物理自主訓練第十七章粒子的波動性

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精自主廣場我夯基我達標1.下列哪組現(xiàn)象能說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。光的反射和光電效應D。泊松亮斑和光電效應思路解析：光的色散、光的反射可從波動性與粒子性兩方面分別予以理解,故A、C選項錯誤.光的干涉、衍射現(xiàn)象只說明了光的波動性，B選項錯誤.泊松亮斑能說明光具有波動性，光電效應說明具有粒子性，故D選項正確。答案：D2.對光的認識，下列說法正確的是（）A。個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B.光的波動性是光子本身的一種屬性,不是光子之間的相互作用引起的C。光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性，光表現(xiàn)出粒子時，就不再具有波動性D.光的波粒二象性應理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外的某種場合下,光的粒子性表現(xiàn)得明顯思路解析:本題考查的是光的波粒二象性,光是一種概率波,少量光子的行為往往易顯出粒子性，而大量光子的行為往往顯示出其波動性，A選項正確。光的波動性不是由于光子之間的相互作用引起的，而是光的一種屬性，這已被弱光照射雙縫后在膠片上的感光實驗所證實，B選項正確。粒子性和波動性是光同時具備的兩種屬性，C選項錯誤,D選項正確.答案：ABD3。下列說法正確的是（）A。光的波粒二象性學說就是牛頓的微粒說加上惠更斯的波動說組成的B.光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋電磁理論C。光子說并沒有否定電磁說，在光子的能量E=hν中，ν（頻率)就是波的特征量D.光波不同于宏觀觀念中的那種連續(xù)的波，它是表明大量光子運動規(guī)律的一種概率波思路解析：光的波粒二象性認為光是一份一份的光子構成的，光子是一種沒有靜止質量的能量團，與牛頓的微粒說中的實物粒子有本質區(qū)別;光同時還是一種概率波，可以用波動規(guī)律來解釋,但與惠更斯的波動說中的光是一種機械波有本質區(qū)別，因而A錯而D對。在光的波粒二象性中，光子能量E=hν中，ν表示了波的特征,因而并沒有否定麥克斯韋的電磁說，B錯C對.答案：CD4.對于光的波粒二象性的說法中，正確的是(）A.一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同一種粒子，光波與機械波是同樣一種波C.光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的D。光是一種波，同時也是一種粒子，光子說并未否定電磁說，在光子的能量E=hν中，頻率ν仍表示的是波的特性思路解析：根據(jù)波粒二象性,光同時具有波動性和粒子性，A選項錯誤.不同于宏觀觀念的粒子和波，故B選項錯誤.光的波動性是光子本身固有的性質，不是光子之間相互作用引起的,C選項錯誤。光子的能量與其對應的能量成正比，而頻率是反映波動特征的物理量,因此E=hν揭示了光的粒子性和波動性之間的密切聯(lián)系，光子說并未否定電磁說，故D選項正確。答案：D5.關于光的波粒二象性，下列說法正確的是（）A。光的粒子性說明每個光子就像一個極小的球體B。光是波，與橡皮繩上的波相似C。光的波動性是大量光子運動規(guī)律的表現(xiàn),在干涉條紋中,那些光強度大的地方，光子到達的概率大D。在宏觀世界中波動性和粒子性是對立的，在微觀世界是可以統(tǒng)一的思路解析：由于波動性和粒子性是光同時具有的兩種屬性,故不同于宏觀觀念中的波和粒子，故A、B選項錯誤。在干涉實驗中，光強度大的地方，即為光子到達概率大的地方，表現(xiàn)為亮紋，光強度小的地方，即為光子到達概率小的地方，表現(xiàn)為暗紋,故C選項正確.在宏觀世界中,牛頓的“微粒說"與惠更斯“波動說”是相互對立的，只有在微觀世界中，波動性與粒子性才能統(tǒng)一，故D選項正確.答案：CD6。用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應,現(xiàn)將該單色光的光強減弱，則（)A。光子的最大初動能不變B.光電子的最大初動能減少C。單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少D.可能不發(fā)生光電效應思路解析：最大初動能Ek=hν-W（W為逸出功)知，Ek僅與單色光頻率相關,故A項正確，B項錯誤。照射光光強減弱，即單位時間內(nèi)光子數(shù)減少,因而打出的光子也減少，故C項正確.只要照射光頻率大于極限頻率，就一定發(fā)生光電效應，D項錯誤.答案：AC7.試估算質量為1000kg的汽車以10m/s運動時的德布羅意波。