高中物理---粒子的波动性练习

2023-05-10 01:02:30 第一文档网 [ 字体：小中大 ] [

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高中物理：粒子的波动性练习

夯基达标

1.下列哪组现象能说明光具有波粒二象性( )

A.光的色散和光的干涉 B.光的干涉和光的衍射 C.光的反射和光电效应 D.泊松亮斑和光电效应

思路解析：光的色散、光的反射可从波动性与粒子性两方面分别予以理解，故选项A、C错误.光的干涉、衍射现象只说明了光的波动性，选项B错误.泊松亮斑能说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故选项D正确. 答案：D

2.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是( ) A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子

B.光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同样一种波 C.光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的

D.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子的能量E=hν中，频率ν仍表示的是波的特性

思路解析：根据波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，选项A错误.光不同于宏观观念的粒子和波，故选项B错误.光的波动性是光子本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，选项C错误.光子的能量与其对应的能量成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此E=hν揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系，光子说并未否定电磁说，故选项D正确. 答案：D

3.在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是( ) A.弱光衍射实验 B.电子束在晶体上的衍射实验 C.弱光干涉实验 D.以上都不正确

思路解析：根据课本知识我们知道，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验.故B正确. 答案：B

4.试估算质量为1 000 kg的汽车，以10 m/s运动时的德布罗意波的波长.

思路解析：汽车运动时的动量

p=mv=1 000×10 kg·m·s-1=104 kg·m·s-1 根据德布罗意波波长计算公式有：

h6.631034-38

m=6.63×10 m. 4

p10

答案：6.63×10 m

-10

5.金属晶体中晶格大小的数量级为10 m，电子经加速电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图象，则这个加速电场的电压约为多少？

思路解析：当电子运动的德布罗意波波长与晶格大小差不多时，可以得到明显的衍射图样，由此，可以估算加速电场的电压.

设加速电场的电压为U，则电子加速动能Ek=EU,而电子的动量p电子的德布罗意波长

-38

2Ekme

1



hp

h2Ekme

加速电压

h2(6.631034)22

V=1.5×10 V. U1021931

2Ekme2(10)1.6109.110

答案：1.5×10 V

2

6.爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：E=mc,其中c为光在

14

真空中的速度.计算频率为ν=5×10 Hz的光子具有的动量是多少.若一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长λe是多少？

2

思路解析：根据光子说，光子的能量E=hν=mc,故得动量

2

hv6.63103451014-1-27-1

pmckg·m·s=1.1×10 kg·m·s. 8

c310

设电子质量为me,速度为ve,动量为peE,则

pe=meEve,

依题pe=p,则电子的速度大小为

pcp1.110273

m/s=1.2×10 m/s v31

memc9.110

该电子物质波的波长为

h6.631034-7

m=6.0×10 m. e27

pc1.010

答案：1.1×10 kg·m·s 1.2×10 m/s 6.0×10m

走近高考

7.人类对光的本性的认识经历了曲折的过程.下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是( )

A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的 B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性 C.麦克斯韦预言了光是一种电磁波 D.光具有波粒二象性

思路解析：光具有波粒二象性，即既有波动性，又有粒子性.其中波动性是指光是一种电磁波,也是一种概率波，光的干涉、衍射说明光是一种波；光的粒子性是指光可以看作由一份份能量组成的，即光子，但不是牛顿说的“微粒”，其中光电效应说明了光有粒子性.故B、C、D正确答案：BCD

8.在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中

-27-34

原子间距相近，已知中子质量m=1.67×10 kg,普朗克常量h=6.63×10 J·s,可以估算

-10

德布罗意波长λ=1.82×10 m的热中子动能的数量级为( )

-17-18-21-24

A.10 J B.10 J C.10 J D.10 J

思路解析：由德布罗意波波长公式

-27

-1

3

-7

h

得：中子的动量p

2

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