课时分层检测(19)粒子的波动性和量子力学的建立-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 得分 课时分层检测（十九）》 粒子的波动性和量子力学的建立 入1入2 …0 基础达标练。… 入1入2 A.X十2 B. 1一入2 1.关于物质波，下列说法中正确的是( 入1十入2 入1一入2 D. A.实物粒子与光子一样都具有波粒二象性， 2 2 所以实物粒子与光子是相同本质的物质6.（多选）下表列出了几种不同物体在某种速 B.德布罗意把光的波粒二象性推广到实物 度下的德布罗意波长和频率为1MHz的无 粒子，认为实物粒子也具有波动性 线电波的波长。由表中数据可知 ) C.康普顿效应表明光具有波动性，即光子不 仅具有能量还具有动量 质量/kg 速度/ 波长/m (m·s1) D.粒子的动量越小，其波动性越不显著 弹子球 2.0×10-2 1.0×102 3.3×1030 2.(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征， 电子(100eV) 9.1×10-31 5.0×109 1.2×10-10 下列说法正确的是 A.光电效应和康普顿效应揭示了光的粒 无线电波(1MHz) 3.0×108 3.0×102 子性 A.要检测弹子球的波动性几乎不可能 B.电子束的晶体衍射实验表明实物粒子具 B.无线电波通常情况下只能表现出波动性 有波动性 C.电子照射到金属晶体上能观察到它的波 C.动能相等的质子和电子的德布罗意波长 动性 相等 D.只有可见光才有波动性 D.低频电磁波的粒子性显著，高频电磁波的7.德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出 波动性显著 3.(多选)在验证光的波粒二象性实验中，下列： 了德布罗意波长的表达式A一分。现用同样的 说法正确的是 直流电压加速原来静止的一价氢离子(H+)和 A.使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足 二价镁离子(Mg+),已知氢离子与镁离子的质 够长，底片上将出现衍射条纹 量之比为1：24，则加速后的氢离子和镁离子 B.单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整 的德布罗意波长之比为 ( 的衍射图样 A.1:4 B.1:43 C.光的波动性是大量光子的运动规律 C.4:1 D.4√3：1 D.光子通过狭缝的路线是直线 :8.电子经电势差为U=200V的电场加速，电 4.(多选)下列物理实验中，能说明粒子具有波 子质量m0=9.1×1031kg,求此电子的德 动性的是 布罗意波长。 A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率！ 的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的 正确性 B.通过测试多种物质对X射线的散射，发现 散射射线中有波长变大的成分 C.通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象 D.利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子 的波动性 5.一个德布罗意波长为入1的中子和另一个德： 布罗意波长为入2的氘核同向正碰后结合成 一个氘核，该氚核的德布罗意波长为() 163 班级 姓名 得分 能力提升练 0… …o创新应用练 0 9.一个质量为、电荷量为g的带电粒子，由静：11.影响显微镜分辨本领的一个因素是衍射， 止开始经加速电场加速后（加速电压为U), 衍射现象越明显，分辨本领越低。使用电 该粒子的德布罗意波长为 子束工作的电子显微镜有较高的分辨本 h h 领，它利用高压对电子束加速，最后打在感 A. 2mgU B.2mqU 光胶片上来观察显微图像，以下说法正确 h 的是 () C.2mqU √/2mgU D.- mgU A.加速电压越高，电子的波长越长，分辨本 10.(多选)1924年，德布罗意提出了物质波理 领越强 论，他假设实物粒子也具有波动性，大胆地 B.加速电压越高，电子的波长越短，衍射现 把光的波粒二象性推广到实物粒子。如图 象越明显 甲所示，在电子双缝干涉实验中，将电子垂 C.