4.5粒子的波动性和量子力学的建立 同步练习（word版含答案）

4.5粒子的波动性和量子力学的建立同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（　　）
A．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
B．大量光子的行为表现出光的波动性，而少量光子的行为表现出光的粒子性
C．光的波长越长，粒子性越明显，光的频率越高，波动性越明显
D．宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性
2．使用电子束工作的显微镜叫做电子显微镜，它比一般的光学显微镜具有更高的分辨率，这是因为电子相比光子（　　）
A．具有电荷 B．速度大 C．动量大 D．没有波动性
3．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
4．下列有关光的波粒二象性的说法中，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．大量光子的行为往往显示出粒子性
5．下列说法正确的是(　　)
A．光波是一种概率波
B．光波是一种机械波
C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变
D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变
6．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（　　）
A．由（a）图可知，原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．由（b）图可知，光电效应实验说明了光具有粒子性
C．由（c）图可知，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性
D．由（d）图可知，极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间
7．下列说法正确的是（　　）
A．光子就是质点
B．光不具有波动性
C．光具有波粒二象性
D．实物粒子和光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
8．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．
9．下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是（　　）
A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的
C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性
10．关于光的波粒二象性下列说法中正确的是
A．光子说完全否定了波动说
B．光的波粒二象性是指光与经典的波与粒子很相似
C．光的波动说和光子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有不能解释的实验现象
D．光的波粒二象性是指光要么具有波动性要么具有粒子性，而不是同时具有波动性和粒子性
11．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则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4倍
C．变为原来波长的一半 D．变为原来波长的2倍
12．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．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象
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．卢瑟福在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
D．德布罗意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
13．为应对某些西方国家对我国的高端技术的打压，我们现在研发成功“世界上首台分辨率最高的紫外超分辨光刻装备”，对芯片制造领域技术突破作出重大贡献，光刻所用光的波长越短，分辨率越高。下列关于光的认识正确的是（　　）
A．少量光子显示粒子性，大量光子只显示出光的波动性
B．光的波长越长，光子的能量越大
C．用某单色光照射金属能使其发生光电效应，产生的光电子的动能有大有小
D．电子吸收光子的能量与原有热运动能量之和大于该金属的逸出功时就一定能成为光电子
14．2018年11月16日，第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义。其中，千克将用普朗克常量（h）定义，安培将用电子电荷量（e）定义，以基本物理常数定义计量单位，可大大提高稳定性和精确度。关于普朗克常量和电子电荷量的单位，下列正确的是（　　）
A．电子电荷量的单位为 B．电子电荷量的单位为
C．普朗克常量的单位为 D．普朗克常量的单位为
15．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处最可能是（　　）
A．亮纹 B．暗纹
C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹 D．以上各种情况均有可能
二、填空题（共4题）
16．_______现象、_______现象证明光具有波动性，_____现象证明光具有粒子性，因而光具有_________性。
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．我国计划在南京建立国际领先的大科学工程装置——“强流高亮度超导质子源”．超导直线加速器将质子加速至0.9倍光速以上，加速过程中，质子的能量增加，则质子的质量________(选填“增加”“不变”或“减小”)，其物质波波长________(选填“增加”“不变”或“减小”)．
19．如图所示，用很弱的红光做双缝实验，通过控制暴光时间记录现象，分别得到了图a、图b和图c三张相片，其中暴光时间最长的相片是________,最能说明光具有波动性的相片是_______,这三张相片共同说明了光具有___________性．
三、综合题（共3题）
20．光具有波粒二象性，光子的能量为，其中频率表征波的特性．在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量与光波波长的关系为．若某激光管以的功率发射波长的光束．求：
（1）该管在内发射出多少个光子？
（2）若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到的光束对它的作用力为多大？
21．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)
22．用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i随电压U的变化图象如图所示，已知普朗克常量为h，电子的质量m、带电量为-e，求：
①照射在金属表面上的这束光的最小功率P；
②逸出光电子的物质波的最短波长。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．C
5．A
6．A
7．C
8．C
9．C
10．C
11．C
12．C
13．C
14．A
15．A
16． 干涉 衍射 光电效应 波粒二象
17． 运动 物质
18． 增加 减小
19． 图c 图c 波粒二象性
20．（1）个（2）
21．
22．①P=hν0；②
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