高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 实物粒子的波粒二象性同步训练题

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．下列说法正确的是（　　）

A．动量大的光子通过双缝干涉装置得到的干涉条纹间距比动量小的光子通过同一装置得到的干涉条纹间距小

B．频率高的机械横波在介质中的传播速度比频率低的机械横波在同一介质中的传播速度大

C．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度

D．在发生光电效应的情况下，如果照射光的频率越高，则逸出功越大。

2．关于光的波粒二象性，下列说法正确的是（　　）

A．光的频率越高，光的能量越大，粒子性越明显

B．光的波长越长，光的能量越大，波动性越明显

C．频率高的光只具有粒子性，不具有波动性

D．无线电波只具有波动性，不具有粒子性

3．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是

A．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性

B．个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性

C．能量较大的光子其波动性越显著

D．光波频率越高，粒子性越明显

4．下列说法中正确的是（       ）

A．加速度是采用比值定义法定义 B．牛顿属于国际制中的基本单位

C．光电效应说明光具有波动性 D．康普顿效应说明光具有动量

5．在人类对波粒二象性的认识过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念

B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说

C．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想

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长

6．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．康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量

D．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子

7．下列说法中正确的是（　　）

A．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

B．康普顿效应说明光子既有能量又有动量

C．光是高速运动的微观粒子，单个光子不具有波粒二象性

D．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动

8．关于近代物理知识，下列判断正确的是（　　）

A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量可能小于该原子核的结合能

C．如果一个质子和一个中子的德布罗意波长相等，那么它们的总能量相同

D．康普顿效应表明光子不仅具有能量，而且具有动量

9．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（　　）

A．查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了质子

B．德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性

C．居里夫妇发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构

D．汤姆孙通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

10．德布罗意提出实物粒子具有波动性，与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，其波长与粒子的动量存在某种关系。从静止开始先后经同一加速电场加速后的氘核和粒子的德布罗意波波长之比为（　　）

A． B． C． D．

11．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

12．关于粒子的波动性，下列说法正确的是（　　）

A．实物粒子具有波动性，仅是一种理论假设，无法通过实验验证

B．实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越大

C．只有带电的实物粒子才具有波动性，不带电的粒子没有波动性

D．实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短

13．下列说法中正确的是

A．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的

B．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性

C．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波

D．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射

14．现代物理学以相对论和量子力学为基础，它的研究范围涵盖了从基本粒子到宇宙天体的各个领域，形成了许多分支学科和边缘学科。下列说法正确的是（　　）

A．汤姆孙首先发现了电子

B．若入射光的频率和强度不变，增大光电管两极所加正向电压，饱和电流增加

C．在康普顿效应中，入射光子与晶体中的电子碰撞，有些光子散射后的波长变短

D．结合能越大，原子核越稳定

15．如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光从圆弧面射入半圆形玻璃砖，入射方向对准玻璃砖圆心O点，入射角为θ1时，a光恰好发生全反射，b光恰好能以折射角θ2从直径边界射出。下列说法正确的是（　　）

A．a光比b光更容易发生衍射现象

B．a光光子的动量小于b光光子的动量

C．在该玻璃中，a、b单色光传播速度之比为

D．在同一双缝干涉实验装置中，单色光a的条纹间距小于单色光b的条纹间距

二、填空题（共4题）

16．实验探究思路：_______、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生_______或衍射现象。

17．粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间的关系：_______，_______。

18．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________．

19．如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角．

(1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．

(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．

(3)光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有________(填“粒子性”或“波动性”)．甲图中金属片张开是因为验电器带________(填“正”或“负”)电，若改用强度较弱的紫外线照射锌板________(填“能”或“不能”)使金属片张开；乙图中ν1________ν(填“>”、“<”或“＝”)．

三、综合题（共4题）

20．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量。已知某种紫光的波长是440nm，若将电子加速，使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的10－4倍。

（1）求电子的动量大小；

（2）试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系。

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．小玲同学认为，光波和声波都具有波动性，只不过光波的频率高，波长较短、对此，你认同她的观点吗？为什么？

23．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：，其中c为真空中光速。已知某单色光的频率为，波长为λ，该单色光光子的能量，其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量；

参考答案：

1．A

2．A

3．C

4．D

5．A

6．A

7．B

8．D

9．B

10．D

11．C

12．D

13．C

14．A

15．D

16．     干涉     波动性

17．         

18．

19．     减小     无     粒子性     正     能     >

20．（1）1.5×10－23kg·m/s；（2）

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．不认同；

光波是电磁波，声波是机械波，本质不同，光波有波粒二象性，声波只能体现波动性，所以不认同她的观点。

23．

光子的能量为 

E=mc2

根据光子说有

光子的动量

p=mc

可得