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“四翼”检测评价(十三) 光的波粒二象性 德布罗意波
不确定性关系
组—重基础·体现综合
1.关于物质波,下列说法中正确的是( )
A.实物粒子与光子一样都具有波粒二象性,所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B.德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子,认为实物粒子也具有波动性
C.康普顿效应表明光具有波动性,即光子不仅具有能量还具有动量
D.粒子的动量越小,其波动性越不显著
解析:选B 实物粒子与光子一样都具有波粒二象性,但实物粒子与光子本质不同,故A错误;德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子,认为实物粒子也具有波动性,故B正确;康普顿效应表明光具有粒子性,即光子不仅具有能量还具有动量,故C错误;根据德布罗意的物质波公式λ=可知,粒子的动量越小,波长越长,其波动性越明显,故D错误。
2.(多选)在光的单缝衍射实验中,在光屏上放上照相底片,并设法控制光的强度,尽可能使光子一个一个地通过狭缝,假设光子出现在中央亮纹处的概率为90%,下列说法正确的是( )
A.第一个光子一定出现在中央亮纹上
B.第一个光子可能不出现在中央亮纹上
C.如果前9个光子均出现在中央亮纹上,则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上
D.如果前9个光子均出现在中央亮纹上,则第10个光子一定不能出现在中央亮纹上
解析:选BC 对每个光子而言,出现在中央亮纹的概率均为90%,所以第一个光子有可能出现在中央亮纹上,也有可能不出现在中央亮纹上,选项A错误,B正确;如果前9个光子均出现在中央亮纹上,第10个光子出现在中央亮纹的概率仍为90 %,所以第10个光子可能会出现在中央亮纹上,选项C正确,D错误。
3.(多选)在验证光的波粒二象性实验中,下列说法正确的是( )
A.使光子一个一个地通过狭缝,如果时间足够长,底片上将出现衍射条纹
B.单个光子通过狭缝后,底片上会出现完整的衍射图样
C.光的波动性是大量光子的运动规律
D.光子通过狭缝的路线是直线
解析:选AC 个别或少数光子表现出光的粒子性,大量光子表现出光的波动性。使光子一个一个地通过狭缝,如果时间足够长,通过狭缝的光子数足够多,光子的分布遵循波动规律,则底片上将会显示出衍射图样,A、C正确;单个光子通过狭缝后,路径是随机的,底片上不会出现完整的衍射图样,B、D错误。
4.从衍射的规律可以知道,狭缝越窄,屏上中央亮条纹就越宽,由不确定性关系式ΔxΔp≥,判断下列说法正确的是( )
A.入射的粒子有确定的动量,射到屏上的粒子就有准确的位置
B.狭缝的宽度变小了,因此粒子的不确定性也变小了
C.更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置,但粒子动量不确定性却更大了
D.可以同时确定粒子的位置和动量
解析:选C 由ΔxΔp≥,狭缝变窄了,即Δx减小了,Δp变大,即动量的不确定性变大,故C正确。
5.数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机,用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素,1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点。现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多,其原因可以理解为( )
A.光是一种粒子,它和物质的作用是一份一份的
B.光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的
C.大量光子表现光具有粒子性
D.光具有波粒二象性,大量光子表现出光的波动性
解析:选D 数码相机拍出的照片不是白点,不能说明显示粒子性,故A错误;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B错误;大量光子表现光具有波动性,故C错误;光具有波粒二象性,大量光子表现出光的波动性,故D正确。
6.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波长为( )
A. B.
C. D.
解析:选A 中子的动量p1=,氘核的动量p2=,对撞后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长为λ3==,故A正确,B、C、D错误。
7.(多选)1927年戴维森和G.P.汤姆孙分别完成了电子束衍射的实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图所示是该实验装置的简化图,下列说法正确的是( )
A.亮条纹说明电子不是沿直线运动的
B.该实验说明物质波理论是正确的
C.该实验再次说明光子具有波动性
D.该实验说明实物粒子具有波动性
解析:选ABD 亮条纹处是电子能到达的地方,故A正确;电子是实物粒子,能发生衍射现象,说明实物粒子具有波动性,物质波理论是正确的,不能说明光子的波动性,故B、D正确,C错误。
8.X射线是一种高频电磁波,若X射线在真空中的波长为λ,以h表示普朗克常量,c表示真空