17.3 崭新的一页：粒子的波动性 课堂限时训练（Word版，含解析）
文档属性
| 名称 | 17.3 崭新的一页：粒子的波动性 课堂限时训练（Word版，含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 51.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-22 05:25:17 | ||
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文档简介
崭新的一页：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
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
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
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。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λ=
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
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
2.(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ε=hν中,频率ν表示波的特征,ε表示粒子的特征
D.实物粒子也具有波动性
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 nm B.大于0.2 nm
C.等于0.2 nm D.以上说法均不正确
4.(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
5.一颗质量为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6.63×10-34 J·s)
参考答案：
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AD
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
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AC
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
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CD
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
答案D
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
解析由物质波的波长λ=,得其只与物体的动量有关,动量越大其波长越短。
答案C
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。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λ=
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
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λ=,而动量p=,两式联立得λ=,B正确;由公式λ=可知,加速电压越大,电子的波长越小,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、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。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ACD
2.(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ε=hν中,频率ν表示波的特征,ε表示粒子的特征
D.实物粒子也具有波动性
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ε=hν,体现了其粒子性和波动性,B错误,C正确;实物粒子也具有波动性,D正确。
答案CD
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 nm B.大于0.2 nm
C.等于0.2 nm D.以上说法均不正确
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λ=知,如果把质子加速到与电子相同的速度,质子的波长更短,分辨能力更高。
答案A
4.(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AD
5.一颗质量为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6.63×10-34 J·s)
解析炮弹的德布罗意波的波长为λ1=m=6.63×10-37m,它以光速运动时的德布罗意波的波长为λ2=m=4.42×10-43m,由λ=得v==3.315×10-28m/s。
答案6.63×10-37 m 4.42×10-43 m 3.315×10-28 m/s
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
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
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
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。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λ=
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
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
2.(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ε=hν中,频率ν表示波的特征,ε表示粒子的特征
D.实物粒子也具有波动性
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 nm B.大于0.2 nm
C.等于0.2 nm D.以上说法均不正确
4.(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
5.一颗质量为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6.63×10-34 J·s)
参考答案：
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AD
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
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AC
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
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CD
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
答案D
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
解析由物质波的波长λ=,得其只与物体的动量有关,动量越大其波长越短。
答案C
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。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λ=
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
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λ=,而动量p=,两式联立得λ=,B正确;由公式λ=可知,加速电压越大,电子的波长越小,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、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。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ACD
2.(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ε=hν中,频率ν表示波的特征,ε表示粒子的特征
D.实物粒子也具有波动性
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ε=hν,体现了其粒子性和波动性,B错误,C正确;实物粒子也具有波动性,D正确。
答案CD
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 nm B.大于0.2 nm
C.等于0.2 nm D.以上说法均不正确
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λ=知,如果把质子加速到与电子相同的速度,质子的波长更短,分辨能力更高。
答案A
4.(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AD
5.一颗质量为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6.63×10-34 J·s)
解析炮弹的德布罗意波的波长为λ1=m=6.63×10-37m,它以光速运动时的德布罗意波的波长为λ2=m=4.42×10-43m,由λ=得v==3.315×10-28m/s。
答案6.63×10-37 m 4.42×10-43 m 3.315×10-28 m/s