如果加速电压相同，则用质子流工作的 直射向两个紧靠的平行狭缝（电子发射端 显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本 到两狭缝的距离相等)，在缝后放上一个安 领强 装有电子侦测器的屏幕（屏幕上的O点位 D.如果加速电压相同，则用质子流工作的 于两狭缝轴的正后方，图中未画出)，电子 显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本 打到探测器上会在屏幕上出现亮点。在实 领弱 验中，以速率0发射电子，开始时，屏幕上！12.高速电子流射到固体上，可产生X射线，产 出现没有规律的亮点，但是当大量的电子 生X射线的最大频率由公式hm=Ek确 到达屏幕之后，发现屏幕上不同位置出现 定，Ek表示电子打到固体上时的动能。设 亮点的概率并不相同，且沿垂直双缝方向 电子经过U=9000V高压加速，已知电子 呈现间隔分布，如图乙所示，这种间隔分布 质量m。=9.1×1031kg,电子电荷量e= 类似于光的干涉中出现的明暗相间的条 1.60×1019C。求： 纹。下列说法正确的是 ( (1)加速后电子对应的德布罗意波长； 电子 屏幕 (2)产生的X射线的最短波长及一个光子 的最大动量。 狭缝 甲 A.以速率20发射电子，重复实验，O点可 能处在暗条纹上 B.以速率20发射电子，重复实验，O点仍 然处在亮条纹上 C.以速率20发射电子，重复实验，所形成 的条纹间距会变小 D.以速率2o发射电子，重复实验，所形成 的条纹间距会变大 1649.解析一群氢原子从=4的能级向低能级跃迁时，能够发出六种！ 故A错误：康普顿效应实验证明了光的粒子性，B错误：千涉、衍射 不同频率的光。六种情况发出光子能量依次为： 现象是波特有的现象，因此电子双缝干涉实验以及衍射实验均说明 n=4到n=3时， 了粒子具有波动性，C、D正确。 -0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV2.22eV, 答案C n=3到n=2时， -1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV<2.22eV, 5,解析 中子的动量=杂，氛枚的动童： -,对撞后形成的氚 n=2到n=1时， -3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV>2.22eV, 核的动量力：=p:十p1,所以氚核的德布罗意波长为入= P: n=4到n=1时， 0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV>2.22eV, 1,故A正确，B、CD错误。 n=4到n=2时， 答案A -0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV>2.22eV, 16.解析由表可知，弹子球的波长为3.3×10一0m,远小于宏观物质 n=3到n=1时， 和微观物质的尺寸，故要检测弹子球的波动性几乎不可能，故A正 -1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV>2.22eV, 确：B.无线电波的波长为3.0×102m,大于普通物体的尺寸，很容易 前两种不能从金属钾表面打出电子，后四种可以，故C正确。 发生衍射，故通常情况下只能表现出波动性，故B正确：C,电子的波 答案C 10.解析设原来光语线教目为C=mm”卫，调高电子的能量后， 长为12X100m,与原子的尺寸接近，故照射到金属晶体上才能 观察到它的波动性，故C正确：D.根据德布罗意的物质波理论，电磁 2 波和实物粒子都具有波粒二象性，故D错误：故选ABC。 光搭线敦日为C=n",卫。依题意有C-C=5,得两组解： 答案ABC 2 n=4m二2或n=6,m=5。故当△n=2时，E1一E≤E<E；一E1,7.解析离子加速后的动能Ek=gU,离子的德布罗意波长A=上 选项D正确：当△n=1时，E6一E1≤E<E,一E1,选项A正确。 答案AD 所以H /24X2_45,故选项D正确。 1 11.解析Ew=E2一E1,E6=E3一E1,E。=E3一E2,故E6=E。十E,CI /2mEw √/2m·gU 答案D 入。 确：a光恰能使某金属发生光电效应，而E。>E,故c光不能使该 h 金属发生光电效应，D项错误。 答案BC 12解析（①)根据系公式=R-()得 h h 当n=6时，有1≈1.09×10-6m。 