思路解析：汽車運動時的動量p=mv=1000×10kg·m/s=104根據(jù)德布羅意波波長計算公式有：λ=m=6。63×10—38m。答案:6。63×10—388.在歷史上，最早證明了德布羅意波存在的實驗是(）A。弱光衍射實驗B。電子束在晶體上的衍射實驗C.弱光干涉實驗D。以上都不正確思路解析：根據(jù)課本知識,我們知道，最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射實驗。故B正確.答案:B9。電子顯微鏡的最高分辨率高達0。2nm，如果有人制造出質子顯微鏡，在加速到相同速度的情況下,質子顯微鏡的最高分辨率將（）A。小于0.2nmB.大于0。2nmC。等于0。2nmD.以上說法均不正確思路解析：電子顯微鏡是以利用電子的波動性為工作原理，其分辨率與電子的德布羅意波波長成反比，物質波的波長與實物粒子的動量有關，即λ=.在同樣速度的情況下，由于質子的質量大,故其物質波波長短，質子顯微鏡的分辨率要高于電子顯微鏡的分辨率.答案：A我綜合我發(fā)展10.下列敘述正確的是(）A.在其他條件相同時,光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越容易看到B。頻率越高的光粒子性越顯著，頻率越低的光波動性越顯著C。大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性D。如果讓光子一個一個地通過狹縫，它們將嚴格按照相同的軌道方向做極有規(guī)則的勻速直線運動思路解析:因為光是一種電磁波，光的頻率越高。波長越短，發(fā)生干涉、衍射的條件越不易滿足，故不易看到衍射現(xiàn)象，A錯。頻率越高的光,波長越短,其波動性越弱,而粒子性越強；相反，頻率越低的光，波長越長，其波動性越強，粒子性越弱，故B正確.由雙縫干涉實驗結論知，C是正確的。若讓光子一個一個地通過狹縫，則點的分布是無規(guī)則的，說明光子的運動跟我們宏觀假設的質點運動不同，沒有一定的軌道，所以D錯,故正確選項為B、C答案：BC11。關于光的波粒二象性,正確的說法是（）A.光的頻率愈高，光子的能量愈大,粒子性愈顯著B。光的波長愈長,光子的能量愈小，波動性愈明顯C.頻率高的光子不具有波動性，波長較長的光子不具有粒子性D。個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動性思路解析：干涉、衍射現(xiàn)象表明光具有波動性，光電效應現(xiàn)象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性,但波長越長，頻率越低的光波，干涉和衍射愈容易發(fā)生，波動性越顯著；頻率越高，光子的能量越大，愈容易發(fā)生光電效應，粒子性愈顯著，故選項A、B正確，選項C錯誤.讓光子一個一個地通過雙縫，曝光時間短時，底片上呈現(xiàn)不規(guī)則分布的點子,當時間長時，底片上呈現(xiàn)清晰的干涉條紋，這個實驗表明，個別光子的行為顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果顯示波動性，故選項D正確.答案：ABD12.金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級為10—10m思路解析：當電子運動的德布羅意波波長與晶格大小差不多時，可以得到明顯的衍射圖樣，由此，可以估算加速電場的電壓.設加速電場的電壓為U，則電子加速動能Ek=eU,而電子的動量p=電子的德布羅意波長λ=加速電壓U=V=1。5×102V。答案：1。5×102V13。愛因斯坦的相對論指出，物體的能量和質量之間存在一個定量關系：E=mc2，其中c為光在真空中的速度.計算頻率為ν=5×1014Hz？光子具有的動量是多少？若一電子的動量與該光子相同,該電子的運動速度是多少?該電子物質波的波長λe是多少?思路解析：根據(jù)光子說，光子的能量E=hν=mc2，故得動量p=mc=kg·m/s=1。1×10-27kg·m/s。設電子質量為me，速度為ve，動量為pe，則pe=meve依題pe=p則電子的速度大小為v=m/s=1.2×103m該電子物質波的波長為λe==6.0×10-7m。答案：1.1×10-27kg·m/s1.2×10314。光具有波粒二象性，光子的能量E=hν，其中頻率表征波的特征，在愛因斯坦提出光子說之后，法國物理學家德布羅意提出了光子動量p與光波波長λ的關系為：p=。若某激光管以PW=60W的功率發(fā)射波長λ=6.63×10—7m的光束，試根據(jù)上述理論計算:（1）激光管在1s內(nèi)發(fā)射出多少個光子？（2）若光束全部被某黑體表面吸收，那么該黑板表面所受到光束對它的作用力F為多大？思路解析：(1)設在時間Δt內(nèi)發(fā)射出的光子數(shù)為n，光子頻率為ν,每一個光子的能量E=hν，則PW=，又ν=，則n=，將Δt=