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【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：粒子的波粒二象性 物质波
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这是一份【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：粒子的波粒二象性 物质波，共9页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共21小题；共84分）
1. 下列说法正确的是
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
2. 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
3. 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. 动量相等的电子和质子，中子的波长短
D. 甲电子速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长就是乙电子的 3 倍
4. 下列说法正确的是
A. 物质波属于机械波
B. 只有像电子、质子和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都有一 种波与它对应，这种波叫物质波
D. 宏观物体运动时，看不到衍射或干涉现象，因此宏观物体运动时不具有波动性
5. 关于电子的运动规律，以下说法正确的是
A. 电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
B. 电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
C. 电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律
D. 电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
6. 2003 年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为 1961 年物理学家利用"托马斯 ⋅ 杨"双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验。如图所示，从辐射源射出的电子束经两个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. 微观粒子的波是一种电磁波
7. 电子显微镜用电子束代替光学显微镜的光束，放大倍数可达数万倍，这是因为
A. 电子束的波长短B. 电子束的频率小
C. 电子束不具波动性D. 电子束不具有粒子性
8. 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，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将
A. 小于 0.2 nm B. 大于 0.2 nm
C. 等于 0.2 nm D. 以上说法均不正确
9. 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. 物质波和光彼都不是概率彼
C. 粒子的动量越大，其彼动性越易观察
D. 粒子的动量越小，其波动性越易观察
10. 根据德布罗意波的概念，下列说法正确的是
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. 动能小的物体，其德布罗意波长小
11. 要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。有关电子显微镜的下列说法，正确的是
A. 它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射
B. 它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射
C. 它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射
D. 它是利用了电子物质波的彼长比可见光长，因此更容易发生明显衍射
12. 电子显微镜的最高分辨率高达 0.2 nm（波长越短，分辨率越高），如果有人制造出质子显微镜，在加速到相速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将
A. 小于 0.2 nm B. 大于 0.2 nm
C. 等于 0.2 nm D. 以上说法均不正确
13. 如果电子显微镜的加速电压为 40 kV，则经过这一电压加速的电子的德布罗意波长为（电子质量为 m，电子电荷量为 e，普朗克常量为 h）
A. λ=h4×104me B. λ=h8×104me
C. λ=h4×102me D. λ=h8×102me
14. 2002 年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学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，若 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 E 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量，则
A. E=hλc；p=0 B. E=hλc；p=hλc2
C. E=hcλ；p=0 D. E=hcλ；p=hλ
15. 对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 ɛ=hν 中，频率 ν 表示的仍是波的特性
16. 下列关于物质波的说法中，正确的是
A. 物质波是由近及远地进行传播的
B. 某种实物粒子的物质波是没有一定规律的
C. 一个光子的运动是受波动规律支配的
D. 牛顿定律对高速运动的宏观物体不适用
17. 下列叙述中正确的是
A. 狭义相对论认为，物体静止时的质量与运动时的质量相等
B. 在光的衍射现象中，亮条纹位置是光子到达几率大的位置
C. 宏观物体的物质波波长非常小，容易观察到它的波动性
D. 不确定关系表明，可以同时准确地确定粒子的位置和动量
18. 关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )
