课时测评18 光的波粒二象性 德布罗意波 不确定性关系-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评18　光的波粒二象性　德布罗意波　不确定性关系 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题4分，共48分) 1.下列事例中表明光子不但具有能量，而且像实物粒子一样具有动量的是(　　) A．光的干涉 B．光的偏振 C．光电效应 D．康普顿效应 答案：D 解析：光的偏振现象和干涉现象都表明光具有波动性，故A、B错误；光电效应表明光子具有能量，不能表明光子具有动量，故C错误；康普顿效应表明光子不但具有能量，而且像实物粒子一样具有动量，故D正确。故选D。 2．(多选)关于光的本质，下列说法正确的是(　　) A．光是一种概率波 B．光是一种电磁波 C．光的波长越长，光子的能量越大 D．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 答案：ABD 解析：光子在空间各点出现的概率大小可以用波动规律来描述，但单个光子无法预测轨迹，所以光是一种概率波，A正确；由麦克斯韦电磁理论可知光是一种电磁波，B正确；光的波长越长，频率越小，光子的能量也越小，C错误；只有波才会出现干涉和衍射现象，所以光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，D正确。故选ABD。 3.某同学在研究光的衍射现象时，用a、b两种单色光照射同一单缝，在光屏上分别观察到如图甲、乙所示的衍射图样。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是(　　) A．在水中传播时，b光波长较大 B．在水中传播时，b光的传播速度较大 C．经同一双缝干涉装置发生干涉，a光的干涉条纹间距较小 D．若用a光照射钾金属能发生光电效应，则用b光照射也能发生光电效应 答案：D 解析：在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下，会发生明显的衍射现象，由题图可知甲图衍射现象更明显，故在空气中a光的波长更长，即λa>λb，在空气中有c＝λν，所以频率νa<νb，折射率na<nb，由n＝可知，在水中的传播速度va>vb，光从空气射入水中，频率不变，在水中有v＝λ′ν，即λ′＝，可知λa′>λb′，A、B错误；由λa>λb，Δx＝λ可知经同一双缝干涉装置后，a光的干涉条纹间距较大，C错误；因为λa>λb，则νa<νb，若用a光照射钾金属能发生光电效应，则用b光照射也能发生光电效应，D正确。故选D。 4．现用两种单色光a、b分别照射同一个光电管，如图甲所示，移动滑动变阻器的滑片调节光电管两端电压，分别得到两种光照射时光电流与光电管两端电压的关系，如图乙所示，则对于a、b两种光(　　) A．b光的饱和光电流更大 B．从同一种介质射向真空中，b光更容易发生全反射 C．若用b光照射另外某种金属能发生光电效应，则用a光照射也一定能发生光电效应 D．通过同一个双缝装置进行双缝干涉实验，b光的条纹间距更宽 答案：B 解析：由题图可知，a光的饱和电流更大，A错误；由题图可知，b光的遏止电压较大，则根据eU＝Ek＝hν－W0可知，b光的频率较大，则b光的折射率较大，根据sin ic＝可知，b光的临界角较小，则从同一种介质射向真空中，b光更容易发生全反射，B正确；因为b光的频率较大，若用b光照射另外某种金属能发生光电效应，则用a光照射不一定能发生光电效应，C错误；b光的频率较大，则波长较短，根据Δx＝λ可知，通过同一个双缝装置进行双缝干涉实验，b光的条纹间距更窄，D错误。故选B。 5．于2019年5月20日起正式生效的新国际单位体系中，质量的单位千克是使用普朗克常量(h)进行定义的。用国际单位制中的基本单位表示，普朗克常量的单位应为(　　) A．kg·m3·s－2 B．kg－1·m2·s－1 C．kg·m2·s－1 D．J·s 答案：C 解析：根据德布罗意波的波长公式变形有h＝pλ，因为动量p的单位为kg·m·s－1，波长λ的单位为m，所以普朗克常量h的单位为kg·m2·s－1。故选C。 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，其波动性越明显，越容易观察 答案：B 解析：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，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可知，物质波是概率波，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，则其波动性越明显，越容易观察，故D错误。 7．关于德布罗意波的波长，下列说法正确的是(　　) A．动量相同的不同物体(包括宏观物体和微观粒子)，它们具有相同的德布罗意波的波长 B．动能相同的不同物体，它们具有相同的德布罗意波的波长 C．速率相同的不同物体，它们具有相同的德布罗意波的波长 D．只有动量相同的不同微观粒子，它们才具有相同的德布罗意波的波长 答案：A 解析：由德布罗意波的波长公式λ＝可知，只要物体的动量p相同，则它们的德布罗意波的波长就相同，故A正确，B、C、D错误。 8．(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中错误的是(　　) A．微观粒子的动量不可能确定 B．微观粒子的坐标不可能确定 C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定 D．h是普朗克常量 答案：AB 解析：位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式ΔxΔp≥，其中h是普朗克常量，不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可能同时确定，故A、B符合题意，C、D不符合题意。 9.如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是(　　) 答案：C 解析：由爱因斯坦光电效应方程hν＝Ek＋W0和动能定理－eU＝0－Ek可得eU＝hν－W0，可知遏止电压大，则光的频率大，即νb＞νc＞νa，由光的色散现象可知，频率越大，折射率越大，光的偏折角越大，选项C正确。 10.(多选)某实验小组在探究光的性质时，做了以下实验：将一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，则(　　) A．相同介质中a光的波长小于b光的波长 B．a光的折射率小于b光的折射率 C．若用a、b光照射同一光电管，只有一种光能发生光电效应，则该光是b光 D．光束a、b通过同一装置发生双缝干涉，则b光的条纹间距大 答案：BC 解析：根据折射定律n＝，光从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即na<nb，所以a光的频率较小，波长较长，b光的频率较大，波长较短，故A错误，B正确；因为实验过程中只有一种光能发生光电效应，b光的频率大于a光，所以能发生光电效应的一定是b光，故C正确；由Δx＝λ可知，波长越长，条纹间距越大，a光的波长较长，则a光的条纹间距大，D错误。故选BC。 11.如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是(　　) A．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射 C．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光的条纹间距小 D．用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应 答案：C 解析：在真空中，a光的传播速度等于b光的传播速度，故A错误；因为玻璃砖上下表面平行，所以光线在玻璃砖上表面的折射角等于光线在玻璃砖下表面的入射角，增大入射角，a光在玻璃砖下表面不可能达到临界角，因此不可能发生全反射，故B错误；两束光的入射角相同，a光的折射角较小，所以a光的折射率较大，则频率大，波长短，根据Δx＝λ可知，用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光的条纹间距小，故C正确；a光的频率大，若a光可以发生光电效应，则b光的频率可能小于截止频率，可能不发生光电效应，故D错误。 12.英国物理学家G.P.汤姆孙曾在实验中让静止的电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示的衍射图样，则(　　) A．该图样说明了电子具有粒子性 B．电子的位置和动量可以同时被确定 C．加速电压越大，电子的德布罗意波的波长越长 D．让静止的电子束和质子束通过相同的加速电场，电子的德布罗意波的波长更长 答案：D 解析：题图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，故A错误；根据不确定性关系，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，故B错误；由德布罗意波的波长公式λ＝，又eU＝Ek，p＝mv＝，联立可得λ＝，可知加速电压越大，电子的德布罗意波的波长越短，故C错误；让静止的电子束和质子束通过相同的加速电场，由于电子的质量比质子的质量小，结合C项分析中λ＝，可知电子的德布罗意波的波长更长，故D正确。故选D。 13．(12分)如果一中子和一个质量为10 g的子弹都以1×103 m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多少？(中子的质量为1.67×10－27 kg，h＝6.63×10－34 J·s，结果保留小数点后2位) 答案：3.97×10－10 m　6.63×10－35 m 解析：中子的动量为p1＝m1v 子弹的动量为p2＝m2v 由λ＝可知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为λ1＝，λ2＝ 联立以上各式解得λ1＝，λ2＝ 将m1＝1.67×10－27 kg，m2＝1.0×10－2 kg，v＝1×103 m/s，h＝6.63×10－34 J·s代入上面两式可得λ1≈3.97×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m。 学生用书↓第75页 学科网（北京）股份有限公司 $