1、13 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.康普顿效应答案 AD2.(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,没有粒子性解析 光的波动性是统计规律的结果,对于个别光子,我们无法判断它落到哪个位置;大量
2、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。答案 AC3.(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解析 干涉和衍射是波特有的现象,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。答案 CD4.
3、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答案 D5.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2解析 由物质波的波长 = ,得其只与物体的动量有关,动量越大其波长越短。hp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
4、射图样。已知电子质量为 m,电荷量为 e,初速度为 0,加速电压为 U,普郎克常量为 h,则下列说法正确的是( )A.该实验说明了电子具有波动性B.实验中电子束的德布罗意波长为 =h2meUC.加速电压 U 越大,电子的衍射现象越明显D.若用相同动能的质子替代电子,衍射现象将更加明显解析 得到电子的衍射图样,说明电子具有波动性,A 正确;由德布罗意波长公式 = ,而动量 p=hp,两式联立得 = ,B 正确;由公式 = 可知,加速电压越大,电子的波长越2mEk= 2meUh2meU h2meU小,衍射现象越不明显;用相同动能的质子替代电子,质子的波长小,其衍射现象不如电子的衍射现象明显。故 C
5、、D 错误。答案 AB能力提升1.(多选)根据爱因斯坦的“光子说”可知,下列说法错误的是( )A.“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B.光的波长越大,光子的能量越小C.一束单色光的能量可以连续变化D.只有光子数很多时,光才具有粒子性解析 爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”本质不同,选项 A 错误。由 E=h 可知选项 B 正确。c一束单色光的能量不能是连续变化,只能是单个光子能量的整数倍,选项 C 错误。光子不但具有波动性,而且具有粒子性,选项 D 错误。答案 ACD2.(多选)下列说法中正确的是( )A.光的波粒二象性,就是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B.光的波粒二象性彻底推翻了
6、麦克斯韦的光的电磁说C.光子说并没有否定光的电磁说,在光子能量 =h 中,频率 表示波的特征, 表示粒子的特征D.光波和物质波都是概率波解析 牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的,惠更斯的波动说认为光是机械波,都是从宏观现象中形成的观念,故 A 错误;光子说并没有否定光的电磁说,光子能量公式 =h ,体现了其粒子性和波动性,B 错误,C 正确;光波和物质波都是概率波,D 正确。答案 CD33.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
7、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 = 知,如果把质子加速到与电子相hp同的速度,质子的波长更短,分辨能力更高。答案 A4.(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( )质量 /kg 速度/(ms-1) 波长 /m弹子球 2.010-2 1.010-2 3.310-30电子(100 eV)9.110-31 5.0106 1.210-10无线电波(1 MHz)3.0108 3.3102A.要检测弹子球的波动性几乎不可能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
8、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 3.0102 m,所以通常表现出波动性,很容易发生衍射,而金属晶体的晶格线度大约是 10-10 m 数量级,所以波长为1.210-10 m 的电子可以观察到明显的衍射现象,故选 A、B、C。答案 ABC5.(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
9、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h4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 AD6.一颗质量为 5.0 kg 的炮弹以 200 m/s 的速度运动时,它的德布罗意波的波长多大?假设它以光速运动,它的德布罗意波的波长多大?若要使它的德布罗意波的波长与波长是 400 nm 的紫光波长相等,则它必须以多大的速度运动?(普朗克常量取 6.6310-34 Js)解析 炮弹的德布罗意波的波长为 1= m=6.6310-37 m,它以光速运动时的德布罗意波6.6310-345200的波长为 2= m=4.4210-43 m,由 = 得 v= =3.31510-28 m/s。6.6310-3453108 hmv hm答案 6.6310-37 m 4.4210-43 m 3.31510-28 m/s5