A. B.
C. D.
19. 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
20. 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 dn，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. n2h2med2 B. md2h2n2e313C. d2h22men2 D. n2h22med2
21. 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 dn，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. n2h2med2 B. md2h23n2e3 C. d2h22men2 D. n2h22med2
二、双项选择题（共8小题；共32分）
22. 如图所示为电子衍射实验图样，该实验证明电子具有波动性，这种波可称为
A. 电磁波B. 机械波C. 德布罗意波D. 物质波
23. 关于物质波，下列说法中正确的是
A. 电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
B. 物质波属于机械波
C. 任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
D. 宏观物体尽管具有对应的物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象
24. 现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是
A. 一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B. 肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C. 质量为 10−3 kg 、速度为 10−2 m/s 的小球，其德布罗意波长约为 10−23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D. 人们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大致相同
25. 为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：（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，能防止发生明显的衍射现象，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。下列分析中正确的是
A. 电子显微镜所利用的是，电子的物质波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很小
C. 要获得晶体的 X 射线，X 射线波长要远小于原子的尺寸
D. 中子的物质波波长可与原子尺寸相当
26. 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，方法是让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。已知电子质量为 m，电荷量为 e，初速度为 0，加速电压为 U，普朗克常量为 h，则下列说法中正确的是
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的波长为 λ=h2meU
C. 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
27. 以下说法正确的是
A. 物体都具有波动性
B. 抖动细绳一端，绳上的波就是物质波
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
28. 现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是
A. 一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B. 肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C. 质量为 10−3 kg 、速度为 10−2 m/s 的小球，其德布罗意波长约 10−28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D. 人们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大致相同
29. 1924 年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念：任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为 λ=hp ， p 为物体运动的动量，h 是普朗克常量。同样光也具有粒子性，光子的动量为：p=hλ，根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个 γ 光子，会发生下列情况：设光子频率为 ν，则 E=hν ， p=hλ=hνc，被电子吸收后有 hν=12mev2 ， hνc=mev，解得 v=2c。电子的速度为光速的 2 倍，显然这是不可能的。关于上述过程以下说法正确的是
A. 因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，电子有可能完全吸收一个电子
B. 因为在微观世界能量守恒定律适用，上述论证错误，电子有可能完全吸收一个电子
C. 动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个 γ 光子
D. 若 γ 光子与一个静止的自由电子发生作用，则 γ 光子被电子散射后频率会减小
三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 下列关于物质波的认识，说法正确的是
A. 任何一个主动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B. X 光衍射证实了物质波的假设是正确的
C. 电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
D. 物质波是一种概率波
答案
第一部分
1. C
【解析】由德布罗意假说知德布罗意波长 λ=hp, 式中 h 为普朗克常量，p 为运动物体的动量，可见 p 越大，λ 越小；p 越小，λ 越大.故C正确，A 、 B 、D错误.
2. C
【解析】由题意知，粒子速度为 v 时， λ1=hmv；粒子速度为 2v 时， λ2=h2mv ， 则 λ2=12λ1 ，可知C正确，ABD 错误。
3. A
4. C
5. C
【解析】由于电子是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵从牛顿运动定律，所以选项A、B错误；
大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，但可确定电子在某点附近出现的概率且遵循波动规律，选项C正确，D错误.
6. C
【解析】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。
7. A
8. 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。在速度相同的情况下，质子的物质波波长更短。
9. D
10. C
【解析】根据 λ=hp 可知，动量大的物体波长小，选项C是正确的。
质量大或速度大或动能小，都不能确定其动量大小，所以其他三个选项错误。
11. A
12. A
【解析】根据 λ=hp 可知，因为质子的质量较大，速度相同，所以它的德布罗意波长较短，又因为波长越短，分辨率越高，故 A 正确。
13. B
14. D
【解析】根据 E=hν ， ν=cλ，且 λ=hp 可得 X 射线每个光子能量为 E=hcλ，每个光子的动量为 p=hλ。
15. D
【解析】根据光的波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，A选项错误。
光不同于宏观观念的粒子和波，故B选项错误。
光的波动性是光本身固有的性质，不是光子之间互相作用引起的，C选项错误。
