第四章 波粒二象性 提升训练 word版含答案
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| 名称 | 第四章 波粒二象性 提升训练 word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-25 14:50:01 | ||
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高中物理教科版 选修3-5波粒二象性 提升训练
1．(多选)根据物质波理论，下列说法正确的是( )
A．任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应
B．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性
C．宏观物体和实物粒子都具有波动性
D．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长
【答案】AC 解析：一切运动的物体都有一种物质波与它对应，不管是宏观物体还是微观粒子，都具有波动性；宏观运动的物体不易观察到其波动性是因为其波长太短，物质波的波长越长，波动性越明显．故正确答案为AC．
2．(多选)关于光子和运动着的电子，下列论述正确的是( )
A．光子和电子一样都是实物粒子
B．光子和电子都能发生衍射现象
C．光子和电子都具有波粒二象性
D．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性
【答案】BC 解析：物质可分为两大类：一是质子、电子等实物，二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子都具有波粒二象性．综上所述，B、C选项正确．
3．下列关于光的波粒二象性的说法中，不正确的是( )
A．光显示粒子性时是分立而不连续的，无波动性；光显示波动性时是连续而不分立的，无粒子性
B．光的频率越高， 其粒子性越明显；光的频率越低，其波动性越明显
C．光的波动性可以看作是大量光子运动的规律
D．伦琴射线比可见光更容易发生光电效应，而更不容易产生干涉、衍射等物理现象
【答案】A 解析：我们既不能把光看成宏观现象中的波，也不能把光看成宏观现象中的粒子．光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，选项A不正确；光的波动性和粒子性都与光的频率有关，随着频率的增大，波动性减弱而粒子性增强，选项B正确；大量光子表现出波动性，少量光子则表现出粒子性，选项C正确；伦琴射线的频率比可见光高，在真空中、空气中或在同一种介质中的伦琴射线的波长比可见光短，因而更容易发生光电效应而更不容易观察到干涉和衍射现象，选项D正确．
4．关于物质波，以下说法正确的是( )
A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性
B．宏观物体不存在对应波的波长
C．电子在任何条件下都能表现出波动性
D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性
【答案】D
5．(多选)下列说法中正确的是( )
A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性
B．光的频率越大，波长越长
C．光的波长越大，光子的能量越大
D．光在真空中的传播速度为3.00×108 m/s
【答案】AD 解析：光既具有波动性又具有粒子性，A正确；由v＝λν知B错误；由爱因斯坦光子理论?＝hν，v＝λν知波长越长，光频率越小，光子能量越小，C错误；任何光在真空中传播速度均为3×108 m/s，D正确．
6．法国物理学家德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有波与它对应，波长λ＝h/p.人们把这种波称为物质波，也叫德布罗意波，如果有两个电子速度分别为v1和v2，且v1＝2v2.则这两个电子对应的德布罗意波的波长关系为( )
A．λ1∶λ2＝1∶1 B．λ1∶λ2＝1∶2
C．λ1∶λ2＝2∶1 D．无法比较
【答案】B 解析：两个电子的速度之比v1∶v2＝2∶1，则两个电子的动量之比p1∶p2＝2∶1.所以两个电子的德布罗意波长λ1∶λ2＝1∶2.故选B．
能力提升
7．(2018太原抽查)我国成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空．中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家．在量子世界中，一个物体可以同时处在多个位置，一只猫可以处在“死”和“活”的叠加状态上；所有物体都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变．正是由于量子具有这些不同于宏观物理世界的奇妙特性，才构成了量子通信安全的基石．在量子保密通信中，由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性，所以一旦存在窃听就必然会被发送者察觉并规避．通过阅读以上材料可知( )
A．电磁波是量子化的
B．量子不具有波粒二象性
C．可以准确测定量子的位置
D．量子相互独立互不干扰
【答案】A 解析：电磁波是一份份的能量，所以电磁波是量子化的，同时也具有波粒二象性，故A正确，B错误；微观的粒子与光子都具有波粒二象性，不能准确测定量子的位置，故C错误；由题可知，两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变，故D错误．
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m＝1.67×10－27kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m的热中子的动能的数量级为( )
A．10－17 J B．10－19 J
C．10－21 J D．10－24 J
【答案】C 解析：德布罗意波理论中子动量p＝，中子动能Ek＝＝，代入数据可估算出数量级10－21J.
