6.4实物粒子具有波动性 学科素养提升练（Word版含答案）

6.4实物粒子具有波动性 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．泊松亮斑支持了光的粒子说
B．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热压缩过程，气体分子的平均动能减小
C．质子的德布罗意波长与其动能成正比
D．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，并不违背了热力学第二定律
2．下列说法正确的是(　　)
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样的一种粒子
C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性
3．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
4．影响显微镜分辨率本领的一个因素是衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低。使用电子束工作的电子显微镜与传统的光学显微镜相比有更高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图像，以下说法正确的是（　　）
A．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显
B．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强
C．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱
D．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强
5．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样
B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样
C．光子通过狭缝的运动路线像水波一样
D．光的粒子性是大量光子运动的规律
6．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
7．让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格（大小约10-10m）上，可得到电子的衍射图样，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电子衍射图样说明了电子具有粒子性
B．加速电压越大，电子的物质波波长越长
C．电子物质波波长比可见光波长更长
D．动量相等的质子和电子，对应的物质波波长也相等
8．用如图甲所示的电路研究光电效应中遏止电压与入射光频率的关系。某次实验中得到的甲、乙两种金属对应的遏止电压与入射光频率关系图像如图乙所示。用频率为的光同时照射甲、乙两种金属时，两种金属逸出的初动能最大的光电子分别用a、b表示。下列说法正确的是（　　）
A．照射的单色光越强，饱和光电流就越小
B．遏止电压与入射光的频率成正比
C．光电子b的初动能大于光电子a的初动能
D．光电子b的物质波波长比光电子a的物质波波长长
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．如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前A球的德布罗意波的波长为λ1，碰撞后A、B两球的德布罗意波的波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是(　　)
A．λ1＝λ2＝λ3
B．λ1＝λ2＋λ3
C．
D．
11．真空中一个光子与自由电子碰撞后, 使自由电子的速率增加, 而光子沿着另一方向散射出去. 在此过程中, 光子的
A．速率不变
B．能量不变
C．频率不变
D．波长不变
12．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
13．通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法正确的是（ ）
A．能量较大的光子其波动性越显著
B．速度相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显
C．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性
D．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变长了
14．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（　　）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有粒子性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，电子的德布罗意波长较大
二、解答题
15．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？
16．在生活中我们会拍很多照片，通常我们都认为，这是由人和景物发出或反射的光波经过照相机的镜头聚焦在底片上形成的。实际上照片上的图像也是由光子撞击底片，使上面的感光材料发生化学反应形成的。图是用不同曝光量洗印的照片，请你根据自己对光的理解做出说明。
参考答案
1．D
【详解】
A．泊松亮斑是光的衍射形成的，支持了光的波动说，故A错误；
B．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热压缩过程，外界对气体做功，内能增大，温度升高，故气体分子的平均动能增大，故B错误；
C．由公式
可知质子的德布罗意波长与其动能成正比，故C错误；
D．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体要消耗电能，因此不违背热力学第二定律，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．光既具有波动性又具有粒子性，A错误；
B．光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，有质量，故B错误；