光子的能量与其对应的能量成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此 ɛ=hν 揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，光子说并未否定波动说，故D选项正确。
16. D
【解析】物质波是几率波，不是由近及远地进行传播的，而是在空间出现的几率表现为波的性质，A错误；
某种实物粒子的物质波波长为 λ=hp 是有一定规律的，B错误；
一个光子的波动性本质是几率波，其运动是不受波动规律支配的，C错误；
牛顿定律是经典物理学的基础，它适用于低速物体，对高速运动的宏观物体不适用，D正确。
17. B
【解析】狭义相对论认为，物体运动时的质量大于静止时的质量，A 错；
在光的衍射现象中，亮条纹位置是光子到达几率大的位置，B 对；
宏观物体的质量很大，其动量很大，因此其波长很小，不易观察到它的波动性，C 错；
根据不确定性关系，ΔxΔp≥h4π，因此，不能同时准确地确定粒子的位置和动量，D 错。
（2010年西城二模）
18. B
【解析】【分析】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．
【解析】解：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。
【点评】解决本题的关键知道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．
19. A
【解析】由 λ=hp 可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长。电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式 p=2mEk 可知，电子的动量小，波长长。动量相等的电子和中子，其波长应相等。
如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲电子的速度是乙电子的三倍，甲电子的动量也是乙电子的三倍，则甲的波长应是乙的 13。
20. D
21. D
第二部分
22. C， D
23. A， C
【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波的性质不同。宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，一般看不出来。电子的衍射实验证实了电子具有波动性，进而证实了物质波的假设是正确的。故选项A、C正确。
24. B， D
【解析】光子照到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，A不正确；
白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光有波动性，B正确；
由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，C不正确；
用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，D正确。
25. A， D
26. A， B
【解析】能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；
由德布罗意彼的波长公式 λ=hp 及动量 p=2mEk=2meU，可得 λ=h2meU，B正确；
由 λ=h2meU 可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C错误；
用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故D错误。
27. A， D
28. B， D
【解析】说明光具有波动性的是干涉和衍射，而光电效应说明光具有粒子性，故本题应选B、D。
29. C， D
第三部分
30. A， C， D
【解析】由德布罗意波的定义可知，任何一个运动的物体都有一种波与它对应，德布罗意波（即物质波）是一种概率波，电子的运动是绝对的，电子的衍射证实了物质波的存在。A 、 C 、D正确。德布罗意波既不是机械波，也不是电磁波，是物质波同时也是一种概率波。
一、单项选择题（共21小题；共84分）
1. 下列说法正确的是
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
2. 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
3. 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. 动量相等的电子和质子，中子的波长短
D. 甲电子速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长就是乙电子的 3 倍
4. 下列说法正确的是
A. 物质波属于机械波
B. 只有像电子、质子和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都有一 种波与它对应，这种波叫物质波
D. 宏观物体运动时，看不到衍射或干涉现象，因此宏观物体运动时不具有波动性
5. 关于电子的运动规律，以下说法正确的是
A. 电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
B. 电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
C. 电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律
D. 电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
6. 2003 年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为 1961 年物理学家利用"托马斯 ⋅ 杨"双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验。如图所示，从辐射源射出的电子束经两个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. 微观粒子的波是一种电磁波
7. 电子显微镜用电子束代替光学显微镜的光束，放大倍数可达数万倍，这是因为
A. 电子束的波长短B. 电子束的频率小
C. 电子束不具波动性D. 电子束不具有粒子性
8. 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，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将
A. 小于 0.2 nm B. 大于 0.2 nm
C. 等于 0.2 nm D. 以上说法均不正确
9. 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. 物质波和光彼都不是概率彼
C. 粒子的动量越大，其彼动性越易观察
D. 粒子的动量越小，其波动性越易观察
10. 根据德布罗意波的概念，下列说法正确的是
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. 动能小的物体，其德布罗意波长小
11. 要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。有关电子显微镜的下列说法，正确的是
A. 它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射
B. 它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射
C. 它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射
D. 它是利用了电子物质波的彼长比可见光长，因此更容易发生明显衍射
12. 电子显微镜的最高分辨率高达 0.2 nm（波长越短，分辨率越高），如果有人制造出质子显微镜，在加速到相速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将
A. 小于 0.2 nm B. 大于 0.2 nm
C. 等于 0.2 nm D. 以上说法均不正确
