3. 波粒二象性（分层作业）物理教科版选择性必修第三册

第6.3课 波粒二象性 ID： 一、单选题 1．如图所示为电子穿过金属箔片后形成的图样，此现象说明电子具有（　　） A．能量 B．动量 C．波动性 D．粒子性 2．关于概率波的说法，正确的是（    ） A．概率波就是机械波 B．光波是一种概率波 C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象 D．在光的双缝干涉实验中，若只有一个粒子，则可以确定它将从哪一个缝穿过 3．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　） A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同一种粒子 C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的 D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定波动说，在光子的能量中，频率ν表示的仍是波的特性 4．哈尔滨工业大学的低温物理实验室中，科学家利用高压电场研究氘核（）和氦核（）的波动性。两粒子从静止经相同电压加速后（速度远小于光速），它们的德布罗意波长之比为（　　） A． B．2 C． D． 5．下列关于四幅图像的说法正确的是（　　） A．甲图中，电子的双缝干涉现象，体现了电子的波动性 B．乙图中，三种射线在磁场中的运动，做直线运动的射线是实物粒子 C．丙图中，打在玻璃壁上的阴极射线是光电子 D．丁图中，光电效应的电路图，所加电压为正向电压，光电子做加速运动 二、多选题 6．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知（　　） 质量/kg 速度/ 波长/m 弹子球 电子（100eV） 无线电波（1MHz） A．要检测弹子球的波动性几乎不可能 B．无线电波通常只能表现出波动性 C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性 D．只有可见光才有波粒二象性 7．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　） A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 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．速率相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长大于电子的德布罗意波波长 D．用蓝光和紫光照射光电管均有电子逸出，蓝光和紫光照射逸出的光电子的动能可能相等 8．以下关于原子结构相关内容，说法正确的是（    ） A．图a为粒子散射实验，该实验说明原子核是有结构的 B．图b为电子的干涉实验，干涉条纹的产生是电子之间相互作用的结果 C．图c为康普顿效应示意图，应满足 D．图d为氢原子光谱，光谱中是电子从第5激发态向第2激发态跃迁产生的 三、解答题 9．一颗质量为5.0kg的炮弹： (1)以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？ (2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长是多大？ (3)若要使它的德布罗意波长与波长是400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6.3课 波粒二象性 ID： 一、单选题 1．如图所示为电子穿过金属箔片后形成的图样，此现象说明电子具有（　　） A．能量 B．动量 C．波动性 D．粒子性 【答案】C 【详解】该图样为电子的衍射图样，说明电子具有波动性。 故选C。 2．关于概率波的说法，正确的是（    ） A．概率波就是机械波 B．光波是一种概率波 C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象 D．在光的双缝干涉实验中，若只有一个粒子，则可以确定它将从哪一个缝穿过 【答案】B 【详解】A．概率波具有波粒二象性，因此，概率波不是机械波，故A错误； BD．光是一种概率波，不能准确知道某个光子的轨迹，故B正确，D错误； C．概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但它们的本质不一样，故C错误。 故选B。 3．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　） A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同一种粒子 C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的 D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定波动说，在光子的能量中，频率ν表示的仍是波的特性 【答案】D 【详解】A．光既是一种波，同时也是一种粒子，光同时具有波粒二象性，故A错误； B．光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，是实物粒子，有质量。二者是两种不同的粒子，故B错误； C．光子的波动性是光子本身的一种属性，不是光子间相互作用产生的，故C错误； D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定波动说，在光子的能量中，频率表示的仍是波的特性，故D正确。 故选D。 4．哈尔滨工业大学的低温物理实验室中，科学家利用高压电场研究氘核（）和氦核（）的波动性。两粒子从静止经相同电压加速后（速度远小于光速），它们的德布罗意波长之比为（　　） A． B．2 C． D． 【答案】A 【详解】带电粒子加速满足 德布罗意波长 氘核电荷量，质量 氦核电荷量，质量 波长比 故选A。 5．下列关于四幅图像的说法正确的是（　　） A．甲图中，电子的双缝干涉现象，体现了电子的波动性 B．乙图中，三种射线在磁场中的运动，做直线运动的射线是实物粒子 C．丙图中，打在玻璃壁上的阴极射线是光电子 D．丁图中，光电效应的电路图，所加电压为正向电压，光电子做加速运动 【答案】A 【详解】A．甲图为电子的双缝干涉现象，体现了实物粒子的波动性，故A正确； B．乙图中，三种射线在磁场中的运动，做直线运动的射线是光，它不带电，但是一种场物质，故B错误； C．丙图中，打在玻璃壁上的阴极射线是电子，是金属加热后，其原子核外的电子获得能量被电离出来，故C错误； D．丁图中，光电效应的电路图，所加电压为反向电压，光电子做减速运动，故D错误。 故选A。 二、多选题 6．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知（　　） 质量/kg 速度/ 波长/m 弹子球 电子（100eV） 无线电波（1MHz） A．要检测弹子球的波动性几乎不可能 B．无线电波通常只能表现出波动性 C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性 D．只有可见光才有波粒二象性 【答案】ABC 【详解】A．弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A正确； B．弹无线电波的波长较长，所以通常表现为波动性，B正确； C．电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确； D．由物质波理论知，实物粒子也有波粒二象性，D错误。 故选ABC。 7．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　） A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 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．速率相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长大于电子的德布罗意波波长 D．用蓝光和紫光照射光电管均有电子逸出，蓝光和紫光照射逸出的光电子的动能可能相等 【答案】BD 【详解】A．由黑体辐射的实验规律，普朗克提出能量子概论，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，是用光的粒子性解释，故A错误； B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的实物粒子具有波动性，B正确； C．由德布罗意波波长，粒子动量，质子质量大，速率相等的质子比电子动量大，波长小，C错误； D．由光电效应方程，紫光的频率高，逸出电子最大动能大，但电子从金属中不同位置逸出时动能不同，逸出电子在零到最大值之间都存在，即蓝光和紫光照射逸出光电子的动能可能相等，D正确。 故选BD。 8．以下关于原子结构相关内容，说法正确的是（    ） A．图a为粒子散射实验，该实验说明原子核是有结构的 B．图b为电子的干涉实验，干涉条纹的产生是电子之间相互作用的结果 C．图c为康普顿效应示意图，应满足 D．图d为氢原子光谱，光谱中是电子从第5激发态向第2激发态跃迁产生的 【答案】CD 【详解】A．图a为粒子散射实验，该实验是原子的核式结构理论的基础，说明原子是有结构的，选项A错误； B．图b为电子的干涉实验，在该实验中，若减小电子数量，让电子通过双缝后，电子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹，这表明电子的波动性不是由电子之间的相互作用引起的，故B错误； C．图c为康普顿效应示意图，光子和电子之间的碰撞满足动量守恒定律，即垂直光子的初速度方向应满足 选项C正确； D．图d为氢原子在可见光区域的光谱线，巴尔末总结了氢原子在可见光区域的光谱遵循的规律 其中，。因发生跃迁时能级差越大，则辐射光子的能量越大，频率越大，波长越小，可知光谱中是电子从第3激发态向第2激发态跃迁产生的，光谱中是电子从第5激发态向第2激发态跃迁产生的，选项D正确。 故选CD。 三、解答题 9．一颗质量为5.0kg的炮弹： (1)以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？ (2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长是多大？ (3)若要使它的德布罗意波长与波长是400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）炮弹的德布罗意波长 （2）它以光速运动时的德布罗意波长： （3）由德布罗意波公式 可得速度为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$