6.4实物粒子具有波动性基础巩固（word版含答案）

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．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．
3．关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　）
A．光电效应证明了光具有粒子性，康普顿效应证明了光具有波动性
B．光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著
C．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
D．电子绕原子核运动时只能在一定的轨道上运动，此时电子只有粒子性，没有波动性
4．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
5．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．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3倍，则甲电子的波长也是乙电子的3倍
6．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
7．量子理论是现代物理学两大支柱之一。量子理论的核心观念是“不连续”。关于量子理论，以下说法不正确的是（　　）
A．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念
B．爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒定律解释了光电效应
C．康普顿效应证明光具有动量，也说明光是不连续的
D．海森伯的不确定性关系告诉我们电子的位置是不能准确测量的
8．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．
9．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
10．以下说法错误的是（　　）
A．德布罗意指出所有运动物体都具有波动性
B．康普顿效应表明光具有粒子性，指出光子还具有动量
C．动能相同的一个质子和电子，质子的德布罗意波长比电子长
D．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定所以微观粒子没有确定的轨迹
11．下列说法错误的是（　　）
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
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
12．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
13．德布罗意提出实物粒子具有波动性，与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，其波长与粒子的动量存在某种关系。从静止开始先后经同一加速电场加速后的氘核和粒子的德布罗意波波长之比为（　　）
A． B． C． D．
14．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度减小为，则描写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4倍
15．以下关于物质波的说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子都具有波粒二象性，故实物粒子与光子是本质相同的物体
B．一切运动着的物体都与一个对应的波相联系
C．机械波、物质波都不是概率波
D．实物粒子的动量越大，其波动性越明显，越容易观察
二、填空题（共4题）
16．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。
17．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_______。
18．判断下列说法的正误。
（1）一切宏观物体都伴随一种波，即物质波。（____）
（2）电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性。（____）
（3）宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，是因为宏观物体的波长太长。（____）
（4）量子力学的建立，使人们深入认识了微观世界的组成、结构和属性。（____）
19．光的波粒二象性
光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有____性，光既具有波动性，又具有___ 性，即光具有_____性。
三、综合题（共4题）
20．请针对“光的波粒二象性”这一主题，写一篇小短文。
21．查阅有关资料，根据事件顺序列出光学研究史上的重大历史事件。
22．如图所示为研究光电效应的实验装置图，若用能量为的光子照射到光电管阴极后，电流计中有电流；调节滑动变阻器触头，当电压表读数为时，电流计示数恰好为零。已知电子的质量、电荷量，普朗克常量。
求：
（1）该光电管阴极逸出功；
（2）光电子的物质波的最小波长。
23．用光学显微镜不可能观察到纳米级的微小结构，这是因为可见光的波长数量级是m，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，不能精确聚焦，因此，人们使用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜来观察纳米级的微小结构。
（1）请说明电子显微镜能观察到纳米级微小结构的原因；
（2）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波长设定为，其中。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多大？
参考答案
1．B
2．B
3．C
4．C
5．A
6．A
7．D
8．D
9．A
10．C
11．D
12．D
13．D
14．B
15．B
16．运动 物质
17．波粒二象性
18．错误 正确 错误 正确
19．粒子 粒子 波粒二象
20．
光一直被认为是最小的物质，虽然它是个最特殊的物质，但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性；历史上，整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的；光学的任务是研究光的本性，光的辐射、传播和接收的规律；光和其他物质的相互作用（如物质对光的吸收、散射、光的机械作用和光的热、电、化学、生理效应等）以及光学在科学技术等方面的应用。
爱因斯坦认为对于时间的平均值，光表现为波动；对于时间的瞬间值，光表现为粒子性，这是历史上第一次揭示微观客体波动性和粒子性的统一，即波粒二象性。这一科学理论最终得到了学术界的广泛接受。在事实与理论面前，光的波动说与微粒说之争以“光具有波粒二象性”而落下了帷幕，从而肯定了光既是一种波也是一种粒子！
21．
荷兰物理学家斯涅尔通过精确的实验，得到了如今我们所使用的折射定律；
牛顿的色散实验；
胡克首次提出了光的波动说，牛顿提出光的微粒说；
1690年，经过深入的理论推导，惠更斯提出了惠更斯原理；
英国物理学家托马斯·杨做的双缝干涉实验，有力地证明了光的波动本质；
法国科学家菲涅尔指出，光是一种波，它不仅具有干涉这一波的特性，同时也具有衍射现象；
泊松亮斑瓦解了微粒说；
麦克斯韦提出光是一种电磁波；
1888年，赫兹通过实验，证实了电磁波的存在，1889年，赫兹进一步证明，光是一种电磁波，并发现光电效应；
爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应现象，证明光具有粒子性，光具有波粒二象性；
法国物理学家德布罗意提出了物质波的概念，他指出，任何物质都具有波粒二象性，只不过宏观物体的波动性极小，观察不到而已，而微观物质则会表现出较为明显的波动性，比如说光子。
22．（1）；（2）
23．
（1）分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜，因为电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射；
（2）依题意，可知物质波的波长
对电子应用动能定理
联立两式求得