2022-2023學(xué)年新教材高中物理課時跟蹤訓(xùn)練十七粒子的波動性和量子力學(xué)的建立新人教版選擇性必修第三冊

1、PAGE PAGE PAGE 5課時跟蹤訓(xùn)練（十七）粒子的波動性和量子力學(xué)的建立A級雙基達(dá)標(biāo)1人們對“光的本性”的認(rèn)識，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程。下列符合物理學(xué)史實的是()A牛頓提出光是一種高速粒子流，并能解釋一切光的現(xiàn)象B惠更斯認(rèn)為光是機(jī)械波，并能解釋一切光的現(xiàn)象C為了解釋光電效應(yīng)，愛因斯坦提出了光子說D為了說明光的本性，麥克斯韋提出了光的波粒二象性解析：選C牛頓認(rèn)為光是一種粒子流，他的觀點支持了光的微粒說，能解釋光的直線傳播與反射現(xiàn)象，不能解釋一切現(xiàn)象，故A錯誤?；莞拐J(rèn)為光是一種機(jī)械波，能解釋光的反射、折射和衍射，但不能解釋光的直線傳播和光電效應(yīng)等現(xiàn)象，故B錯誤。為了解釋光電效應(yīng)愛因斯坦提出

2、光子說，認(rèn)為光的反射、傳播和吸收不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份就是一個光子，故C正確。麥克斯韋提出了光的電磁波說，認(rèn)為光是一種電磁波，故D錯誤。2如圖，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器的鋁箔有張角，則該實驗()A只能證明光具有波動性B只能證明光具有粒子性C只能證明光能夠發(fā)生衍射D證明光具有波粒二象性解析：選D弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，證明了光具有波動性；驗電器的鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，D正確。3質(zhì)量為m的粒子原來的速度為v，現(xiàn)將粒子的

3、速度增大到2v，則描寫該粒子的物質(zhì)波的波長將(粒子的質(zhì)量保持不變)()A保持不變 B變?yōu)樵瓉聿ㄩL的兩倍C變?yōu)樵瓉聿ㄩL的一半 D變?yōu)樵瓉聿ㄩL的eq r(2)倍解析：選C根據(jù)公式eq f(h,p)eq f(h,mv)可以判斷選項C正確。4關(guān)于光的波粒二象性的說法，正確的是()A一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B光波與機(jī)械波是同樣的一種波C光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的D光是一種波，同時也是一種粒子，光子說并未否定電磁說，在光子能量h中，頻率仍表示的是波的特性解析：選D光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性，當(dāng)光和物質(zhì)作用時，是“一份一份”的，表現(xiàn)出粒子性；單個光子通過雙縫后

4、在空間各點出現(xiàn)的可能性可以用波動規(guī)律描述，表現(xiàn)出波動性。粒子性和波動性是光子本身的一種屬性，光子說并未否定電磁說。5近年來，數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)家喻戶曉，用來衡量數(shù)碼相機(jī)性能的一個非常重要的指標(biāo)就是像素，1像素可理解為光子打在光屏上的一個亮點。現(xiàn)知300萬像素的數(shù)碼相機(jī)拍出的照片比30萬像素的數(shù)碼相機(jī)拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解為()A光是一種粒子，它和物質(zhì)的作用是一份一份的B光的波動性是大量光子之間的相互作用引起的C大量光子表現(xiàn)光具有粒子性D光具有波粒二象性，大量光子表現(xiàn)出光的波動性解析：選D數(shù)碼相機(jī)拍出的照片不是白點，不能說明顯示粒子性，故不選擇A；光的波粒二象性是光的內(nèi)在屬性，即使是

5、單個光子也有波動性，跟光子的數(shù)量和光子之間是否有相互作用無關(guān)，所以B錯誤；大量光子表明光具有波動性，所以C錯誤；光具有波粒二象性，大量光子表現(xiàn)出光的波動性，D正確。6一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，由靜止開始經(jīng)加速電場加速后(加速電壓為U)，該粒子的德布羅意波波長為()A.eq r(f(h,2mgU)B.eq f(h,2mqU)C.eq f(h,2mqU)eq r(2mqU) D.eq f(h,r(mqU)解析：選C設(shè)加速后的速度為v，根據(jù)動能定理可得：qUeq f(1,2)mv2，所以veq r(f(2qU,m)，由德布羅意波波長公式可得：eq f(h,p)eq f(h,mr(f(2qU

