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

粒子的波动性和量子力学的建立基础练习卷 一、单选题 1．1924年德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。下列关于德布罗意波波长的说法正确的是（　　） A．速度相同的电子与质子，质子的德布罗意波波长较长 B．动量相同的电子与质子，电子的德布罗意波波长较长 C．动能相同的电子与质子，电子的德布罗意波波长较长 D．加速度相同的电子与质子，质子的德布罗意波波长较长 【答案】C 【详解】A．由德布罗意波波长公式得 速度相同的电子与质子，质子质量比电子的大，则电子的德布罗意波波长较长，故A错误； B．动量相同的电子与质子，德布罗意波波长一样，故B错误； C．由动能公式得 则 动能相同的电子与质子，质子质量比电子的大，则电子的德布罗意波波长较长，故C正确； D．加速度相同的电子与质子，与作用时间有关，故无法判断，故D错误。 故选C。 2．在一个世纪前的物理学大发展中，大量的科学发现促进了人们对微观世界的认识，下列叙述中正确的是（　　） A．汤姆孙发现阴极射线在磁场中受力情况与正电荷受力相同 B．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子中心有一个极小的核 C．玻尔根据原子光谱认为电子的可能轨道的分布是连续的 D．德布罗意认为实物粒子只有粒子性，完全不具有波动性 【答案】B 【详解】A．汤姆孙发现阴极射线在磁场中受力情况与正电荷受力相反，故A错误； B．卢瑟福的α粒子散射实验中少数α粒子发生了大角度偏转，表明原子中心有一个极小的核，故B正确； C．玻尔根据原子光谱认为电子的可能轨道的分布是分立、不连续的，故C错误； D．德布罗意认为实物粒子既有粒子性，又具有波动性，即实物粒子具有波粒二象性，故D错误。 故选B。 3．关于光的波粒二象性，下列说法错误的是（    ） A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著 B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著 C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性 D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性 【答案】C 【详解】光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性越强，反之波动性明显，个别光子易显示粒子性，大量光子显示波动性，故ABD正确，C错误。 本题选说法错误的，故选C。 4．有关光的本性，下列说法正确的是（　　） A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的 B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点 C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性 D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性 【答案】D 【详解】A．光既具有粒子性，又具有波动性，波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现，两种性质并不是矛盾和对立的，A错误； B．光是概率波，不同于机械波；光的粒子性也不同于质点，B错误； C．光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，C错误； D．由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，D正确。 故选D。 5．如下列各图所示，粒子以初速度v射入电场或磁场中，其中粒子的德布罗意波长变小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由德布罗意波长公式可知，当实物粒子的动量增大时，由动量公式可知即速度变大时粒子的德布罗意波长会变小。 A选项粒子在电场中受电场力向右，速度减小，故A错误； B选项粒子在电场中受电场力向右，速度增加，故B正确； C选项粒子不受力，速度不变，故C错误； D选项粒子只受洛伦兹力，速度大小不变，故D错误。 故选B。 6．如图所示为电子穿过金属箔片后形成的图样，此现象说明电子具有（　　） A．能量 B．动量 C．波动性 D．粒子性 【答案】C 【详解】该图样为电子的衍射图样，说明电子具有波动性。 故选C。 7．2025年是量子力学诞生一百周年，量子力学已经对多个领域产生了深远影响，包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学，已成为现代科学的重要基石之一，下列与量子力学的奠基性事件有关的说法中正确的是（　　） A．康普顿效应表明光具有波动性 B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．实物粒子不仅具有粒子性而且具有波动性 D．玻尔的原子理论成功解释了所有原子的光谱现象 【答案】C 【详解】A．康普顿效应表明光具有粒子性，故A错误； B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果建立的核式结构模型，并非发现质子和中子，故B错误； C．实物粒子既具有粒子性而且具有波动性（物质波），故C正确； D．玻尔的原子理论仅能解释氢原子的光谱现象，故D错误。 故选C。 8．如图为人们利用量子理论研制的电子显微镜拍摄到的铀酰微晶照片，放大了约1亿倍，这是光学显微镜做不到的。对于量子理论的建立过程，下列说法符合事实的是（　　） A．卢瑟福提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射实验规律 B．爱因斯坦的光子说解释了光电效应实验规律，说明了光具有波动性 C．德布罗意提出了物质波的概念，说明实物粒子具有波动性 D．量子力学认为牛顿力学是错误的 【答案】C 【详解】A．普朗克提出能量子假说，很好地解释了黑体辐射实验规律，故A错误； B．爱因斯坦的光子说解释了光电效应实验规律，说明了光具有粒子性，故B错误； C．德布罗意提出了物质波的概念，说明实物粒子具有波动性，故C正确； D．量子力学认为牛顿力学在宏观、低速的情况下是正确的，故D错误。 故选C。 9．关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．光电效应说明光具有波动性 B．光电效应说明光具有粒子性 C．光电效应说明光既具有波动性又具有粒子性 D．光电效应说明光既不具有波动性也不具有粒子性 【答案】B 【详解】A．光电效应无法用波动性解释（如截止频率的存在），故A错误； B．光电效应中光子能量与频率相关，支持光的粒子性，故B正确； C．单个现象（光电效应）仅体现粒子性，未直接说明波动性，故C错误； D．光电效应明确支持粒子性，故D错误。 故选B。 10．我国预计2027年发射巡天空间望远镜（CSST），与天宫空间站共轨飞行，其设计能记录单个光子到达的时刻与能量，并利用光谱分析重构遥远星系的精细结构。