第6章 第3节 波粒二象性-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册教用Word(教科版)

题组1　光的波粒二象性 1．(多选)下列叙述的情况正确的是(　　) A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样 B．光是波，与橡皮绳上的波类似 C．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的 D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动的规律来描述 解析：选CD。光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某位置的概率遵守波动规律，与宏观概念的粒子和波有着本质的不同，所以A、B错误，D正确。根据光电效应可知，光是一种粒子，当它同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，所以C正确。 2．(多选)对光的认识，下列说法正确的是(　　) A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性 B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的 C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不具有波动性了 D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显 解析：选ABD。个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性；光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故A、B、D正确。 题组2　物质波的理解和波长的计算 3．使用电子束工作的显微镜叫电子显微镜，它比一般的光学显微镜具有更高的分辨率，这是因为电子相比光子(　　) A．带有电荷 B．速度大 C．动量大 D．没有波动性 解析：选C。根据λ＝可知，动量越大，波长越短，根据衍射现象的规律，知波长越短，衍射现象越不明显，显微镜分辨本领越高，则电子显微镜的分辨本领比一般的光学显微镜高的原因是电子比光子的动量大，C正确。 4．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大到2v，则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)(　　) A．保持不变 B．变为原来波长的两倍 C．变为原来波长的一半 D．变为原来波长的 倍 解析：选C。根据公式λ＝＝可以判断出C正确。 5．以下关于物质波的说法正确的是(　　) A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性 B．宏观物体不存在对应的波 C．电子在任何条件下都能表现出波动性 D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性 解析：选D。任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，这种波称为物质波，故A、B错误；电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来，故C错误，D正确。 6．以下关于物质波的说法正确的是(　　) A．实物粒子与光子都具有波粒二象性，故实物粒子与光子是本质相同的物体 B．一切运动着的物体都与一个对应的波相联系 C．机械波、物质波都不是概率波 D．实物粒子的动量越大，其波长越长 解析：选B。实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是本质相同的物体，故A错误；无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，一切运动的物体都与一种波相对应，这就是物质波，故B正确；根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，故C错误；根据德布罗意波长公式λ＝，可知粒子的动量越小，波长越长，故D错误。 题组3　概率波和微观粒子的波粒二象性 7．下列说法正确的是(　　) A．概率波就是机械波 B．物质波是一种概率波 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，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上 解析：选B。概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置。 8．(多选)下列说法正确的是(　　) A．光子相当于高速运动的质点 B．光的直线传播只是宏观近似规律 C．电子和其他微粒的物质波不是概率波 D．光子与电子的波动性都是概率波 解析：选BD。光子是能量粒子，不能看成高速运动的质点，A错误；光的波长很短，比一般物体的尺寸小得多，所以光的衍射非常不明显，可看成直线传播，它只是一种近似规律，B正确；电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性，所以它们的物质波也是概率波，C错误；少量光子体现光的粒子性，大量光子体现光的波动性，光波是概率波，电子的物质波也是概率波，D正确。 9．关于实物粒子的波粒二象性，下列说法不正确的是(　　) A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微观粒子都具有波粒二象性 B．高速运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，没有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的 D．实物粒子的运动有特定的轨道，所以实物粒子不具有波粒二象性 解析：选D。德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切运动的物体都具有波粒二象性，故A正确，D错误；运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道，B正确；波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的，故C正确。 10．(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。该实验装置的简化图如图所示，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，即说明电子不是沿直线运动的，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。 11．德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式λ＝。现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H＋和二价镁离子Mg2＋。已知氢离子与镁离子的质量之比为1∶24，则加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波长之比为(　　) A．1∶4 B．1∶4 C．4∶1 D．4∶1 解析：选D。离子加速后的动能Ek＝qU，离子的德布罗意波长λ＝＝＝，所以λH＋∶λMg2＋＝4∶1，故D正确。 12．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射越明显，分辨本领越低。电子显微镜有较高的分辨本领，最高分辨率高达0.2 nm。如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将(　　) A．小于0.2 nm B．大于0.2 nm C．等于0.2 nm D．无法确定 解析：选A。波长越短，衍射越不明显，显微镜分辨率越高，由于质子质量大于电子质量，加速到相同速度后，质子的动量大于电子的动量，根据λ＝可知，质子的波长比电子的波长短，因此质子显微镜的最高分辨率将小于0.2 nm，A正确。 13．如图所示，光滑水平面上有A、B两球，开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态。两球碰撞后均向右运动，设碰撞前A球的德布罗意波长为λ1，碰撞后A、B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是(　　) A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3 C．λ1＝ D．λ1＝ 解析：选D。由动量守恒定律得p1＝p2＋p3，又p＝，得＝＋，所以λ1＝，D正确。 14．(多选)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知(　　) 项目 质量/kg 速度/(m·s－1) 波长/m 弹子球 2.0×10－2 1.0×10－2 3.3×10－30 电子 (100 eV) 9.0×10－31 5.0×106 1.2×10－10 无线电波 (1 MHz) — 3.0×108 3.3×102 A.要检测弹子球的波动性几乎不可能 B．无线电波通常情况下只表现出波动性 C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性 D．只有可见光才有波动性 解析：选ABC。弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的波动性几乎不可能，故A正确；无线电波的波长很长，波动性明显，所以B正确；电子的波长与金属晶体原子的尺寸相差不大，能发生明显的衍射现象，所以C正确；一切运动的物体都具有波动性，所以D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $