4.5 粒子的波动性和量子力学的建立 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

4.5粒子的波动性和量子力学的建立同步练习 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．下列说法中不正确的是    （    ） A．电子束穿过铝箔后的衍射实验证实了物质波的假设是正确的 B．物质波是一种概率波 C．能量越小的光子其波动性越显著 D．只要测量环境适合，可以同时确定微观粒子的动量和位置 2．大量实验证明电子、质子等实物粒子都具有波动性。一质子的质量为m，其德布罗意波长为λ，普朗克常量为h，真空中的光速为c，则该质子的动量p为（　　） A．mc B． C． D． 3．在核物理实验室中，科学家们使用电场加速氢的三种同位素氕、氘、氚。若氕、氘、氚从静止开始经相同的电压加速（不考虑相对论效应），则它们的德布罗意波长之比为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，碳60是由60个碳原子组成的足球状分子，科研人员把一束碳60分子以的速度射向光栅，结果在后面的屏上观察到条纹。已知一个碳原子质量为，普朗克常量为，则该碳60分子的物质波波长约为（    ） A． B． C． D． 5．根据法国物理学家德布罗意的研究，实物粒子的物质波波长与动量p之间的关系式为，若以下几个粒子的速率均为（为光在真空中传播的速度），则其中物质波波长最大的是（　　） A．中子 B．质子 C．电子 D．粒子 6．汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后，通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为 m，加速后电子速度大小为 v，普朗克常量为 h，则（　　） A．该图样说明电子具有粒子性 B．该实验中电子的德布罗意波波长为 C．加速电压越大，电子的物质波波长越短 D．加速电压越大，电子的波动性越明显 7．在对微观现象的研究中，下列说法正确的是（　　） A．温度升高时，黑体所辐射电磁波强度的极大值向波长更长的方向移动 B．对一定频率的光，增大光照强度，金属表面逸出光电子的最大初动能将随之增大 C．光子与自由电子碰撞后波长变长，该部分光的动量变小 D．电子束通过铝箔后形成衍射图样，说明电子具有波动性，电子束为电磁波 二、多选题 8．20世纪之交，物理学界对“两朵乌云”的讨论，为相对论和量子力学拉开了序幕。下列说法正确的是（　　） A．高速运动的子寿命变长的现象，用经典理论无法解释 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 C．氢原子能级跃迁可以产生一系列特定波长的电磁波，包括X射线 D．每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种波就是机械波 9．关于光的波粒二象性的理解正确的是（     ） A．高频光是粒子，低频光是波 B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著 10．利用金属晶格（大小约）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是（    ） A．该实验说明了电子具有波动性 B．实验中电子束的德布罗意波长为 C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显 D．若用相同动能的质子替代电子，质子的波长更长 三、填空题 11．光的干涉和衍射说明了光具有_____性，光电效应说明了光具有_____性，彩虹呈现彩色属于光的_____现象。 12．物质波 (1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率____________的地方，暗条纹是光子到达概率________的地方，因此光波又叫概率波． (2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝________，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。 四、解答题 13．一颗质量为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？ 14．激光冷却中性原子的原理如图所示，质量为m、速度为v0的原子连续吸收多个迎面射来的频率为的光子后，速度减小。不考虑原子质量的变化，光速为c。求： (1)一个光子的动量； (2)原子吸收第一个光子后速度的大小。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D A C C C C AB CD AB 11． 波动 粒子 色散 12．(1) 大 小 (2) 13．(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 14．(1) (2) 【详解】（1）根据德布罗意波长公式有 可得一个光子的动量为 （2）根据动量守恒有 所以原子吸收第一个光子后速度的大小为 学科网（北京）股份有限公司 $