高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册6.4 实物粒子具有波动性课时练习

6.4实物粒子具有波动性基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．有关光的波粒二象性、物质波，下列说法正确的是（　　）

A．个别光子只有粒子性，多数光子的作用效果才表现为波动性

B．光电效应揭示了光具有粒子性，光的波长越短，其粒子性越显著

C．速度相等的电子和质子，电子的动量小，电子的物质波波长小

D．康普顿效应揭示了光具有波动性

2．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是（　　）

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，在另外某种场合下的光的波动性表现明显

3．若一个波长在100nm（）附近的极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎，则能够电离一个分子的能量约为（普朗克常量取，真空光速）（　　）

A． B． C． D．

4．下列说法中正确的是（ ）

A．质量大的粒子，其德布罗意波长小

B．速度大的粒子，其德布罗意波长小

C．动量大的粒子，其德布罗意波长小

D．动能大的粒子，其德布罗意波长小

5．下列说法中正确的是（ ）

A．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

B．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯

C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为只有高速运动的粒子才具有波粒二象性

D．核力将核子束缚在核内，说明核力一定是吸引力

6．如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是（ ）

A．α粒子 B．中子 C．质子 D．电子

7．实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中不能体现波动性的是（　　）

A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样

B．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

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

8．下列关于光具有波粒二象性的叙述中正确的是(   )

A．光的波动性与机械波、光的粒子性与质点都是等同的

B．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性

C．光有波动性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能统一的

D．光的频率越高，波动性越显著

9．下列说法正确的是（　　）

A．电子显微镜的电子束速度越小，电子显微镜分辨本领越低

B．在振荡电路中，当线圈中电流变大时，电容器里的电场强度也变大

C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场一定产生变化的电场

D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用

10．下列说法正确的是（　　）

A．发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的强度有关

B．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的

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．康普顿效应证实了光具有波动性

11．极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图（a）（b）（c）所示的图像，则（　　）

A．图像（a）表明光具有波动性

B．图像（c）表明光具有粒子性

C．用紫外线观察不到类似的图像

D．实验表明光是一种概率波

12．下列有关波粒二象性的说法中，正确的是（　　）

A．大量光子的行为往往表现出光的粒子性

B．光电效应现象说明了光具有波粒二象性

C．康普顿效应现象说明光具有粒子性

D．实物粒子不具有波粒二象性

13．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． B．

C． D．

14．为了观察到纳米级的微小结构，需要分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。有关电子显微镜的说法正确的是(    )

A．它利用了电子物质波的波长比可见光短，因而不容易发生明显衍射

B．它利用了电子物质波的波长比可见光长，因而不容易发生明显衍射

C．它利用了电子物质波的波长比可见光短，因而更容易发生明显衍射

D．它利用了电子物质波的波长比可见光长，因而更容易发生明显衍射

15．下列说法正确的是（　　）

A．光子的能量与光子动量的平方成正比

B．电子的能量越大，其物质波的波长就越长

C．单个光子没有波动性，光的波动性是光子相互作用的结果

D．不确定性关系意味着我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况

二、填空题（共4题）

16．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。

17．德布罗意波：每一个_______的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫_______波。

18．实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的_______。

19．粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间的关系：_______，_______。

三、综合题（共4题）

20．康普顿效应告诉我们，光子除了具有能量之外还有动量，光子能量为 ，而动量则为 ，一些科学家设想为航天器安装一面由高强度的轻质柔性薄膜涂上高反光率的材料而制成的“薄膜镜片太阳帆”，利用太阳光驱动航天器做星际旅行．现为某飞往火星的航天器安装了一面积为S =4 ×104m2的太阳帆，且已知在某区域沿垂直于阳光方向太阳光在太阳帆单位面积上的功率约为P =1 kW/m2，光在真空中的传播速度c =3.0× 108m/s。求该航天器在此区域因“太阳帆”所获得的最大动力。（结果保留2位有效数字，提示:光子与太阳帆的碰撞可视为弹性碰撞，碰撞中光子动量变化量为)

21．试根据相关实验解释为什么光是一种概率波？

22．世界上运动速度最快的球是羽毛球，你相信吗？根据测算，羽毛球离拍时的最大速度可达到，羽毛球的质量为，试求其德布罗意波长。我们能观察到羽毛球的波动性吗？

23．太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料．在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体．现有一艘质量为m的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直．设帆能90%地反射太阳光，帆的面积为S，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量E0，已知太阳辐射的光子的波长绝大多数集中在波长为2×10-7m～1×10-5m波段，计算时可取其平均波长为λ0，且不计太阳光反射时频率的发化．已知普朗克常量h

（1）每秒钟射到帆面的光子数为多少？

（2）由于光子作用，飞船得到的加速度为多少？

参考答案

1．B

2．C

3．B

4．C

5．B

6．D

7．B

8．B

9．A

10．C

11．D

12．C

13．D

14．A

15．D

16．干涉    波动性   

17．运动    物质   

18．波粒二象性

19．       

20．

21．近代物理认为光具有波动和粒子两面性，在频率大的时候容易表现出粒子性，频率小的时候容易表现出波的性质．

22．相信；；不能

23．（1）（2）