高二暑假作业(十六) 粒子的波动性和量子力学的建立-【步步维赢·优练必刷】2025年高二物理暑假作业

高二暑假作业（十六）粒子的波动性和量子力学的建立 3.如果一个电子的德布罗意波长和一个中 核心-素一养 子的相等，则它们也相等的是( 物理观念：知道德布罗意波，光有波动 A.速度 B.动能 性和粒子性、量子力学等基本观点和相关 C.动量 D.总能量 实验证据， 4.在中子衍射技术中，常利用热中子研究 科学思维：掌握光的波粒二象性，理解 晶体的结构，因为热中子的德布罗意波 其对立统一关系：并能应用波粒二象性解 长与晶体中原子间距相近.已知中子质 释有关现象，提高分析、推理能力 量m=1.67×10-27kg,普朗克常量h= 6.63×10-3“J·s,可以估算德布罗意波 一精典题练 长1=1.82×101"m的热中子动能的数 1.如图所示，一个粒子源 图粒子游 量级为 产生某种粒子，在其正 : A.10-7J B.10-1°J 前方安装只有两条狭 荧光屏 C.10-21J D.10-4J 缝S,、S2的挡板，粒子穿过狭缝打在前 5.下列关于德布罗意波的认识，正确的解 方的荧光屏上使荧光屏发光，那么在荧 释是 光屏上将会看到 A.任何一个物体都有一种波和它对应， A.只有两条亮纹 这就是物质波 B.有许多条明、暗相间的条纹 B.X光的衍射证实了物质波的假设是正 C.没有亮纹 确的 D.只有一条亮纹 C.电子的衍射证实了物质波的假设是正 2.下列关于光的波粒二象性的说法中，不 确的 正确的是 D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或 A.大量光子产生的效果往往显示出波动 干涉现象，所以宏观物体不具有波 性，个别光子产生的效果往往显示出 动性 粒子性 6.我国科学家潘建伟院士预言十年左右量 B.频率越大的光其粒子性越显著，频率 子通信将“飞”人千家万户.在通往量子 越小的光其波动性越显著 论的道路上，一大批物理学家做出了卓 C.光在传播时往往表现出波动性，光在 越的贡献，下列有关说法正确的是 跟物质相互作用时往往表现出粒子性 D.光不可能同时既具有波动性，又具有 A.德布罗意第一次将量子观念引人原子 粒子性 领域，提出了定态和跃迁的概念 ·37 B.爱因斯坦提出光子说，并成功地解释 9.光子的动量力与能量e的关系为力=号， 了光电效应现象 C.玻尔在1900年把能量子引入物理学， 静止的原子核放出一个波长为入的光子， 破除了“能量连续变化”的传统观念 已知普朗克常量为h,光在真空中传播的 D.普朗克把光的波粒二象性推广到实物 速度为c,求： (1)质量为M的反冲核的速度为多少？ 粒子，预言实物粒子也具有波动性 7.关于光子和运动着的电子，下列论述正 确的是 ( A.光子和电子一样都是实物粒子 B.光子能发生衍射现象，电子不能发生 衍射现象 C.光子和电子都具有波粒二象性 D.光子具有波粒二象性，而电子只具有 粒子性 (2)反冲核运动时物质波的波长是多少？ 8.(多选)实物粒子和光都具有波粒二象 性，下列事实中突出体现波动性的是 A.电子束通过双缝实验装置后可以形成 干涉图样 B.人们利用慢中子衍射来研究晶体的 结构 C.人们利用电子显微镜观测物质的微观 结构 D.光电效应实验中，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 ·38·征谱线，C选项正确；氢原子光谱线的亮 该表现出波动性，即形成明、暗相间的多 线反映了原子的特征，是原子的特征谱 条千涉条纹，故B项正确. 线，D选项正确. 2.D光既具有粒子性，又具有波动性，即 9.