6、,m)eq f(h,2mqU)eq r(2mqU)，所以選項C正確。7多選下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波波長和頻率為1 MHz的無線電波的速度和波長，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知()物體質(zhì)量/kg速度/(ms1)波長/m彈子球2.01021.01023.31030電子9.110315.01061.21010無線電波(1 MHz)3.01083.0102A要檢測彈子球的波動性幾乎不可能B無線電波通常表現(xiàn)出波動性C電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動性D只有可見光才有波粒二象性解析：選ABC彈子球的波長太小，所以檢測其波動性幾乎不可能，A正確；無線電波的波長較大，所以其通常表現(xiàn)出波動性，B正確

7、；電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動性，C正確；由物質(zhì)波理論知D錯誤。8X射線是一種高頻電磁波，若X射線在真空中的波長為，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以E和p分別表示X射線每個光子的能量和動量，則()AEeq f(h,c)，p0 BEeq f(h,c)，peq f(h,c2)CEeq f(hc,)，p0 DEeq f(hc,)，peq f(h,)解析：選D根據(jù)Eh，且eq f(h,p)，c可得X射線每個光子的能量為Eeq f(hc,)，每個光子的動量為peq f(h,)，故D正確。9現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu)。為滿足測量要求，將顯微鏡工作時電子的德布羅意波波長

8、設(shè)定為eq f(d,n)，其中n1。已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計，則顯微鏡工作時電子的加速電壓應(yīng)為多大？解析：電子在傳播過程中形成物質(zhì)波，物質(zhì)波的波長eq f(h,p)eq f(h,mv)根據(jù)題意可知，eq f(d,n)eq f(h,mv)解得veq f(nh,md)根據(jù)動能定理可知，eUeq f(1,2)mv20解得Ueq f(n2h2,2med2)。答案：eq f(n2h2,2med2)B級選考提能10多選為了觀察晶體的原子排列，可以采用下列方法：用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像(由于電子的物質(zhì)波波長很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，因此電子顯微鏡的分辨

9、率高)；利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣，進(jìn)而分析出晶體的原子排列。則下列分析中正確的是()A電子顯微鏡所利用的是電子的物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得多B電子顯微鏡中電子束運(yùn)動的速度應(yīng)很小C要獲得晶體的X射線衍射圖樣，X射線波長要遠(yuǎn)小于原子的尺寸D中子的物質(zhì)波的波長可以與原子尺寸相當(dāng)解析：選AD由題目所給信息“電子的物質(zhì)波波長很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象”及發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，電子的物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得多，由peq f(h,)可知它的動量應(yīng)很大，速度應(yīng)很大，A正確，B錯誤；由題目所給信息“利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣”及發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，中子的物質(zhì)波波長及X射線

10、的波長與原子尺寸相當(dāng)，C錯誤，D正確。11如圖所示，光滑水平面上有A、B兩球，開始時A球以一定的速度向右運(yùn)動，B球處于靜止?fàn)顟B(tài)。兩球碰撞后均向右運(yùn)動，設(shè)碰撞前A球的德布羅意波波長為1，碰撞后A、B兩球的德布羅意波波長分別為2和3，則下列關(guān)系正確的是()A123 B123C1eq f(23,23) D1eq f(23,23)解析：選D由動量守恒定律得p1p2p3，即eq f(h,1)eq f(h,2)eq f(h,3)，所以1eq f(23,23)，D正確。12高速電子流射到固體上，可產(chǎn)生X射線，產(chǎn)生X射線的最大頻率由公式hmEk確定，Ek表示電子打到固體上時的動能。設(shè)電子經(jīng)過U9 000 V高壓加速，已知電子質(zhì)量me9.11031kg，電子電荷量e1.601019 C。求：(1)加速后電子對應(yīng)的德布羅意波波長；(2)產(chǎn)生的X射線的最短波長及一個光子的最大動量。解析：(1)電子在電場中加速，根據(jù)動能定理，電子動能EkeUeq f(1,2)mv2對應(yīng)的德布羅意波波長eq f(h,p)eq f(h,mv)，聯(lián)立得eq f(h,r(2meEk)eq f(h,r(2meeU)1.