5.3 实物粒子的波粒二象性 同步练习 (含答案解析) (2)

5.3
实物粒子的波粒二象性
同步练习
1．对于光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)
A．一束传播的光，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，光波与机械波同样是一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
答案：D
解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性．粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说．
2．电子显微镜的最高分辨率高达0.2nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将(　　)
A．小于0.2nm　　　　　　
B．大于0.2nm
C．等于0.2nm
D．以上说法均不正确
答案：A
解析：显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率能力越强，由λ＝知，如果把质子加速到与电子相同的速度，质子的波长更短，分辨能力更高．
3．下列各种叙述中，符合物理学史事实的是(　　)
A．托马斯·杨在实验中成功地观察到光的干涉现象
B．普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C．麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波
D．光电效应现象是爱因斯坦首先发现的
答案：AC
4．以下说法正确的是(　　)
A．任何物体都具有波动性
B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波
C．通常情况下，质子比电子的波长长
D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道
答案：AD
解析：任何物体都具有波动性，故A对，对宏观物体而言，其波动性难以观测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，故B错．
电子的动量往往比质子的动量小，
由λ＝知，电子的波长长，故C错．
核外电子绕核运动的规律是概率问题，无确定的轨道，故D对．
5．一颗质量为5.0kg的炮弹：
(1)以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长多大？
(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长多大？
(3)若要使它的德布罗意波长与波长是400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？
答案：(1)6.63×10－37m　(2)4.42×10－43m　(3)3.3×10－28m/s
解析：直接利用德布罗意关系式进行计算．
(1)炮弹的德布罗意波长
λ1＝＝＝m＝6.63×10－37m；
(2)它以光速运动时的德布罗意波长
λ2＝＝＝m＝4.42×10－43m；
(3)由λ2＝＝，得：
v＝＝m/s＝3.3×10－28m/s.
6．2008年6月13日凌晨，古巴小将罗伯斯在捷克俄斯特拉发田径大奖赛男子110m栏比赛中，以12秒87的成绩打破了中国飞人刘翔的记录．设罗伯斯质量约为74kg，计算他在110m栏跑中的德布罗意波长，并说明其波动性是否明显．
答案：1.048×10－36m，波动性不明显．
解析：罗伯斯110米栏跑时对应德布罗意波波长为
λ＝＝＝m≈1.048×10－36m.
可见此波长极短，其波动性很难表现出来．
7．光子的动量p与能量E的关系为p＝.静止的原子核放出一个波长为λ的光子．已知普朗克常量为h,
光在真空中传播的速度为c，求：
(1)质量为M的反冲核的速度为多少？
(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？
答案：(1)　(2)λ
解析：(1)光子的动量为P，由动量守恒定律知反冲核的动量大小也为P.
∴P＝＝Mv
∴v＝
(2)反冲核的物质波波长λ′＝＝λ.