关于遥远星系辐射的星光说法正确的是（　　） A．是一种纵波 B．仅具有粒子性 C．仅具有波动性 D．具有波粒二象性 【答案】D 【详解】A．遥远星系的星光属于电磁波，电磁波的振动方向与传播方向垂直，是横波，不是纵波，故A错误； BCD．光既具有粒子性（如光电效应、光子能量特性）也具有波动性（如干涉、衍射现象），并非仅具有粒子性或波动性，故BC错误，故D正确。 故选D。 二、多选题 11．关于物理学的发现和史实，下列说法正确的是 A．康普顿效应说明光具有粒子性 B．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律 C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想 D．爱因斯坦通过对阴极射线的研究发现了电子 【答案】AC 【详解】A. 康普顿效应说明光具有粒子性，故A正确； B、玻尔的原子模型能够很好的解释氢原子的光谱现象，不能解释所有原子的光谱现象，故B错误； C、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想，故C正确； D、汤姆孙研究阴极射线，最先发现了电子，故D错误； 故选AC． 12．下列有关光的说法中正确的是(　　) A．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B．大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性 C．光有时是波，有时是粒子 D．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量 【答案】BD 【详解】A、光电效应现象中能产生光电子，但不是光子转化为电子，故A错误； B、光的波动性是大量光子表现出来的现象，粒子性是少数粒子具有的性质，故B正确； C、光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性，故C错误； D、康普顿效应表明光子也具有能量和动量，和电子、质子等实物粒子一样，说明了光子具有粒子性，故D正确． 点睛：本题考查光子的波粒二象性，要注意多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目，注意光子不是实物粒子． 13．下列各种波是概率波的是（　　） A．声波 B．无线电波 C．光波 D．水波 【答案】BC 【详解】AD. 声波和水波是机械波，不是概率波，AD错误； B．根据黑体辐射理论，能量子具有波粒二象性，电磁波中的无线电波是一种能量波，即是概率波，B正确； C．光具有波粒二象性，光为概率波，C正确。 故选BC。 14．如图所示，用单色光做双缝干涉实验。P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子（　　） A．一定到达P处 B．一定到达Q处 C．可能到达Q处 D．可能到达P处 E．可能到达O处 【答案】CDE 【详解】干涉条纹中的明暗条纹只能说明光到达该位置的概率大小，单个光子的运动路径是不可预测的。 故选CDE。 15．关于光的粒子性、波动性和波粒二象性，下列说法正确的是（　　） A．光子说的确立完全否定了波动说 B．光电效应说明光具有波动性 C．光的波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象 D．光的波粒二象性才是对光的本性的正确认识 【答案】CD 【详解】AD．光子说的确立，没有完全否定波动说，使人们对光的本性认识更完善，光既有波动性，又有粒子性，光具有波粒二象性，故A错误，D正确； B．光电效应说明光具有粒子性，故B错误； C．波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象，故C正确。 故选CD。 16．下列说法正确的是（　　） A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B．光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量 C．康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量 D．黑体辐射的实验规律说明在微观世界里能量辐射是连续的 【答案】ABC 【详解】A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，选项A正确； B．光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量，选项B正确； C．康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量，选项C正确； D．黑体辐射的实验规律说明宏观世界里能量是量子化的，不连续，选项D错误。 故选ABC。 17．已知某种光的频率为v，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（　　） A．这种光子的波长为 B．这种光子的动量为 C．该光与另一束强度相同、频率为2v的光相遇时可以产生光的干涉现象 D．用该光照射逸出功为W的金属有电子逸出，则电子的最大初动能为 【答案】AD 【详解】A．这种光子的波长为 故A正确； B．光子的动量为 故B错误； C．发生干涉的两束光的必要条件是频率相同，所以该光与另一束强度相同、频率为2v的光相遇时不能产生光的干涉现象，故C错误； D．用该光照射逸出功为W的金属有电子逸出，根据爱因斯坦光电效应方程可知，电子的最大初动能为，故D正确。 故选AD。 18．下列物理现象中，能说明光具有粒子性的是（　　） A．光电效应 B．光的干涉 C．光的偏振 D．康普顿效应 【答案】AD 【详解】AD．光电效应、康普顿效应能说明光具有粒子性，AD正确； BC．光的干涉、光的偏振能说明光具有波动性，BC错误。 故选AD。 19．下列对光的波粒二象性的说法正确的是（　　） A．光子不仅具有能量，也具有动量 B．光的波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性 C．运动的实物粒子也有波动性，波长与粒子动量的关系为λ＝ D．光波和物质波，本质上都是概率波 【答案】ABD 【详解】A．光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项A正确； B．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，选项B正确； C．物质波的波长与粒子动量的关系应为λ＝，选项C错误； D．光波中的光子和物质波中的实物粒子在空间出现的概率满足波动规律，因此二者均为概率波，选项D正确。 故选ABD。 20．下列现象中表明光具有粒子性有（　　） A．光的干涉 B．光的衍射 C．光电效应 D．康普顿效应 【答案】CD 【详解】A．光的干涉表明光具有波动性，故A错误； B．光的衍射表明光具有波动性，故B错误； C．光电效应表明光具有粒子性，故C正确； D．康普顿效应表明光具有粒子性，故D正确。 故选CD。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 粒子的波动性和量子力学的建立基础练习卷 一、单选题 1．