2019-2020学年人教新课标选修3-5 17.3粒子的波动性 同步练习（解析版)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年人教新课标选修3-5 17.3粒子的波动性 同步练习（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 57.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-18 00:29:27 | ||
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文档简介
17.3粒子的波动性
同步练习（解析版)
1．下列说法中正确的是 （ ）
A．黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后波长变短
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成．
D．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成．
2．利用金属晶格（大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是
A．该实验说明了电子具有粒子性
B．实验中电子束的德布罗意波的波长为
C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显
D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显
3．关于近代物理内容的叙述正确的是（ ）
A．射线与射线一样是电磁波，但穿透本领比射线强
B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量
C．某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少6个
D．氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核
4．下列说法中不正确的是( )
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．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
5．首次成功解释光电效应和首次提出物质波的科学家分别是( )
A．普朗克、爱因斯坦
B．爱因斯坦、德布罗意
C．普朗克、德布罗意
D．爱因斯坦、康普顿
6．手机大多有拍照功能，用来衡量其拍照性能的一个重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，300万像素的手机拍出的照片比30万像素的手机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )
A．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性
B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的
C．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的
D．大量光子表现光具有粒子性
7．以下说法正确的是（ ）
A．康普顿研究黑体辐射提出量子说
B．爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程
C．何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波
D．光的波粒二象性应理解为：个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性
8．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有 ( )
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．光只有粒子性
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
9．下列说法正确的是( )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
10．说明光具有粒子性的现象是（ ）
A．光电效应 B．光的干涉
C．光的衍射 D．康普顿效应
11．一颗质量为5．0 kg的炮弹以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波的波长多大?假设它以光速运动，它的德布罗意波的波长多大?若要使它的德布罗意波的波长与波长是400 nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动?
12．爱因斯坦的相对论提出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：E=mc?2，其中c为光在真空中的速度c=3×10?8m/s，电子的质量为m=9.1×10?-31kg，其中普朗克常量为h=6.63×10-34J s；计算频率为v=5×10?14?Hz光子具有的动量是多少？若一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长λ?e是多少？
13．用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率_____（填“<”，“>”或“=”），______（选填“甲”或“乙”）光的强度大．已知普朗克常量为，被照射金属的逸出功为，则甲光对应的遏止电压为______．（频率用，元电荷用e表示）
14．波长为6.63nm 的X射线光子的能量为________,动量为________.
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短、频率较大的方向移动，选项A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后能量变小，波长变长，选项B错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构理论，选项C错误；各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成，选项D正确；故选D．
2．B
【解析】
【详解】
实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A错误； 有动能定理可知， ，经过电场加速后电子的速度，电子德布罗意波的波长 故B正确；由电子的德布罗意波波长公式 可知，加速电压越大，电子德布罗意波波长越短，波长越短则衍射现象越不明显，故C错误；质子与电子带电量相同，但是质子质量大于电子，动量与动能间存在关系，可知质子动量大于电子，由于，可知质子的德布罗意波波长小于电子的德布罗意波波长，波长越小则衍射越不明显，故D错误；故选B
3．B
【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领比γ射线弱，选项A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次衰变核内中子数减小2，两次衰变后，核内中子数减少2个，则核内中子数减少4个，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项D错误；故选B.
4．B
【解析】
【详解】
爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程，选项A正确； 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项B错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，选项C正确；卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项D正确；此题选不正确的选项，故选B.
