2021学年5 粒子的波动性和量子力学的建立达标测试

第四章　原子结构和波粒二象性

5　粒子的波动性和量子力学的建立

基础过关练

题组一　粒子的波动性

1.(多选)根据物质波的理论,下列说法正确的是(　　)

A.微观粒子有波动性,宏观物体没有波动性

B.微观粒子和宏观物体都具有波动性

C.宏观物体的波动性不易被察觉,因为它的波长太长

D.速度相同的质子和电子,电子的波动性更为明显

2.(2020吉林长春实验中学高二下期中)关于物质的波粒二象性,下列说法中不正确的是(　　)

A.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性

B.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

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

3.(2020河南洛阳高二下期中)下列说法中不正确的是(　　)

A.光电效应现象揭示了光的粒子性

B.德布罗意最先提出了物质波,认为实物粒子也具有波动性

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

D.光波不同于宏观概念中那种连续的波,它是表明大量光子运动规律的一种概率波

4.(2020黑龙江哈尔滨师范大学附属中学高二下测试)下列说法正确的是(　　)

A.阴极射线的本质是高频电磁波

B.只要入射光强度足够大,就会发生光电效应

C.微观粒子也具有波动性,对应的波叫作德布罗意波,其本质为电磁波

D.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此,光子散射后波长变大

5.(2020河北唐山一中高二下期中)一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波长为(　　)

A.　　　　　　　　B.

C.　　　　　　　　D.

题组二　物质波的实验验证

6.(2020辽宁沈阳东北育才学校高中部高考模拟)下列说法中正确的是(　　)

A.光照到某金属上不能发生光电效应,是因为该光波长太短

B.由α粒子散射的实验数据可以估测原子核半径的大小

C.电子束穿过铝箔的衍射实验证实了电子的粒子性

D.原子的能量是不连续的,能级越高越稳定

7.下列关于德布罗意波的认识正确的是(　　)

A.任何一个物体都有一种波和它对应,这就是物质波

B.X光的衍射证实了物质波的假设是正确的

C.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的

D.宏观物体运动时,看不到它的衍射或干涉现象,所以宏观物体不具有波动性

8.(多选)为了观察晶体的原子排列,可以采用下列方法:①用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波的波长很短,能防止发生明显衍射现象,因此电子显微镜的分辨率高);②利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样,进而分析出晶体的原子排列。则下列分析中正确的是(　　)

A.电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多

B.电子显微镜中电子束运动的速度应很小

C.要获得晶体的X射线衍射图样,X射线波长要远小于原子的尺寸

D.中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当

题组三　量子力学的建立和应用

9.(多选)量子力学是描述微观世界物理规律的普遍性理论,极大地推动了人类的进步。下列哪些科学家对量子力学的创立作出了巨大贡献(　　)

A.海森堡　　　　　　　　B.薛定谔

C.狄拉克　　　　　　　　D.牛顿

10.(多选)量子力学的创立给人类的科学、技术和社会形态带来了极其深刻的影响。有关量子力学的应用,下列说法正确的是(　　)

A.量子力学推动了核物理和粒子物理的发展

B.量子力学推动了原子、分子物理和光学的发展

C.量子力学否定了经典力学理论

D.量子力学推动了固体物理的发展

答案全解全析

基础过关练

1.BD　一切运动的物体都有一种波与它相对应,所以宏观物体也具有波动性,选项A错误,选项B正确;物质波的波长与其动量的关系为λ=,因宏观物体的动量较大,所以其德布罗意波长非常短,不易观察到其波动性,选项C错误;速度相同的质子和电子,电子的质量较小,动量较小,物质波的波长较长,故波动性明显,选项D正确。

2.D　光具有波粒二象性,大量光子运动的规律表现出光的波动性,而单个光子的运动表现出光的粒子性。光的波长越长,波动性越明显,光的频率越高,粒子性越明显。而宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性,故选D。

3.C　光电效应现象说明了光是一份一份的,因此揭示了光的粒子性,故A正确;德布罗意最先提出了物质波,他认为实物粒子也具有波动性,而且给出波长与动量的关系为λ=,故B正确;康普顿效应表明光具有粒子性,即光子不仅具有能量还具有动量,故C错误;光波不同于宏观概念中那种连续的波,大量光子表现出波动性,少量光子表现出粒子性,因此它是一种概率波,故D正确。故不正确的选C。

4.D　阴极射线本质是电子流,故A错误;根据光电效应方程Ek=hν-W0可知发生光电效应与入射光的强度无关,与入射光的频率ν有关,故B错误;实物粒子具有波动性,对应的波叫作德布罗意波,与电磁波无关,故C错误;在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,入射光子的动量减小,根据λ=可知光子散射后波长变大,故D正确。

5.A　中子的动量p1=,氘核的动量p2=,对撞后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长为λ3==,故A正确。

6.B　光照到某金属上不能发生光电效应,是因为该光频率太小,波长太长,选项A错误;由α粒子散射的实验数据可以估测原子核半径的大小,选项B正确;电子束穿过铝箔的衍射实验证实了电子的波动性,选项C错误;根据玻尔理论可知,原子的能量是不连续的,能级越高越不稳定,故D错误。

7.C　运动的物体才具有波动性,A项错误;宏观物体运动时动量很大,德布罗意波长太短,所以看不到它的干涉、衍射现象,但仍具有波动性,D项错误;X光是波长极短的电磁波,是光子,它的衍射不能证实物质波的存在,B项错误;只有C项正确。

8.AD　由题目所给信息“电子的物质波的波长很短,能防止发生明显衍射现象”及发生明显衍射现象的条件可知,电子的物质波的波长比原子尺寸小得多,由p=可知它的动量应很大,速度应很大,故A正确,B错误;由题目所给信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生明显衍射现象的条件可知,中子的物质波的波长及X射线的波长与原子尺寸相当,故C错误,D正确。

9.ABC　量子力学是在以玻恩、海森堡、薛定谔、狄拉克和泡利为代表的众多科学家的共同努力下建立起来的;牛顿对经典力学的创立作出了巨大贡献。

10.ABD　量子力学并没有否定经典力学理论,而是在其基础上发展起来的,其余三项都是量子力学的应用。