新教材2024-2025學(xué)年高中物理第6章波粒二象性第2節(jié)實(shí)物粒子的波粒二象性分層作業(yè)魯科版選擇性必修第三冊(cè)

第2節(jié)實(shí)物粒子的波粒二象性A級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.關(guān)于德布羅意物質(zhì)波、量子理論、康普頓效應(yīng)的學(xué)問,下列說法正確的是()A.依據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論,相同速度的電子與質(zhì)子相比,電子的波長(zhǎng)較短B.德布羅意物質(zhì)波假說說明微觀粒子就是一種波C.普朗克為了說明黑體輻射試驗(yàn)結(jié)果,提出了黑體輻射的能量是一份一份的量子理論D.康普頓散射試驗(yàn)結(jié)果僅說明光子具有能量2.下列說法正確的是()A.光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波,光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)B.光不具有波動(dòng)性C.由于光既具有波動(dòng)性,又具有粒子性,無法只用其中一種去說明光的一切行為,只能認(rèn)為光具有波粒二象性D.實(shí)物粒子和光子一樣都具有波粒二象性,所以實(shí)物粒子與光子是相同本質(zhì)的物質(zhì)3.假如一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等,則它們也相等的是()A.速度 B.動(dòng)能C.動(dòng)量 D.總能量4.1927年戴維孫和革末完成了電子衍射試驗(yàn),該試驗(yàn)是榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的重大近代物理試驗(yàn)之一。如圖所示是該試驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖,下列說法不正確的是()A.亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B.該試驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的C.該試驗(yàn)再次說明光子具有波動(dòng)性D.該試驗(yàn)說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性5.(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉試驗(yàn),隨著時(shí)間的增加,在屏上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖像,則()A.圖像甲表明光具有粒子性B.圖像丙表明光具有波動(dòng)性C.用紫外光視察不到類似的圖案D.試驗(yàn)表明光是一種概率波6.X射線是一種高頻電磁波,若X射線在真空中的波長(zhǎng)為λ,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(gè)光子的能量和動(dòng)量,則()A.E=hλc,B.E=hλc,C.E=hcλ,D.E=hcλ,7.要視察納米級(jí)以下的微小結(jié)構(gòu),須要利用辨別率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡。有關(guān)電子顯微鏡的下列說法正確的是()A.它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短,因此不簡(jiǎn)單發(fā)生明顯衍射B.它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng),因此不簡(jiǎn)單發(fā)生明顯衍射C.它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短,因此更簡(jiǎn)單發(fā)生明顯衍射D.它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng),因此更簡(jiǎn)單發(fā)生明顯衍射8.任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、太陽(yáng),都有一種波與之對(duì)應(yīng),波長(zhǎng)是λ=hp,式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量,h是普朗克常量,人們把這種波叫作德布羅意波。現(xiàn)有一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ1的物體1和一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ2的物體2,二者相向正撞后粘在一起,已知|p1|<|p2|,則粘在一起的物體的德布羅意波長(zhǎng)為B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練9.(多選)關(guān)于不確定性關(guān)系ΔxΔp≥h4π有以下幾種理解,其中正確的是(A.微觀粒子的動(dòng)量不行能確定B.微觀粒子的坐標(biāo)不行能確定C.微觀粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)不行能同時(shí)確定D.不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子,也適用于其他宏觀粒子10.(多選)頻率為ν的光子,德布羅意波波長(zhǎng)為λ=hp,能量為E,則光的速度為(A.Eλh B.pEC.Ep D.11.(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性說明D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等12.金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級(jí)是10-10m。電子經(jīng)電場(chǎng)加速,形成一電子束,電子束照耀該金屬晶體時(shí),獲得明顯的衍射圖樣。這個(gè)加速電場(chǎng)的電壓約為多少?(已知電子的電荷量e=1.6×10-19C,質(zhì)量m=0.90×10-30kg)13.科學(xué)家設(shè)想將來的宇航事業(yè)中利用太陽(yáng)帆來加速星際飛船,設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到的光子數(shù)為n,光子平均波長(zhǎng)為λ,太陽(yáng)帆面積為S,反射率100%,設(shè)太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆上,飛船總質(zhì)量為m。(1)求飛船加速度的表達(dá)式(光子動(dòng)量p=hλ(2)若太陽(yáng)帆是黑色的,飛船的加速度又為多少?