13. 如果电子显微镜的加速电压为 40 kV，则经过这一电压加速的电子的德布罗意波长为（电子质量为 m，电子电荷量为 e，普朗克常量为 h）
A. λ=h4×104me B. λ=h8×104me
C. λ=h4×102me D. λ=h8×102me
14. 2002 年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学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，若 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 E 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量，则
A. E=hλc；p=0 B. E=hλc；p=hλc2
C. E=hcλ；p=0 D. E=hcλ；p=hλ
15. 对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 ɛ=hν 中，频率 ν 表示的仍是波的特性
16. 下列关于物质波的说法中，正确的是
A. 物质波是由近及远地进行传播的
B. 某种实物粒子的物质波是没有一定规律的
C. 一个光子的运动是受波动规律支配的
D. 牛顿定律对高速运动的宏观物体不适用
17. 下列叙述中正确的是
A. 狭义相对论认为，物体静止时的质量与运动时的质量相等
B. 在光的衍射现象中，亮条纹位置是光子到达几率大的位置
C. 宏观物体的物质波波长非常小，容易观察到它的波动性
D. 不确定关系表明，可以同时准确地确定粒子的位置和动量
18. 关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )
A. B.
C. D.
19. 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
20. 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 dn，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. n2h2med2 B. md2h2n2e313C. d2h22men2 D. n2h22med2
21. 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 dn，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. n2h2med2 B. md2h23n2e3 C. d2h22men2 D. n2h22med2
二、双项选择题（共8小题；共32分）
22. 如图所示为电子衍射实验图样，该实验证明电子具有波动性，这种波可称为
A. 电磁波B. 机械波C. 德布罗意波D. 物质波
23. 关于物质波，下列说法中正确的是
A. 电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
B. 物质波属于机械波
C. 任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
D. 宏观物体尽管具有对应的物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象
24. 现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是
A. 一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B. 肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C. 质量为 10−3 kg 、速度为 10−2 m/s 的小球，其德布罗意波长约为 10−23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D. 人们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大致相同
25. 为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：（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，能防止发生明显的衍射现象，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。下列分析中正确的是
A. 电子显微镜所利用的是，电子的物质波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很小
C. 要获得晶体的 X 射线，X 射线波长要远小于原子的尺寸
D. 中子的物质波波长可与原子尺寸相当
26. 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，方法是让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。已知电子质量为 m，电荷量为 e，初速度为 0，加速电压为 U，普朗克常量为 h，则下列说法中正确的是
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的波长为 λ=h2meU
C. 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
27. 以下说法正确的是
A. 物体都具有波动性
B. 抖动细绳一端，绳上的波就是物质波
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
28. 现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是
A. 一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B. 肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C. 质量为 10−3 kg 、速度为 10−2 m/s 的小球，其德布罗意波长约 10−28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D. 人们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大致相同
29. 1924 年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念：任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为 λ=hp ， p 为物体运动的动量，h 是普朗克常量。同样光也具有粒子性，光子的动量为：p=hλ，根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个 γ 光子，会发生下列情况：设光子频率为 ν，则 E=hν ， p=hλ=hνc，被电子吸收后有 hν=12mev2 ， hνc=mev，解得 v=2c。电子的速度为光速的 2 倍，显然这是不可能的。关于上述过程以下说法正确的是
A. 因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，电子有可能完全吸收一个电子
B. 因为在微观世界能量守恒定律适用，上述论证错误，电子有可能完全吸收一个电子
C. 动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个 γ 光子
D. 若 γ 光子与一个静止的自由电子发生作用，则 γ 光子被电子散射后频率会减小
三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 下列关于物质波的认识，说法正确的是
A. 任何一个主动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B. X 光衍射证实了物质波的假设是正确的
C. 电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
D. 物质波是一种概率波
答案
第一部分
1. C
【解析】由德布罗意假说知德布罗意波长 λ=hp, 式中 h 为普朗克常量，p 为运动物体的动量，可见 p 越大，λ 越小；p 越小，λ 越大.故C正确，A 、 B 、D错误.