1924年德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。下列关于德布罗意波波长的说法正确的是（　　） A．速度相同的电子与质子，质子的德布罗意波波长较长 B．动量相同的电子与质子，电子的德布罗意波波长较长 C．动能相同的电子与质子，电子的德布罗意波波长较长 D．加速度相同的电子与质子，质子的德布罗意波波长较长 2．在一个世纪前的物理学大发展中，大量的科学发现促进了人们对微观世界的认识，下列叙述中正确的是（　　） A．汤姆孙发现阴极射线在磁场中受力情况与正电荷受力相同 B．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子中心有一个极小的核 C．玻尔根据原子光谱认为电子的可能轨道的分布是连续的 D．德布罗意认为实物粒子只有粒子性，完全不具有波动性 3．关于光的波粒二象性，下列说法错误的是（    ） A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著 B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著 C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性 D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性 4．有关光的本性，下列说法正确的是（　　） A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的 B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点 C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性 D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性 5．如下列各图所示，粒子以初速度v射入电场或磁场中，其中粒子的德布罗意波长变小的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示为电子穿过金属箔片后形成的图样，此现象说明电子具有（　　） A．能量 B．动量 C．波动性 D．粒子性 7．2025年是量子力学诞生一百周年，量子力学已经对多个领域产生了深远影响，包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学，已成为现代科学的重要基石之一，下列与量子力学的奠基性事件有关的说法中正确的是（　　） A．康普顿效应表明光具有波动性 B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．实物粒子不仅具有粒子性而且具有波动性 D．玻尔的原子理论成功解释了所有原子的光谱现象 8．如图为人们利用量子理论研制的电子显微镜拍摄到的铀酰微晶照片，放大了约1亿倍，这是光学显微镜做不到的。对于量子理论的建立过程，下列说法符合事实的是（　　） A．卢瑟福提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射实验规律 B．爱因斯坦的光子说解释了光电效应实验规律，说明了光具有波动性 C．德布罗意提出了物质波的概念，说明实物粒子具有波动性 D．量子力学认为牛顿力学是错误的 9．关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．光电效应说明光具有波动性 B．光电效应说明光具有粒子性 C．光电效应说明光既具有波动性又具有粒子性 D．光电效应说明光既不具有波动性也不具有粒子性 10．我国预计2027年发射巡天空间望远镜（CSST），与天宫空间站共轨飞行，其设计能记录单个光子到达的时刻与能量，并利用光谱分析重构遥远星系的精细结构。关于遥远星系辐射的星光说法正确的是（　　） A．是一种纵波 B．仅具有粒子性 C．仅具有波动性 D．具有波粒二象性 二、多选题 11．关于物理学的发现和史实，下列说法正确的是 A．康普顿效应说明光具有粒子性 B．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律 C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想 D．爱因斯坦通过对阴极射线的研究发现了电子 12．下列有关光的说法中正确的是(　　) A．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B．大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性 C．光有时是波，有时是粒子 D．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量 13．下列各种波是概率波的是（　　） A．声波 B．无线电波 C．光波 D．水波 14．如图所示，用单色光做双缝干涉实验。P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子（　　） A．一定到达P处 B．一定到达Q处 C．可能到达Q处 D．可能到达P处 E．可能到达O处 15．关于光的粒子性、波动性和波粒二象性，下列说法正确的是（　　） A．光子说的确立完全否定了波动说 B．光电效应说明光具有波动性 C．光的波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象 D．光的波粒二象性才是对光的本性的正确认识 16．下列说法正确的是（　　） A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B．光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量 C．康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量 D．黑体辐射的实验规律说明在微观世界里能量辐射是连续的 17．已知某种光的频率为v，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（　　） A．这种光子的波长为 B．这种光子的动量为 C．该光与另一束强度相同、频率为2v的光相遇时可以产生光的干涉现象 D．用该光照射逸出功为W的金属有电子逸出，则电子的最大初动能为 18．下列物理现象中，能说明光具有粒子性的是（　　） A．光电效应 B．光的干涉 C．光的偏振 D．康普顿效应 19．下列对光的波粒二象性的说法正确的是（　　） A．光子不仅具有能量，也具有动量 B．光的波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性 C．运动的实物粒子也有波动性，波长与粒子动量的关系为λ＝ D．光波和物质波，本质上都是概率波 20．下列现象中表明光具有粒子性有（　　） A．光的干涉 B．光的衍射 C．光电效应 D．康普顿效应 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $