6.4实物粒子具有波动性 课时提升练-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第三册（word含答案）

6.4实物粒子具有波动性 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．在中子衍射技术中，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相近，已知中子质量，普朗克常量，可以估算德布罗意波长的热中子动能的数量级为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示为各种波动现象所形成的图样，下列说法正确的是（　　）
A．甲为光的圆盘衍射图样
B．乙为光的薄膜干涉图样
C．丙为光的圆盘衍射图样
D．丁为电子束穿过铝箔后的衍射图样
3．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
4．新型冠状病毒2019-nCoV属于β属的新型冠状病毒，直径约60-140nm。科研人员常用现代电子显微镜观察单个病毒，其分辨本领可以达到0.2nm。已知显微镜工作物质的波长越短，显微镜的分辨本领越强。物质波波长，p为物体的动量，h为普朗克常数，可见光的波长为400-760nm。下列说法错误的是（　　）
A．卢瑟福发现了电子，并且验证了电子的波动性
B．电子束的物质波波长比可见光的波长短的多
C．电子的速度越大，电子显微镜的分辨本领越强
D．若显微镜采用速度与电子束相同的质子流工作，则分辨本领会进一步提高
5．波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（　　）
A．光电效应现象揭示了光的波动性
B．黑体辐射的强度与温度无关
C．康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等
6．以下说法正确的是（　　）
A．如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体
B．光波是一种概率波，但一个光子通过狭缝后，具体落在哪一点，还是可以确定的
C．光电效应证明了光具有粒子性，康普顿效应则证明了光具有波动性
D．玻尔认为，电子在绕核运动的过程中，服从经典力学规律，轨道半径是连续的，可以取任意值
7．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　）
A．粒子的动量越小，其波动性越易观察
B．速率相同的质子和电子，质子的德布罗意波长比电子长
C．康普顿效应进一步证实了光的波动说的正确性
D．电子的衍射现象可以证明光具有粒子性
8．下列关于物理学发展史说法正确的是（　　）
A．奥斯特发现“磁生电”
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并捕捉到了电磁波
C．普朗克提出微观粒子的能量是量子化的
D．汤姆孙发现了原子的核式结构
9．下列说法正确的是（　　）
A．任意运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
10．2021年开始实行的“十四五”规划提出，把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。技术方面，中国量子通信专利数超3000项，领先美国。在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法错误的是（　　）
A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
C．赫兹大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
D．弗兰克和赫兹利用电子轰击汞原子，获得了除光谱测量外用其他方法证实原子中分立能级存在的途径，为能够证明原子能量的量子化现象提供了实验基础
11．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．
12．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，下列关于物质波的说法中正确的是（　　）
A．物质波和光波都是概率波
B．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本质相同的物体
C．动能相等的电子和质子，电子的波长短
D．动量相等的电子和中子，中子的波长短
13．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子性
C．频率越高的电磁波，粒子性越显著
D．波长越长的电磁波，粒子性越显著
14．实物粒子和光都具有波粒二象性。下列选项中，突出体现波动性的是（　　）
A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样
B．人们利用中子衍射来研究晶体的结构
C．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
D．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
15．对光的波粒二象性的理解，正确的是（ ）
A．凡是光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释
B．波粒二象性就是微粒说与波动说的统一
C．一切粒子的运动都具有波粒二象性
D．大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性
二、解答题
16．德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是，式中p是运动着的物体的动量，h是普朗克常量。已知某种紫光的波长是440nm，若将电子加速，使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的10-4倍，求：
(1)电子的动量的大小；
(2)试计算加速电压的大小。(电子质量m=9.1×10-31kg，电子电荷量e=1.6×10-19C，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字)
17．如图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，结合图样及课本内容回答下列问题：
（1）德布罗意提出“实物粒子也具有波动性”假设的理论基础是什么？
（2）电子束穿过铝箔的衍射图样说明了什么？
参考答案
1．C
【详解】
试题分析：由德布罗意波公式：，得，而，则
所以，因此热中子的动能的数量级 10-21J
考点：物质波．
【名师点睛】任何物质均有物质波，不过质量很小时物质具有波的特性，体现显著．
2．D
【详解】
A．圆盘衍射图样特征为，中央为含一个亮斑的图形阴影，外部环绕着宽度越来越小的亮环，A错误；
B．中央为含一个亮斑的图形阴影，外部环绕着宽度越来越小的亮环，为圆盘衍射图样，B错误；
C．阴影部分中央没有亮斑，故不是圆盘衍射图样，C错误；
D．电子穿过铝箔时的衍射图样特征是，中央是一个较大的亮斑，条纹宽度不等，相邻条纹间距不变，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．光的波动性与机械波、光的粒子性与质点有本质的区别，A错误；
B．大量光子显示波动性，个别光子显示粒子性，B正确；
C．光是把粒子性和波动性有机结合在一起的矛盾统一体，C错误；
D．光的频率越高，粒子性越显著，D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．汤姆逊发现了电子，并利用晶体做了电子束衍射实验，证实了电子的波动性，选项A错误，符合题意；
B．电子束的物质波波长比可见光的波长短的多，选项B正确，不符合题意；
C．根据
电子的速度越大，波长越短，则电子显微镜的分辨本领越强，选项C正确，不符合题意；
D．若显微镜采用速度与电子束相同的质子流工作，则根据
因质量质量大于电子，可知波长更短，则分辨本领会进一步提高，选项D正确，不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误；
B．黑体辐射的强度与温度有关，B错误；
C．康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面，C正确；
D．由动能和动量的表达式
可得
由于质子质量较大，故动能相等的质子和电子，它们的动量不相等，由
可知，他们的德布罗意波的波长不相等，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
A．由黑体的定义可知，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，A正确；
B．光波是一种概率波，一个光子通过狭缝后，落在各点的概率是不一样的；B错误；
C．光电效应和康普顿效应都证明了光具有粒子性，C错误；
D．玻尔认为电子在绕核运动的过程中，服从经典力学规律，但电子的轨道是量子化的，即不是连续的，D错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．由
知，p越小，λ越大，其波动性越易观察，A正确；
B．由
则
质子的质量大于电子的质量，质子的德布罗意波长比电子短，B错误；
C．康普顿效应进一步证实了光的粒子特性，C错误；
D．电子的衍射说明实物粒子也具有波动性，D错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．奥斯特发现电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，在人类历史上首先捕捉到了电磁波，故B错误；
C．普朗克提出微观粒子的能量是量子化的，故C正确；
D．卢瑟福首先提出原子的核式结构模型，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，而不仅仅是微观粒子，都具有一种波和它对应，即物质波。故A正确；
B．康普顿效应表明光子不但有能量，而且还有动量，选项B错误；
C．紫光照射某金属时有电子向外发射，因红光的频率小于紫光，则红光照射该金属时不一定有电子向外发射，选项C错误；
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项D错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，A正确，不符合题意；
B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，B正确，不符合题意；
C．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，C错误，符合题意；
D．弗兰克和赫兹利用电子轰击汞原子，获得了除光谱测量外用其他方法证实原子中分立能级存在的途径，为能够证明原子能量的量子化现象提供了实验基础，D正确，不符合题意。
故选C。
11．B
【详解】
能够电离一个分子的能量为
故选B。
12．A
【详解】
A．物质波和光波都是概率波，选项A正确；
B．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，选项B错误；
C．电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式可知，电子的动量小，由可知，动量小的波长长，选项C错误；
D．由可知，动量相等的电子和中子，波长一样长，选项D错误。
故选A。
13．BC
【详解】
试题分析：爱因斯坦的光子说不否定光的电磁说，即光既有波动性又有微粒性，选项A错误；光电效应现象说明了光的粒子性，选项B正确；频率越高的电磁波，粒子性越显著；频率越低的电磁波波动性越强，选项C正确；波长越长的电磁波，频率越低，其波动性越显著，选项D错误；故选BC.
考点：光的波动性与粒子性.
14．ABC
【详解】
A．干涉是波具有的特性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，故A正确；
B．可以利用中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故B正确；
C．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故C正确；
D．光电效应实验，说明的是能够从金属中打出光电子，说明的是光的粒子性，不能突出说明光的波动性，故D错误。
故选ABC。
15．CD
【详解】
光的波动性和粒子性是光在不同条件下的具体表现，具有统一性；光子数量少时，粒子性强，数量多时，波动性强；频率高粒子性强，波长大波动性强，所以CD正确．
16．(1)p≈1.5×10-23 kg·m/s ；(2)U=8×102 V
【详解】
(1)根据
可得电子的动量
(2)电子在电场中加速，有
得
17．（1）普朗克能量子和爱因斯坦光子理论；（2）电子具有波动性
【详解】
略