （3分）下列现象中，不属于光的衍射的是（）A . 雨后天空出现彩虹B . 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C . 海市蜃楼现象D . 日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹E . 泊松亮斑三、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________。

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。

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。

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．。

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
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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λ=,得其只与物体的动量有关,动量越大其波长越短。

6.(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。

3粒子的波动性1.人类对光的本性的生疏经受了曲折的过程。

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.光的双缝干涉试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,明显选项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;麦克斯韦依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,后来赫兹用试验证明白光的电磁说,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试验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不行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章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,A项错误;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,B项错误;光的波粒二象性的理论和试验表明,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。

第三节 粒子的波动性一、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.B.C.光子和电子均是微观实物粒子，均具有波粒二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.B.C.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 =1.67×10-27kg,普朗克常量 =6.63×10-34J ·s,可以估算德布罗意波长 =1.82×10-10m 的热中子动能的数量级为（A.10-17 JB.10-19 JC.10-21J D.10-24J8.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 个频率为 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.ℎB.ℎC. ℎD. ℎ9.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 =200 V 的电场加速，在 的。