高中物理第2节 实物粒子的波粒二象性同步测试题

6.2实物粒子的波粒二象性同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的频率为ν，碰撞后的频率为ν′，则碰撞过程中（　　）

A．能量守恒，动量守恒，且ν＝ν′ B．能量不守恒，动量不守恒，且ν＝ν′

C．能量守恒，动量守恒，且ν＜ν′ D．能量守恒，动量守恒，且ν＞ν′

2．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．大量光子的行为表现出光的波动性，而少量光子的行为表现出光的粒子性

C．光的波长越长，粒子性越明显，光的频率越高，波动性越明显

D．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

3．下列对物理知识的理解正确的有（　　）

A．射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住

B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

C．放射性元素钋的半衰期为138天，的钋经276天，已发生衰变的质量为

D．质子、中子、粒子的质量分别为、、，两个质子和两个中子结合成一个粒子释放的能量是

4．下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是(　　)

A．光的色散和光的干涉 B．光的干涉和光的衍射

C．泊松亮斑和光电效应 D．光的反射和光电效应

5．关于量子化和物质的波粒二象性，下列说法正确的是（       ）

A．爱因斯坦在研究黑体辐射时，为了解释黑体辐射的实验规律，提出了能量量子化

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．只有光子具有波粒二象性，运动的微粒不具有波粒二象性

D．光电效应和康普顿效应均揭示了光子具有动量

6．下列说法正确的是(  )

A．电子的衍射现象说明实物粒子的波动性

B．的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短

C．原子核内部某个质子转变为中子时,放出射线

D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增加,电势能增加

7．下列叙述正确的是（     ）

A．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元

B．康普顿效应表明光子具有能量

C．牛顿运动定律至适用于宏观低速物体，动量守恒定律只能适用于微观高速物体的碰撞

D．汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构

8．下列说法错误的是（　　）

A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布，与黑体的温度无关

B．德布罗意提出了实物粒子也具有波动性的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想

C．用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光越强，单位时间发出的光电子数越多

D．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性

9．波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（　　）

A．光电效应现象揭示了光的波动性

B．康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面

C．黑体辐射的强度与温度无关

D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等

10．1924年德布罗意提出实物粒子（例如电子）也具有波动性。以下不能支持这一观点的物理事实是（　　）

A．利用晶体可以观测到电子束的衍射图样

B．电子束通过双缝后可以形成干涉图样

C．用紫外线照射某金属板时有电子逸出

D．电子显微镜因减小衍射现象的影响而具有更高的分辨本领

11．以下说法中正确的是（　　）

A．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定

B．实物粒子不具有波动性，因为实物粒子没有对应的波长

C．波长长的光波动性较强，大量光子容易显示粒子性

D．光波不是概率波，物质波是概率波

12．下列说法错误的是（　　）

A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程

B．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律

C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型

D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长

13．下列说法正确的是(    )

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

B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引入了量子理论

C．光电效应现象说明光具有波动性

D．在黑体辐射中随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都会增加;另一方面辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

14．已知普朗克常量h = 6.63 × 10 - 34Js，电子的质量约为9.1 × 10 - 31kg，一个电子和一个直径为4μm的油滴具有相同的动能，则电子与水滴的德布罗意波长之比的数量级为（     ）

A． B． C． D．

15．下列说法中正确的是（　　）

A．物质波与机械波本质是一样的

B．任何微观粒子才具有波动性

C．德布罗意认为任何一个物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波

D．宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性

二、填空题（共4题）

16．从人类第一次使用光来驱赶自然界的黑暗以来，许多研究物理学的巨匠都怀着极大的兴趣去研究光，研究光是什么．牛顿认为光具有粒子的性质，惠更斯提出光的波动说，请你按人类对光的认识过程进行排序____________．

A．爱因斯坦提出光子说       B．托马斯·杨在实验中成功地观察到光的干涉现象

C．麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波       D．伦琴发现X射线

17．推动了固体物理的发展：

人们了解了固体中电子运行的规律，并弄清了为什么固体有_______、绝缘体和半导体之分。

18．(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是(       )

A．

B．

C．

D．

(2)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．

(3)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.

19．A、B两种光子的能量之比为2：1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB，A、B两种光子的动量之比为___________，该金属的逸出功为___________。

三、综合题（共4题）

20．德布罗意提出的物质波的含义是什么？有哪些实验证实了微观粒子具有波动性？

21．在生活中我们会拍很多照片，通常我们都认为，这是由人和景物发出或反射的光波经过照相机的镜头聚焦在底片上形成的。实际上照片上的图像也是由光子撞击底片，使上面的感光材料发生化学反应形成的。图是用不同曝光量洗印的照片，请你根据自己对光的理解做出说明。

22．射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度的大小所对应的德布罗意波长来做定性说明。

23．如图所示，阴极材料由铝制成，铝的逸出功为。现用波长为的光照射铝的表面，使之产生光电效应。已知电子的电荷量为，普朗克常量为，真空中的光速为。

（1）求波长为的光的光子的动量；

（2）求铝的极限频率；

（3）电压表示数至少为多大时电流表示数才为零。

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．C

5．B

6．A

7．A

8．A

9．B

10．C

11．A

12．D

13．B

14．D

15．C

16．BCDA

17．导体

18．     (1)A     (2)           (3)     

19．     2：1     EA﹣2EB

20．

德布罗意提出的物质波的含义是指运动的物体也具有波动性；电子的衍射以及电子的干涉现象可以证实微观粒子具有波动性。

21．

光波是一种概率波，在照片中有些地方光子出现的概率大，有些地方光子出现的概率小。在曝光量很小的情况下，在照片上出现的是一些随机分布的光点，随着曝光量的增大，图像逐渐呈现出一定的规律性，整体逐渐清晰起来。

22．

不会。因为现实情况下子弹的德布罗意波长远比宏观物体的尺度小得多，根本无法观察到它的波动性，忽略它的波动性也不会引起大的偏差，所以不会“失准”。

23．（1） ；(2) ；（3）