解析(1)核外电子绕核做匀速圆周运 光具有波粒二象性，大量光子产生的效 动，静电引力提供向心力，则： 果往往显示出波动性，个别光子产生的 ke mv 效果往往显示出粒子性，A正确；在光的 r 波粒二象性中，频率越大的光其粒子性 又知E=2mu 越显著，频率越小的光其波动性越显著， B正确；光在传播时往往表现出波动性， 故电子在基态轨道上运动的动能为： 光在跟物质相互作用时往往表现出粒子 E ke2_9×10×(1.6×10)2 2r 2X0.528X100J= 性，C正确. 21.8×101J=13.6eV. 3.C根据德布罗意波的波长公式入=”可 (2)当n=1时，能级值为E=一13.6eV 知，如果电子的德布罗意波长与中子相 等，则电子与中子一定具有相同的动量， =-13.6eV; 故C项正确 当m=2时，能级值为E-一3.6 2 v= 4.C由德布罗意波长公式入=么得p= h -3.4eV: 而p=mw,则v= h 当m=3时，能级值为E,=一13.6 32 eV= 入m 6.63×10-别 -1.51eV; 1.82X101×1.67×10m/s 能发出的光谱线分别为n=3→n=2,n= ≈2.18×103m/s 2→n=1,n=3→n=1共三种，能级图如 E-2m=号×1.67X10"X(2.18× 图所示. E/eV 103)2J≈3.97×10-2J 1.51 因此热中子的动能的数量级为101J, 3.40 故选C. 13.60 5.C运动的物体才具有波动性，A项错 答案(1)13.6eV(2)见解析图 误；宏观物体由于动量太大，德布罗意波 高二暑假作业（十六）粒子的波动性和 的波长太小，所以看不到它的干涉、衍射 量子力学的建立 现象，但运动的宏观物体仍具有波动性， 1.B任何运动的粒子都具有波粒二象性， D项错误；X光是波长极短的电磁波，是 则粒子源产生的大量粒子透过双缝就应 光子，它的衍射不能证实物质波的存在， ·58， B项错误；电子的衍射证实了物质波的假 高二暑假作业（十七）原子核 设是正确的，C项正确. 1.C3He是氦元素的一种同位素，质量数 6.B丹麦物理学家玻尔，意识到经典物理 是3，电荷数是2，原子核内有两个质子、 在解释原子结构方面的困难，在1913年 一个中子，A、B均错误；发生核聚变放出 第一次将量子观念引入了原子领域，提 能量就会有质量亏损，C正确：原子核内 出了定态和跃迁的概念，A,C错误；爱因 的核子是靠核力紧密结合在一起，而不 斯坦在1905年发表了《关于光的产生和 是靠万有引力紧密结合在一起，D错误. 转化的一个试探性观点》一文，提出了光 2.C设放出的粒子质量数为x,电荷数为y, 本身就是由一个个不可分割的能量子组 核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒」 成的，即光是由光子组成，并且总结出了 235+1=136+90+x, 由题意可得 爱因斯坦光电效应方程，B正确；德布罗 92=54+38+y 意把光的波粒二象性推广到了实物粒 fx=10, 解得 子，预言了实物粒子也具有波的特性，D y=0. 错误；故本题选B. 由此判断该核反应放出的一定是中子， 7.C物质可分为两大类：一是质子、电子 且个数是10.故选项C正确. 等实物；二是电场、磁场等，统称场.光是 3.B由核电荷数守恒可知，x粒子的核电 传播着的电磁场，根据物质波理论，一切 荷数为1十1一2=0，由质量数守恒可知， 运动的物体都具有波动性，故光子和电 x粒子的质量数为2十3一4=1，则x粒 子都具有波粒二象性.综上所述，选项C 子是。n,即为中子，故A错误；核反应过 正确. 程中释放的能量E=△mc≈17.6MeV, 8.ABC电子束通过双缝产生干涉图样， 故B正确；只有将原子核加热到很高的 体现的是波动性，A项正确；衍射体现的 温度，达到几百万摄氏度以上的高温时， 是波动性，B项正确；电子显微镜利用了 核聚变才会发生，故C错误：在太阳内部 电子束波长短的特性，C项正确；光电效 进行着热核反应，故D错误 应体现的是光的粒子性，D项错误. 4.C设x、y、x的电荷数分别为Z、Z,、Z, 9解析（1)由入=多得b=会，由光子与 质量数分别为A,、A,、A·由前两个核反 应方程中的电荷数守恒有Z十3=2Z,Z 原子核组成的系统动量守恒，得0= 十7=Z,十8，可得Z,=2,由质量数守恒 p-Mu',故w'= 卫。 h MλM 有A,十7=2A,A,十14=A,十17，可得 (2)由德布罗意波波长公式=么知，反 A,=4;由第三个核反应方程中的电荷数 D 守恒有2十4=Z.十6，可得Z.=0,由质量 冲核运动时物质波波长'=么=么 数守恒有4十9=A.十12，可得A.=1,即 之是电荷数为零、质量数为1的粒子，也 答案(1) AM (2)入 就是中子，C正确. ·59