9．在历史上，最早证明德布罗意波存在的实验是( )
A．弱光衍射实验
B．电子束在晶体上的衍射实验
C．弱光干涉实验
D．以上都不正确
【答案】B
1．(多选)根据物质波理论，下列说法正确的是( )
A．任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应
B．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性
C．宏观物体和实物粒子都具有波动性
D．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长
【答案】AC 解析：一切运动的物体都有一种物质波与它对应，不管是宏观物体还是微观粒子，都具有波动性；宏观运动的物体不易观察到其波动性是因为其波长太短，物质波的波长越长，波动性越明显．故正确答案为AC．
2．(多选)关于光子和运动着的电子，下列论述正确的是( )
A．光子和电子一样都是实物粒子
B．光子和电子都能发生衍射现象
C．光子和电子都具有波粒二象性
D．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性
【答案】BC 解析：物质可分为两大类：一是质子、电子等实物，二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子都具有波粒二象性．综上所述，B、C选项正确．
3．下列关于光的波粒二象性的说法中，不正确的是( )
A．光显示粒子性时是分立而不连续的，无波动性；光显示波动性时是连续而不分立的，无粒子性
B．光的频率越高， 其粒子性越明显；光的频率越低，其波动性越明显
C．光的波动性可以看作是大量光子运动的规律
D．伦琴射线比可见光更容易发生光电效应，而更不容易产生干涉、衍射等物理现象
【答案】A 解析：我们既不能把光看成宏观现象中的波，也不能把光看成宏观现象中的粒子．光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，选项A不正确；光的波动性和粒子性都与光的频率有关，随着频率的增大，波动性减弱而粒子性增强，选项B正确；大量光子表现出波动性，少量光子则表现出粒子性，选项C正确；伦琴射线的频率比可见光高，在真空中、空气中或在同一种介质中的伦琴射线的波长比可见光短，因而更容易发生光电效应而更不容易观察到干涉和衍射现象，选项D正确．
4．关于物质波，以下说法正确的是( )
A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性
B．宏观物体不存在对应波的波长
C．电子在任何条件下都能表现出波动性
D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性
【答案】D
5．(多选)下列说法中正确的是( )
A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性
B．光的频率越大，波长越长
C．光的波长越大，光子的能量越大
D．光在真空中的传播速度为3.00×108 m/s
【答案】AD 解析：光既具有波动性又具有粒子性，A正确；由v＝λν知B错误；由爱因斯坦光子理论?＝hν，v＝λν知波长越长，光频率越小，光子能量越小，C错误；任何光在真空中传播速度均为3×108 m/s，D正确．
6．法国物理学家德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有波与它对应，波长λ＝h/p.人们把这种波称为物质波，也叫德布罗意波，如果有两个电子速度分别为v1和v2，且v1＝2v2.则这两个电子对应的德布罗意波的波长关系为( )
A．λ1∶λ2＝1∶1 B．λ1∶λ2＝1∶2
C．λ1∶λ2＝2∶1 D．无法比较
【答案】B 解析：两个电子的速度之比v1∶v2＝2∶1，则两个电子的动量之比p1∶p2＝2∶1.所以两个电子的德布罗意波长λ1∶λ2＝1∶2.故选B．
能力提升
7．(2018太原抽查)我国成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空．中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家．在量子世界中，一个物体可以同时处在多个位置，一只猫可以处在“死”和“活”的叠加状态上；所有物体都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变．正是由于量子具有这些不同于宏观物理世界的奇妙特性，才构成了量子通信安全的基石．在量子保密通信中，由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性，所以一旦存在窃听就必然会被发送者察觉并规避．通过阅读以上材料可知( )
A．电磁波是量子化的
B．量子不具有波粒二象性
C．可以准确测定量子的位置
D．量子相互独立互不干扰
【答案】A 解析：电磁波是一份份的能量，所以电磁波是量子化的，同时也具有波粒二象性，故A正确，B错误；微观的粒子与光子都具有波粒二象性，不能准确测定量子的位置，故C错误；由题可知，两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变，故D错误．
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m＝1.67×10－27kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m的热中子的动能的数量级为( )
A．10－17 J B．10－19 J
C．10－21 J D．10－24 J
【答案】C 解析：德布罗意波理论中子动量p＝，中子动能Ek＝＝，代入数据可估算出数量级10－21J.
9．在历史上，最早证明德布罗意波存在的实验是( )
A．弱光衍射实验
B．电子束在晶体上的衍射实验
C．弱光干涉实验
D．以上都不正确
【答案】B