5．B
【解析】
【详解】
1900年普朗克提出量子假说，此后爱因斯坦提出光量子假说，成功解释了光电效应，首次提出物质波假说的科学家是德布罗意，故选项B正确，A、C、D错误．
6．A
【解析】
【详解】
AD、光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性，故选项A正确，D错误；
B、光的波粒二象性是光的内在属性，即使是单个光子也有波动性，跟光子的数量和光子之间是否有相互作用无关，故选项B错误；
C、光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”进行的，用很弱的光做双缝干涉实验时的照片上的白点就是光子落在胶片上的痕迹，清楚的显示了光的粒子性，但数码相机拍出的照片不是白点，所以不是因为此原因，故选项C错误．
7．BCD
【解析】
【详解】
A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并能很好地解释了黑体辐射的实验规律，故A错误；
B、爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程，故B正确；
C、根据德布罗意的理论，任何一个运动着物体都具有波动性，都有一种波对应，故C正确；D、根据光的波粒二象性可知，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，故D正确。
8．AB
【解析】
【详解】
光电效应现象揭示了光的粒子性，选项A正确；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；光具有波粒二象性，选项C错误；由及可知，动能相同的质子和电子，其动量不同，故其波长也不相同；故D错误；
9．AD
【解析】根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，A正确．电子的衍射说明粒子的波动性，证实了物质波的存在，B错误．根据光电效应方程hν＝mv2＋W，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，是线性关系，不是成正比，C错误．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝，知波长增大，D正确．故选AD.
10．AD
【解析】光的干涉、衍射说明光具有波动性。
11．6．63×10-37 m；4．42×10-43 m；3．3×10-28 m/s
【解析】炮弹的德布罗意波的波长为
λ=m=6．63×10-37 m
它以光速运动时的德布罗意波的波长为
λ2=m=4．42×10-43 m
由λ=得v=m/s=3．3×10-28 m/s。
12．p=；ve=1.2×103m/s；λe=6.0×10-7m
【解析】根据光子说，光子的能量E=hv=mc2，故得动量?
设电子质量为me，速度为ve，动量为pe，则pe=meve? 依题意pe=p? 则电子的速度大小为:
设电子物质波的波长为:
13．=；甲；
【解析】
根据eUc=hv0=hv?W0，由于Uc相同，因此两种光的频率相等，
根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大；
由光电效应方程Ekm=hv?W0，
可知，电子的最大初动能Ekm=hv?W0；
那么甲光对应的遏止电压为Uc=；
14．
【解析】X射线光子的能量为：
根据德布罗意波长公式可以得到动量为：
点睛：本题需要根据波长求出频率，然后利用公式来求光子的能量，求动量的时候要用到德布罗意波长公式。
同步练习（解析版)
1．下列说法中正确的是 （ ）
A．黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后波长变短
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成．
D．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成．
2．利用金属晶格（大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是
A．该实验说明了电子具有粒子性
B．实验中电子束的德布罗意波的波长为
C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显
D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显
3．关于近代物理内容的叙述正确的是（ ）
A．射线与射线一样是电磁波，但穿透本领比射线强
B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量
C．某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少6个
D．氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核
4．下列说法中不正确的是( )
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．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
5．首次成功解释光电效应和首次提出物质波的科学家分别是( )
A．普朗克、爱因斯坦
B．爱因斯坦、德布罗意
C．普朗克、德布罗意
D．爱因斯坦、康普顿
6．手机大多有拍照功能，用来衡量其拍照性能的一个重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，300万像素的手机拍出的照片比30万像素的手机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )
A．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性
B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的
C．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的
D．大量光子表现光具有粒子性
7．以下说法正确的是（ ）
A．康普顿研究黑体辐射提出量子说
B．爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程
C．何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波
D．光的波粒二象性应理解为：个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性
8．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有 ( )
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．光只有粒子性
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
9．下列说法正确的是( )
A．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
10．说明光具有粒子性的现象是（ ）
A．光电效应 B．光的干涉
C．光的衍射 D．康普顿效应
11．一颗质量为5．0 kg的炮弹以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波的波长多大?假设它以光速运动，它的德布罗意波的波长多大?若要使它的德布罗意波的波长与波长是400 nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动?
12．爱因斯坦的相对论提出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：E=mc?2，其中c为光在真空中的速度c=3×10?8m/s，电子的质量为m=9.1×10?-31kg，其中普朗克常量为h=6.63×10-34J s；计算频率为v=5×10?14?Hz光子具有的动量是多少？若一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长λ?e是多少？
13．用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率_____（填“<”，“>”或“=”），______（选填“甲”或“乙”）光的强度大．已知普朗克常量为，被照射金属的逸出功为，则甲光对应的遏止电压为______．（频率用，元电荷用e表示）
14．波长为6.63nm 的X射线光子的能量为________,动量为________.
