第4章　波粒二象性 分层作业12　光的波粒二象性　德布罗意波　不确定性关系--2025粤教版高中物理选择性必修第三册同步练习题（有解答）

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2025粤教版高中物理选择性必修第三册
分层作业12　光的波粒二象性　德布罗意波　不确定性关系
1.下列说法正确的是(　　)
A.声波是概率波
B.地震波是概率波
C.水波是概率波
D.光波是概率波
2.现代激光制冷技术可实现10-9 K的低温.一个频率为ν的光子被一个相向运动的原子吸收,使得原子速度减为零,已知真空中光速为c,根据上述条件可确定原子吸收光子前的(　　)
A.速度 B.动能
C.物质波的波长 D.物质波的频率
3.对光的波粒二象性的理解,下列说法正确的是 (　　)
A.光的波动性和粒子性是相互矛盾的,不能统一
B.大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强
C.在光的双缝干涉现象中,暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方
D.频率低的光表现出的粒子性强,频率高的光表现出的波动性强
4.关于粒子的波动性,下列说法正确的是(　　)
A.实物粒子具有波动性,仅是一种理论假设,无法通过实验验证
B.实物粒子的动能越大,其对应的德布罗意波波长越大
C.只有带电的实物粒子才具有波动性,不带电的粒子没有波动性
D.实物粒子的动量越大,其对应的德布罗意波的波长越短
5.质量为m的粒子原来的速度为v,现将粒子的速度减小为v,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
6.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.微观物理学中,不可能准确知道粒子的位置或动量
B.微观物理学中,可以准确知道粒子的位置或动量
C.微观物理学中,不可以同时准确知道粒子的位置和动量
D.微观物理学中,单个粒子和大量粒子的运动均具有随机性,均无规律可循
7.影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射,衍射现象越明显,分辨本领越低.利用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领,它是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,电子的波长越长,分辨本领越高
B.加速电压越高,电子的波长越短,衍射现象越明显
C.如果加速电压相同,则用质子束工作的显微镜比用电子束工作的显微镜分辨本领高
D.如果加速电压相同,则用质子束工作的显微镜和用电子束工作的显微镜分辨本领相同
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.设碰前A球的德布罗意波长为λ1,碰后A、B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3,证明λ1=.
参考答案
分层作业12　光的波粒二象性　德布罗意波　不确定性关系
1.D　声波、地震波和水波属于机械波,故A、B、C错误;光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性,光由光子组成,光的衍射干涉等说明光具有波动性,即光具有波粒二象性,按德布罗意的观点粒子波是一种概率波,所以光波是概率波,故D正确.
2.C　光子碰撞前动量p1=h,光子被吸收过程,动量守恒,由题意知原子碰前的动量大小与光子动量大小相等,即p2=p1,又满足p2=,联立可求得原子吸收光子前的物质波的波长λ=,C正确;由E=及E=hν'可知,要求得原子吸收光子前的动能E、物质波的频率ν',还需知道原子的质量m,B、D错误;由E=mv2可知无法求出原子吸收光子前的速度,A错误.
3.B　波粒二象性是光的根本属性,大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,高频光的粒子性显著,低频光的波动性显著,二者不是相互矛盾,只是在不同情况下所表现的性质可能不同,故选项A、D错误,B正确;在光的双缝干涉现象中,暗条纹的地方是光子出现几率较低的地方,选项C错误.
4.D　戴维孙和汤姆孙利用晶体做了电子衍射实验,得到电子的衍射图样,证明了实物粒子的波动性,故A错误.根据德布罗意的波长公式λ=,由动量与动能的大小关系有p=,联立两式可得λ=,所以,实物粒子的动量越大,其对应的德布罗意波的波长越短;实物粒子的动能越大,其对应的德布罗意波波长越短,故B错误,D正确.粒子具不具有波动性与带不带电无关,故C错误.
5.B　质量为m的粒子原来的速度为v,其动量p=mv,所以对应的物质波的波长为λ=,现将粒子速度减小为v,则描写该粒子的物质波的波长变为原来的两倍,故B正确,A、C、D错误.
6.BC　微观粒子运动,不再遵守牛顿第二定律,不可能同时准确地知道粒子的位置和动量,A错误,B、C正确;微观粒子运动,单个粒子的运动具有随机性,无法准确地知道其运动情况,但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律,D错误.
7.C　设加速电压为U,电子电荷量为e,质量为m,则Ek=eU=,又p=,故eU=,可得λ=,对电子来说,加速电压越高,λ越小,衍射现象越不明显,分辨本领越高,故A、B错误;电子与质子比较,质子质量远大于电子质量,可知质子加速后的波长要小得多,衍射不明显,分辨本领强,故C正确,D错误.
8.答案 见解析
解析 由德布罗意波长公式λ=可知p=,对A、B系统由动量守恒定律得:pA=pA'+pB',即,所以λ1=.
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