C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；
D．γ射线具有显著的粒子性，而也具有波动性，故D错误．
故选C．
3．C
【详解】
A．质量大的粒子，若速度小，则动能有可能很小，根据
p=
可知动量不一定很大，根据
可知德布罗意波长不一定小，A错误；
B．速度大的粒子，若质量小，则动能有可能很小，根据
p=
可知动量不一定很大，根据
可知德布罗意波长不一定小，B错误；
C．根据
知λ与p成反比，故C正确；
D．动能大，但不一定质量大，根据
p=
可知动量不一定大，根据
可知德布罗意波长不一定小，D错误。
故选C。
4．D
【详解】
AB．光的波长越大，则波动性越强，越容易发生明显衍射；根据
知加速电压越大，电子束的速度越大，电子的波长
越小，越不容易发生明显的衍射，显微镜的分辨本领越强，A B错误；
CD．根据
得
由于质子和电子的电荷量的绝对值相等，而质子的质量远大于电子的质量，故经相同电压加速后的质子动量更大，波长更小，更不容易发生明显的衍射，显微镜的分辨本领更强，C错误D正确。
故选D。
5．A
【详解】
AD．个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，如果时间足够长，过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A正确，D错误；
BC．单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，BC错误；
故选A。
6．C
【详解】
AD．波粒二象性指光有时表现出的粒子性明显，有时表现出的波动性较明显，或者说在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下，光的波动性表现明显，故AD正确不符合题意；
BC．光的频率越高，能量越大，粒子性相对波动性越明显，B正确不符合题意，C错误符合题意。
故选C。
7．D
【详解】
A．电子衍射图样说明了电子具有波动性，A错误；
B．根据
解得
加速电压越大，电子的物质波波长越短，B错误；
C．电子物质波波长比可见光波长更短，C错误；
D．根据，动量相等的质子和电子，对应的物质波波长也相等，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．照射的单色光越强，单位时间内发出的光电子数目越多，饱和光电流就越大，故A错误；
B．根据爱因斯坦光电效应方程
又
得
遏止电压与入射光的频率成一次函数关系，不是成正比，故B错误；
C．由图线知，当时，金属甲的极限频率小于金属乙的极限频率，当用相同频率的入射光照射时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，则光电子b的初动能小于光电子a的初动能，故C错误；
D．根据物质波的波长
又
可得
可知甲金属逸出的初动能最大的光电子的物质波波长较短，光电子b的物质波波长比光电子a的物质波波长长，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】
A．电子显微镜的电子束速度越小，则电子动量越小，根据
可知电子的波长越长，电子显微镜分辨本领越弱，故A正确；
B．在LC振荡电路中，当线圈中电流变大时，电容器正在放电，则电容器里的电场强度变小，选项B错误；
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场产生稳定不变的电场，选项C错误；
D．在光学元件中，由于元件表面的反射作用而使光能损失，为了减少元件表面的反射损失，常在光学元件表面镀层透明介质薄膜，这种薄膜就叫增透膜，其原理是薄膜干涉。故D错误；
故选A。
10．D
【详解】
球A、B碰撞过程中满足动量守恒，得p′B－0＝pA－p′A；由，可得，所以动量守恒表达式也可写成：，所以，故D正确，ABC错误．
11．A
【详解】
A、碰撞前、后的光子速度不变，以光速运动，故A正确；
B、光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，故B错误；
C、光子能量减小,根据，光子的频率减小，故C错误
D、当光子与自由电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则光子动量减小，根据 ，知波长增大，故D错误；
综上所述本题答案是：A
12．B
【详解】
A．发生光电效应时，入射光的频率影响的是光电子的最大初动能，光强度影响单位时间内发出光电子的数目，故A错误；
B．根据玻尔理论，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，故B正确；
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，认为所有运动的粒子都具有波粒二象性，故C错误；
D．核力是短程力，作用范围在1．5×10-15m，原子核的半径数量级在10-15m，所以核力只存在于相邻的核子之间．核力将核子束缚在核内，但不能说明核力一定是吸引力，故D错误。
故选B。
13．CD
【详解】
A．由
可知，能量较大的光子其频率较高，波长较短，波动性较不显著，A错误；
B．由
可知，速度相同的质子和电子相比，质子的动量较大，波长较短，波动性较不明显，B错误；
C．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，C正确；
D．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，动量减小，由B的解析可知，光子的波长变长，D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，A正确；
B．衍射是波特有的性质；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B错误；
C．黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；
D．根据
，
可得
可知动能相同的质子和电子，电子的质量较小，故其波长较大，D正确。
故选AD。
15．（1）普朗克能量子和爱因斯坦光子理论；（2）电子具有波动性
16．见解析
【详解】
光波是一种概率波，在照片中有些地方光子出现的概率大，有些地方光子出现的概率小。在曝光量很小的情况下，在照片上出现的是一些随机分布的光点，随着曝光量的增大，图像逐渐呈现出一定的规律性，整体逐渐清晰起来。