2. C
【解析】由题意知，粒子速度为 v 时， λ1=hmv；粒子速度为 2v 时， λ2=h2mv ， 则 λ2=12λ1 ，可知C正确，ABD 错误。
3. A
4. C
5. C
【解析】由于电子是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵从牛顿运动定律，所以选项A、B错误；
大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，但可确定电子在某点附近出现的概率且遵循波动规律，选项C正确，D错误.
6. C
【解析】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。
7. A
8. 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。在速度相同的情况下，质子的物质波波长更短。
9. D
10. C
【解析】根据 λ=hp 可知，动量大的物体波长小，选项C是正确的。
质量大或速度大或动能小，都不能确定其动量大小，所以其他三个选项错误。
11. A
12. A
【解析】根据 λ=hp 可知，因为质子的质量较大，速度相同，所以它的德布罗意波长较短，又因为波长越短，分辨率越高，故 A 正确。
13. B
14. D
【解析】根据 E=hν ， ν=cλ，且 λ=hp 可得 X 射线每个光子能量为 E=hcλ，每个光子的动量为 p=hλ。
15. D
【解析】根据光的波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，A选项错误。
光不同于宏观观念的粒子和波，故B选项错误。
光的波动性是光本身固有的性质，不是光子之间互相作用引起的，C选项错误。
光子的能量与其对应的能量成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此 ɛ=hν 揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，光子说并未否定波动说，故D选项正确。
16. D
【解析】物质波是几率波，不是由近及远地进行传播的，而是在空间出现的几率表现为波的性质，A错误；
某种实物粒子的物质波波长为 λ=hp 是有一定规律的，B错误；
一个光子的波动性本质是几率波，其运动是不受波动规律支配的，C错误；
牛顿定律是经典物理学的基础，它适用于低速物体，对高速运动的宏观物体不适用，D正确。
17. B
【解析】狭义相对论认为，物体运动时的质量大于静止时的质量，A 错；
在光的衍射现象中，亮条纹位置是光子到达几率大的位置，B 对；
宏观物体的质量很大，其动量很大，因此其波长很小，不易观察到它的波动性，C 错；
根据不确定性关系，ΔxΔp≥h4π，因此，不能同时准确地确定粒子的位置和动量，D 错。
（2010年西城二模）
18. B
【解析】【分析】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．
【解析】解：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。
【点评】解决本题的关键知道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．
19. A
【解析】由 λ=hp 可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长。电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式 p=2mEk 可知，电子的动量小，波长长。动量相等的电子和中子，其波长应相等。
如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲电子的速度是乙电子的三倍，甲电子的动量也是乙电子的三倍，则甲的波长应是乙的 13。
20. D
21. D
第二部分
22. C， D
23. A， C
【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波的性质不同。宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，一般看不出来。电子的衍射实验证实了电子具有波动性，进而证实了物质波的假设是正确的。故选项A、C正确。
24. B， D
【解析】光子照到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，A不正确；
白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光有波动性，B正确；
由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，C不正确；
用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，D正确。
25. A， D
26. A， B
【解析】能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；
由德布罗意彼的波长公式 λ=hp 及动量 p=2mEk=2meU，可得 λ=h2meU，B正确；
由 λ=h2meU 可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C错误；
用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故D错误。
27. A， D
28. B， D
【解析】说明光具有波动性的是干涉和衍射，而光电效应说明光具有粒子性，故本题应选B、D。
29. C， D
第三部分
30. A， C， D
【解析】由德布罗意波的定义可知，任何一个运动的物体都有一种波与它对应，德布罗意波（即物质波）是一种概率波，电子的运动是绝对的，电子的衍射证实了物质波的存在。A 、 C 、D正确。德布罗意波既不是机械波，也不是电磁波，是物质波同时也是一种概率波。
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