高中物理选修35《173粒子的波动性》同步练习卷及答案解析.docx

1、高中物理选修35173粒子的波动性同步练习卷及答案解析2020年高中物理选修3-517.3粒子的波动性同步练习卷一选择题（共20小题）1关于光的波粒二象性及物质波，下列说法正确的是（）A光子的动量和波长成反比 B康普顿效应说明光具有波动性 C光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性也一定明显 D电子显微镜利用电子束达到微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较长2关于光的本性，下列说法中正确的是（）A关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性 B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也

2、可以看成微观概念上的粒子 C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 D光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来3下列哪一组实验能说明光具有波粒二像性（）A光的双缝干涉和光的单缝衍射现象 B泊松亮斑和光电效应现象 C光的反射和光的薄膜干涉现象 D光电效应和光的直进现象4关于光的波粒二象性，以下说法正确的是（）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射线具有显著的粒子性，而不具有波动性 D光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著5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

3、有波粒二象性 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宏观物体的运动有特定的轨道，所以宏观物体不具有波粒二象性 D康普顿效应说明了光具有粒子性6说明光具有波动性的现象是（）A光电效应 B光的反射 C光的衍射 D康普顿效应7下列有关光的说法正确的是。（）A光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性 C光有时是波，有时是粒子 D康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量8关于波粒二象性，下面的陈述正确的是（）光是高速运动的微观粒子，每一个光子都具有波粒二象性 光在宏观现象中具有波动性，在微观现象

4、中具有粒子性 大量光子的行为表现出波动性，个别光子表现出粒子性 光的波粒二象性中的“波”，是指光子在空间各点出现的可能机会（概率），可用波动规律来描述 光波是一种概率波 光子运动的行为具有不确定性。A B C D9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光波频率越高，粒子性越明显 C能量较大的光子其波动性越显著 D个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性10下列说法中正确的是（）A电磁波中最容易发生干涉和衍射现象的是射线 B少数光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性 C吸收光谱中有许多暗线，是由于高温物体中缺少相应

5、的元素 D在电磁波谱中，X射线与射线有很大一部分重叠区域，因此二者产生的机理应该是一样的11波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有（）A光电效应现象揭示了光的粒子性 B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有粒子性 C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等12下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法不正确的是（）A大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性 B光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性 C光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性 D频率越大的光其粒子性越显著，频率越小

6、的光其波动性越显著13场致发射显微镜的构造如图所示：一根尖端直径约为100nm的针，位于真空玻璃球泡的中心，球的内表面涂有荧光材料导电膜，在膜与针之间加上如图所示的高电压，使针尖附近的电场高达4109V/m，电子就被从针尖表面拉出并加速到达涂层，引起荧光材料发光。这样，在荧光屏上就看到了针尖的某种像（针尖表面的发射率图象），如分辨率足够高，还可以分辨出针尖端个别原子的位置。但由于电子波的衍射，会使像模糊影响分辨率。将电极方向互换，并在玻璃泡中充进氦气，则有氦离子产生打到荧光屏上，可使分辨率提高。以下判断正确的是（）A氦原子变成氦离子是在导电膜附近发生的 B电子从针尖到导电膜做匀加速运动 C电子

7、或氦离子的撞击使荧光材料的原子跃迁到了激发态 D分辨率提高是因为氦离子的德布罗意波长比电子的长14在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子设正、负电子的质量在对撞前均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则对撞后转化成光子的波长等于（）A B C D15德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H+和二价镁离子Mg2+，已知氢离子与镁离子质量比为1：24，求加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波的波长之比为（）A1：4 B C4：1 D16美国科研人员2016年2月11日宣布，他

8、们利用激光干涉引力波天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前所做的猜测在爱因斯坦的描述中，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害当有质量的两物体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪这种“时空扰动”以波（涟漪）的形式向外传播，这就是“引力波”其实只要有质量的物体加速运动就会产生引力波，不同方式产生的引力波的波长是不一样的引力波是以光速传播的时空扰动，是横波引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘

9、根据上述材料做下列推断，其中一定错误的是（）A引力波应该只能在真空中传播 B引力波应该携带波源的信息 C引力波应该有偏振现象 D引力波应该不容易被探测到172014年诺贝尔物理学奖授予3名日本出生的科学家，表彰其发明蓝光二极管LED的贡献，被誉为“点亮整个21世纪”某公司引进这项技术，2014年淘宝年销量第一，成为新材料行业的领跑者下列说法错误的是（）A蓝光LED在外界电压驱动下，PN结的能级从基态跃迁到激发态，再从激发态返回基态时辐射出蓝光 B光的颜色由频率决定，光子的能量与频率成正比 C淘宝购买的LED元件，利用多用表测得其正向电阻很小，质量可能很好 D淘宝购买的LED元件，用一节干电池接

10、在其两端，发现不发光，质量一定很差18现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近已知中子质量m1.671027 kg，可以估算德布罗意波长1.821010 m的热中子动能的数量级为（）A1017 J B1019 J C1021 J D1024 J19有以下说法，正确的是（）A根据粒子散射实验数据可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径 B卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成 C光电效应提示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性 D物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动20黑体辐射的实验规律如图所示，下列

11、关于黑体辐射说法正确的是（）A黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除去与温度有关外，还和黑体的材料及表面状态有关 B随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小 C温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念二多选题（共5小题）21下列说法正确的是（）A光是一种电磁波 B光是一种概率波 C光子相当于高速运动的质点 D光的直线传播只是宏观近似规律22关于光的本性，下列说法中正确的是（）A光电效应反映光的粒子性 B光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 C光子的能量与光的频率成正比 D光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子23现代

12、物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是（）A一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子的数目就越多 B在白光下观察竖直放置的肥皂膜，呈现彩色条纹的干涉现象 C阳光通过三棱镜形成彩色光带 D人们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原子间距大致相同24下列说法中正确的是（）A医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速。这一技术应用了多普勒效应 B2008年5月12日14时28分，四川汶川县发生8.0级强烈地震，造成重大人员财产损失，地震波是机械波

13、，地震波中既有横波也有纵波 C光的波粒二象性说明：光既和宏观中波的运动相同，又与宏观中粒子的运动相同 D在传播过程中，手机所用的微波比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物学25美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前所做的猜测。在爱因斯坦的描述中，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害。当有质量的两物体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪这种“时空扰动”以波（涟漪）的形式向外传播，这就是“引力波”。其实只要有质量的物体加速运动就会产生引力波，不同方式产生的引

14、力波的波长是不一样的。引力波是以光速传播的时空扰动，是横波。引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的。引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘。根据上述材料做下列推断，下面说法正确的是（）A引力波传播需要介质 B引力波不可能携带波源的信息 C引力波会有干涉现象 D引力波的振动方向与传播方向垂直三填空题（共10小题）26现代物理学认为：光 一种电磁波，光 一种粒子（以上两空选填“是”或“不是”）。红光和紫光比较，波长较长的是红光，频率较大的是 光， 光的光子能量较大。27人们通过光的干涉或衍射现象认识到光具有

15、性；又通过 现象认识到光具有粒子性，总之，目前人们认为光具有波粒二象性。28人类在对光的本性认识过程中，通过 实验现象认识到光是一种波动；通过 实验现象认识到光也具有粒子性。目前人类认为光的本性是 。29光具有波粒二象性，通常个别光子表现出 性，大量光子表现出 性（填“粒子性”或“波动性”）30对光的本性的认识，17世纪才明确地形成了两种学说，一种是 主张的微粒说，另一种是 提出的波动说19世纪60年代， 提出了光的电磁说20世纪初 提出了光子说现在人们认识到光既具有波动性，又具有粒子性31光具有波粒二象性，个别光子往往表现出 性，大量光子表现出 性，高频率的光子表现出来的是 性较强，低频率光

16、子表现出来的 性较强32光的 和 现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有 性当入射光的频率 （选填“高于”、“等于”或“低于”）金属的极限频率时，不能发生光电效应33从人类第一次使用光来驱赶自然界的黑暗以来，许多研究物理科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托马斯扬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射线光究竟是什么？今天你的认识是 。34黑体辐射电磁波时，随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长电磁波的本领都 （填“增强”或“减