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短、频率较大的方向移动，选项A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后能量变小，波长变长，选项B错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构理论，选项C错误；各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成，选项D正确；故选D．
2．B
【解析】
【详解】
实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A错误； 有动能定理可知， ，经过电场加速后电子的速度，电子德布罗意波的波长 故B正确；由电子的德布罗意波波长公式 可知，加速电压越大，电子德布罗意波波长越短，波长越短则衍射现象越不明显，故C错误；质子与电子带电量相同，但是质子质量大于电子，动量与动能间存在关系，可知质子动量大于电子，由于，可知质子的德布罗意波波长小于电子的德布罗意波波长，波长越小则衍射越不明显，故D错误；故选B
3．B
【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领比γ射线弱，选项A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次衰变核内中子数减小2，两次衰变后，核内中子数减少2个，则核内中子数减少4个，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项D错误；故选B.
4．B
【解析】
【详解】
爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程，选项A正确； 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项B错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，选项C正确；卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项D正确；此题选不正确的选项，故选B.
5．B
【解析】
【详解】
1900年普朗克提出量子假说，此后爱因斯坦提出光量子假说，成功解释了光电效应，首次提出物质波假说的科学家是德布罗意，故选项B正确，A、C、D错误．
6．A
【解析】
【详解】
AD、光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性，故选项A正确，D错误；
B、光的波粒二象性是光的内在属性，即使是单个光子也有波动性，跟光子的数量和光子之间是否有相互作用无关，故选项B错误；
C、光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”进行的，用很弱的光做双缝干涉实验时的照片上的白点就是光子落在胶片上的痕迹，清楚的显示了光的粒子性，但数码相机拍出的照片不是白点，所以不是因为此原因，故选项C错误．
7．BCD
【解析】
【详解】
A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并能很好地解释了黑体辐射的实验规律，故A错误；
B、爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程，故B正确；
C、根据德布罗意的理论，任何一个运动着物体都具有波动性，都有一种波对应，故C正确；D、根据光的波粒二象性可知，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，故D正确。
8．AB
【解析】
【详解】
光电效应现象揭示了光的粒子性，选项A正确；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；光具有波粒二象性，选项C错误；由及可知，动能相同的质子和电子，其动量不同，故其波长也不相同；故D错误；
9．AD
【解析】根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，A正确．电子的衍射说明粒子的波动性，证实了物质波的存在，B错误．根据光电效应方程hν＝mv2＋W，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，是线性关系，不是成正比，C错误．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝，知波长增大，D正确．故选AD.
10．AD
【解析】光的干涉、衍射说明光具有波动性。
11．6．63×10-37 m；4．42×10-43 m；3．3×10-28 m/s
【解析】炮弹的德布罗意波的波长为
λ=m=6．63×10-37 m
它以光速运动时的德布罗意波的波长为
λ2=m=4．42×10-43 m
由λ=得v=m/s=3．3×10-28 m/s。
12．p=；ve=1.2×103m/s；λe=6.0×10-7m
【解析】根据光子说，光子的能量E=hv=mc2，故得动量?
设电子质量为me，速度为ve，动量为pe，则pe=meve? 依题意pe=p? 则电子的速度大小为:
设电子物质波的波长为:
13．=；甲；
【解析】
根据eUc=hv0=hv?W0，由于Uc相同，因此两种光的频率相等，
根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大；
由光电效应方程Ekm=hv?W0，
可知，电子的最大初动能Ekm=hv?W0；
那么甲光对应的遏止电压为Uc=；
14．
【解析】X射线光子的能量为：
根据德布罗意波长公式可以得到动量为：
点睛：本题需要根据波长求出频率，然后利用公式来求光子的能量，求动量的时候要用到德布罗意波长公式。