高中物理选修35同步练习试题解析173附解析答案.docx
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高中物理选修35同步练习试题解析173附解析答案
高中物理选修3-5同步练习试题解析
粒子的波动性
1.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
解析:
牛顿的“微粒说”认为光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀的介质中以一定的速度传播;爱因斯坦的光子说认为光是一种电磁波,在空间传播时是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,故本质是不同的,A错。
答案:
B、C、D
2.能说明光具有波粒二象性的实验是( )
A.光的干涉和衍射
B.光的干涉和光电效应
C.光的衍射和康普顿效应
D.光电效应和康普顿效应
解析:
光的干涉和光的衍射只说明光具有波动性,光电效应和康普顿效应只说明光具有粒子性,B、C正确。
答案:
B、C
3.关于光的本性,下列说法中正确的是( )
A.光子说并没有否定光的电磁说
B.光电效应现象反映了光的粒子性
C.光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说提出来的
D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性,个别光子产生的效果往往显示出波动性
解析:
光既有粒子性,又有波动性,但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说,它体现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律,而是自身体现的一种微观世界特有的规律。
光子说和电磁说各自能解释光特有的现象,两者构成一个统一的整体,而微粒说和波动说是相互对立的。
答案:
A、B
4.下列关于光的波粒二象性的说法中,正确的是( )
A.有的光是波,有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子
C.光的波长越长,其波动性越明显;波长越短,其粒子性越显著
D.大量光子的行为往往显示出粒子性
解析:
一切光都具有波粒二象性,光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性,光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性,所以,不能说有的光是波,有的光是粒子。
虽然光子与电子都是微观粒子,都具有波粒二象性,但电子是实物粒子,有静止质量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物形式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,所以,不能说光子与电子是同样的一种粒子。
光的波粒二象性的理论和实验表明,大量光子的行为表现出波动性,个别光子的行为表现出粒子性,光的波长越长,衍射性越好,即波动性越显著,光的波长越短,其光子能量越大,个别或少数光子的作用就足以引起接收装置的反应,所以其粒子性就很显著,故选项C正确。
A、B、D错误。
答案:
C
5.关于物质波,下列说法中正确的是( )
A.速度相等的电子和质子,电子的波长大
B.动能相等的电子和质子,电子的波长小
C.动量相等的电子和中子,中子的波长小
D.甲电子速度是乙电子的3倍,甲电子的波长也是乙电子的3倍
解析:
由λ=
可知,动量大的波长小。
电子与质子的速度相等时,电子动量小,波长长。
电子与质子动能相等时,由动量与动能的关系式:
p=
可知,电子的动量小,波长长。
动量相等的电子和中子,其波长应相等。
如果甲、乙两电子的速度远小于光速,甲的速度是乙的三倍,甲的动量也是乙的三倍,则甲的波长应是乙的
。
答案:
A
6.已知α粒子的质量mα=6.64×10-27kg,速度v=3×107m/s,要观察到α粒子明显的衍射现象,障碍物的尺寸约为( )
A.3.3×10-10m
B.3.3×10-12m
C.3.3×10-15m
D.3.3×10-18m
解析:
根据德布罗意假说λ=
=
=
m≈3.3×10-15m。
要观察到明显的衍射现象,障碍物的尺寸与波长差不多,C正确。
答案:
C
7.下列关于光的波粒二象性的说法中,正确的是( )
A.光显示粒子性时是分立而不连续的,无波动性;光显示波动性时是连续而不分立的,无粒子性
B.光的频率越高,其粒子性越明显;光的频率越低,其波动性越明显
C.光的波动性可以看作是大量光子运动的规律
D.伦琴射线比可见光更容易发生光电效应,而更不容易产生干涉、衍射等物理现象
解析:
我们既不能把光看成宏观现象中的波,也不能把光看成宏观现象中的粒子,光既具有波动性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性,选项A错误;光的波动性和粒子性都与光的频率有关,随着频率的增大,波动性减弱而粒子性增强,选项B正确;大量光子表现出波动性,少量光子则表现出粒子性,选项C正确;伦琴射线的频率比可见光高,在真空中、空气中或在同一种介质中的伦琴射线的波长比可见光短,因而更容易发生光电效应而更不容易观察到干涉和衍射现象,选项D正确。