第2節(jié)實(shí)物粒子的波粒二象性1.C依據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論,物質(zhì)波波長(zhǎng)λ=hp2.C光的波動(dòng)性和光的粒子性不同于宏觀的機(jī)械波和粒子,屬于微觀世界,故A錯(cuò)誤;光既具有波動(dòng)性又具有粒子性,故B錯(cuò)誤;光的波動(dòng)性和粒子性是光的行為,即光具有波粒二象性,故C正確;實(shí)物粒子雖然與光子具有某些相同的現(xiàn)象,但粒子是實(shí)物,而光則是傳播著的電磁波,其本質(zhì)不同,故D錯(cuò)誤。3.C依據(jù)德布羅意波的波長(zhǎng)公式λ=hp4.C亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方,該試驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的以及實(shí)物粒子具有波動(dòng)性,該試驗(yàn)不能說明光子具有波動(dòng)性,選項(xiàng)C說法不正確。5.ABD甲圖可以看到的是光點(diǎn),說明光具有粒子性,隨著時(shí)間的增加,這些光點(diǎn)的排列體現(xiàn)了波的干涉的規(guī)律,說明光具有波動(dòng)性,同時(shí),這種規(guī)律是大量光點(diǎn)出現(xiàn)后才表現(xiàn)出來的,所以光是一種概率波,紫外光也具有波動(dòng)性和粒子性,能視察到類似圖像,故A、B、D正確,C錯(cuò)誤。6.D依據(jù)E=hν,且λ=hp,c=λν可得X射線每個(gè)光子的能量為E=hcλ,每個(gè)光子的動(dòng)量為7.A電子顯微鏡的辨別率比光學(xué)顯微鏡更高,是因?yàn)殡娮游镔|(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短,和可見光相比,電子物質(zhì)波更不簡(jiǎn)單發(fā)生明顯衍射,所以辨別率更高,故A正確。8.答案λ解析物體1的動(dòng)量為p1=h物體2的動(dòng)量為p2=h選取|p2|的方向?yàn)檎较?依據(jù)動(dòng)量守恒可得,對(duì)撞后粘在一起的物體的動(dòng)量為p3=p2-p1粘在一起的物體的德布羅意波長(zhǎng)λ3=hp9.CD不確定性關(guān)系ΔxΔp≥h410.AC依據(jù)c=λν,E=hν,λ=hp,即可解得光的速度為Eλ11.AB光電效應(yīng)現(xiàn)象、黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律都可以用光的粒子性說明,故A正確,C錯(cuò)誤;熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性,故B正確;由德布羅意波長(zhǎng)公式λ=hp和p2=2mEk12.答案153V解析據(jù)波長(zhǎng)發(fā)生明顯衍射的條件可知,當(dāng)運(yùn)動(dòng)電子的德布羅意波波長(zhǎng)與晶格大小差不多時(shí),可以得到明顯的衍射現(xiàn)象設(shè)加速電場(chǎng)的電壓為U,電子經(jīng)電場(chǎng)加速后獲得的速度為v,對(duì)加速過程由動(dòng)能定理得eU=12mv2 據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知,電子的德布羅意波長(zhǎng)λ=hp 其中p=mv ③解①②③方程組可得U=h2213.答案(1)2nShmλ解析(1)光子垂直射到太陽(yáng)帆上再反射,動(dòng)量改變量為2p,設(shè)光對(duì)太陽(yáng)帆的壓力為F,單位時(shí)間打到太陽(yáng)帆上的光子數(shù)為N,則N=nS