2019年高中物理 第十七章 波立二象性 第3节 粒子的波动性随堂演练巩固提升 新人教版选修3-5

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1、第3节 粒子的波动性随堂检测 1(2017哈尔滨高二检测)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解析：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，光的反射和色散不能说明光具有波动性或粒子性，故选项C正确2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：选C

2、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3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，其中n1，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()ABC D解析：选D由德布罗意波长知，p是电子的动量，则pmv ，而，代入得U.故正确选项为D4科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，

3、飞船总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？解析：(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为F，单位时间打到太阳帆上的光子数为N，则NnS，由动量定理得FtNt2p，所以FN2p，而光子动量p，所以F.由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a.(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为F，飞船的加速度a.答案：(1)(2)课时作业一、单项选择题1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

4、子性C光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一D以上说法均错误解析：选B爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在一定条件下光是体现粒子性的，A错；光电效应说明光具有粒子性，说明光的能量是一份一份的，B对；光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体，C错2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

5、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3如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们也相等的是()A速度B动能C动量 D总能量解析：选C根据德布罗意波的波长公式可知，如果电子的德布罗意波长与中子相等，则电子与中子一定具有相同的动量，故C项正确4(2017昆明高二检测)X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为，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()AE，p0 BE，pCE，p0 DE，p解析：选

6、D根据Eh，且，c可得X射线每个光子的能量为E，每个光子的动量为p，故选D5影响显微镜分辨率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：选C设加速电压为U，电子电荷量为e，质量为m，则有Ekmv2eU，又p，故eU，可得.对电子来

7、说，加速电压越高，越小，衍射现象越不明显，故选项A、B错误；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，故选项C正确，选项D错误6质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大到2v，则描写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变为原来波长的倍解析：选C根据公式可以判断选项C正确二、多项选择题7下列说法中不正确的是()A质量大的物体，其德布罗意波波长短B速度大的物体，其德布罗意波波长短C动量大的物体，其德布罗意波波长短D动能大的物体，其德布罗意波波长短解析：选ABD根据

8、公式可以判断选项C正确，其余均错误8下列说法中正确的是()A光的干涉和衍射说明光具有波动性B光的频率越大，波长越长C光的波长越长，光子的能量越大D光在真空中的传播速度为3.0108 m/s解析：选AD干涉和衍射现象是波的特性，说明光具有波动性，选项A正确；光的频率越大，波长越短，光子能量越大，故选项B、C错误；光在真空中的传播速度为3108 m/s，故选项D正确9频率为的光子，德布罗意波波长为，能量为E，则光的速度为()A BpEC D解析：选AC根据c，Eh，即可解得光的速度为或，故选A、C10(2015高考江苏卷)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

9、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动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：选AB光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式和p22mEk知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误三、非选择题11电子经电势差为U220 V的电场加速，在vc的情况下，求此电子的德布罗意波长(已知：电子质量为9.111031 kg，电子电荷量为1.61019 C)解析：在电场作用下mv2eU，得v，根据德布

10、罗意波长得 nm，由于电压U220 V，代入上式得 nm8.29102 nm8.291011 m.答案：8.291011 m12金属晶体中晶格大小的数量级是1010 m电子经电场加速，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e1.61019 C，质量m0.901030 kg)解析：据波长发生明显衍射的条件可知，当运动电子的德布罗意波波长与晶格大小差不多时，可以得到明显的衍射现象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eUmv2据德布罗意物质波理论知，电子的德布罗意波长，其中pmv，解方程组可得U153 V.答案：153 V5