所以入= (2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真 √/2moEk√J/2emoU 空中以光速传播，故波速为光速c=3×108m/s 把U=200V,mo=9.1×10-31kg, 3×10 代入上式解得1≈8.69X10-2nm。 v-六-=1.09x10Hz≈2.75×104H. 答案 8.69×10-2nm 9.解析设带电粒子加速后的速度为， 答案(1)1.09×10-im(2)3×108m/s2.75×1011Hz 13.解析)由E。=京E得 根据动能定理可得gU=】 2qU E一 =-0.85eV。 所以vm 由德布罗意波长公式可得 (2)由rn=nr1,得r1=16n1,由圈周运动知识得 h h 2gU 2mgU √2mgU m 所以4子- ke29.0×10×(1.6×10-1") 所以选项C正确。 -J=0.85eV。 32×0.53×10-10 答案C (3)要使处于=2轨道的氢原子电离，照射光的光子能量应能使！10，解析，以速率2发射电子时，O点到两个狭缝的路程差仍为零， 电子从第2能级跃迁到无限远处，爱小频率的电磁波的光子能量} 故()点仍然是亮纹，故A错误，B正确：以速度2发射电子，动量 应为 变为2倍，根据公式入=么知，波长减小为原来的之，根据条纹间 E v=0- 距公式△x= 得≈8.21×1014Hz。 知，条纹间距减小为原来的号，故C正确，D 答案(1)-0.85eV(2)0.85eV(3)8.21×104Hz 错误。 答案BC 课时分层检测（十九） 11.解析设加速电压为U,电子电荷量为e,质量为m,则Ek=U 1.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 本质不同，故A错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子， p ,又力= ,故eU= h 认为实物粒子也具有波动性，故B正确：康普顿效应表明光具有粒！ 2m,可得入√m0对电子来说，加速 子性，即光子不仅具有能量还具有动量，故C错误：根据德布罗意的 电压越高，则入越小，衍射现象越不明显，显微镜分辨本领越强，故 物质波公式=么可知，粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明！ AB错误：电子与质子相比较，质子质量远大于电子质量，在电荷 量和加速电压相同的情况下，质子加速后的波长要比电子小得多， 显，故D错误。 衍射不明显，分辨本领强，故C正确、D错误。 答案C 答案B 2解折光电效应表明光具有“二份一份“的能量，康普领效应说明光2，解析 (1)电子在电场中加速，根据动能定理， 具有动量，均能说明光具有粒子性，A正确：电子束射到晶体上产生 电子动能Ek=eU=之m 的衍射图样说明实物粒子具有波动性，B正确；动量p=√2mEk,因 为质子与电子的质量不同，所以动能相等的质子与电子的动量是不 对应的德布罗意波长入。=上=么 p mv h 同的，根据德布罗意波长公式入= 么可知它们的德布罗意波长不相 联立得入= ≈1.3×101m。 等，C错误；因为电磁波的频率越低，能量值越小，频率越高，能量值 √2m.E√2meeU (2)当电子与固体撞击后，其动能全部失去， 越大，所以低频电磁波的波动性显著，高频电磁波的粒子性显著，D 错误。 其中光子能量Ek=hym,eU=Ek 答案AB 解得X%1.4X1010m: 3.解析 个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波 动性。使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，通过狭缝的 光子数足够多，光子的分布遵循波动规律，则底片上将会显示出衍 一个光子的装大动童pa名≈4.7X10短·m/ 射图样，选项A、C正确。单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底 答案(1)1.3×10-1m 片上不会出现完整的衍射图样，选项B、D错误。 (2)1.4×1010m4.7×10-21kg·m/s 答案AC 课时分层检测（二十） 4,解析通过研究金属的遇止电压与入射光频率的关系，证明爱因斯1解析 卢瑟福通过α粒子的散射现象发现了原子核式结构模型，故 坦光电效应方程的正确性，这句话正确，但是这证明了光的粒子性，： A不符合题意：贝克勃尔最早发现了天然放射现象，故B符合题意： 231