17、弱”），另一方面辐射本领的最大值向波长较 （填“短”或“长”）的方向移动35康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量，如图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向 运动，并且波长 （填“不变”“变小”或“变长”）。四解答题（共2小题）36欧洲核子研究中心2011年9月23日宣布，他们发现一些中微子可能以快于光速的速度飞行。这些中微子运动730km，比光运动这么长的距离快了60ns。1ns109s，当x1时。如果他们的可靠，则这些中微子的速度比光速大 m/s。（已知光速大小为3108m/s）37我们根据什么说光具有波粒二象性？2020年高中物理选修3-517.3粒子的波

18、动性同步练习卷参考答案与试题解析一选择题（共20小题）1关于光的波粒二象性及物质波，下列说法正确的是（）A光子的动量和波长成反比 B康普顿效应说明光具有波动性 C光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性也一定明显 D电子显微镜利用电子束达到微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较长【分析】光子的动量和波长成反比；康普顿效应说明光具有粒子性；光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性就不明显；电子显微镜是以电子束为照明源，通过电子流对样品的透射或反射及电磁透镜的多级放大后在荧光屏上成像的大型仪器【解答】解：A、根据德布罗意波长公式可知，光子的动量和波长成

19、反比，故A正确；B、光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故B错误；C、光的波粒二象性说明，光的波动性明显时，粒子性就不明显，光的粒子性明显时，波动性就不明显，故C错误；D、电子显微镜利用电子束达到微小物体表面，再反射到荧光板上成像来实现观察，这是由于电子束的德布罗意波长较短，分辨率高，故D错误；故选：A。【点评】考查了光的波粒二象性以及德布罗意波长公式，光的干涉和衍射说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性；光的波粒二象性说明光既有波动性，又具有粒子性，在光的传播过程，以及光的波长较长频率较低时，波动性更明显；光与物质相互作用时，以及光的波长较短频率较高时，粒子性更明显2关

20、于光的本性，下列说法中正确的是（）A关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性 B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子 C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 D光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来【分析】光既有波动性，又有粒子性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性；波长长的光，波动性越强频率越高，粒子性特征显著【解答】解：A、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，实

21、际上是不科学的。惠更斯提出了“波动说”，光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，才能圆满说明光的本性。故A错误。B、光具有波粒二象性，但不能把光看成宏观概念上的波。光的粒子性要求把光看成微观概念上的粒子，故B错误。C、干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故C正确。D、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质，麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说，光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性。故D错误。故选：C。【点评】多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目要注意光的粒子性与

22、宏观意义上粒子的区别3下列哪一组实验能说明光具有波粒二像性（）A光的双缝干涉和光的单缝衍射现象 B泊松亮斑和光电效应现象 C光的反射和光的薄膜干涉现象 D光电效应和光的直进现象【分析】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性干涉和衍射是波的特有现象光电效应现象证明光具有粒子性【解答】解：A、光的干涉和衍射是波特有的现象，能说明光具有波动性，不能说明粒子性，故A错误；B、泊松亮斑是由于光的衍射形成的，说明光具有波动性。而光电效应说明光具有粒子性，故B正确；C、光的薄膜干涉现象说明光具有波动性。而光的反射不能说明具有粒子性，波也

23、能反射，故C错误。D、光电效应能说明光具有粒子性，而光的直进现象不能说明波动性，粒子也能直进，故D错误。故选：B。【点评】解决本题的关键知道光具有波粒二象性，知道哪些现象说明光具有粒子性，哪些现象说明光具有波动性4关于光的波粒二象性，以下说法正确的是（）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射线具有显著的粒子性，而不具有波动性 D光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著【分析】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往

24、往表现为波动性【解答】解：A、所有的光均既有波动性又有粒子性，故A错误；B、光子和光电子不是一种粒子，光子不带电，而光电子带负电，故B错误；C、射线具有显著的粒子性，但同时也具有波动性，故C错误；D、光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故D正确；故选：D。【点评】本题考查光的波粒二象性，要注意明确光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时能表现为粒子性5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宏观物体的运动有特定的轨道，所以宏观物体不具有

25、波粒二象性 D康普顿效应说明了光具有粒子性【分析】德布罗意提出物质波，认为一切物体均有波粒二象性；运动的微观粒子与光子一样，都具有波动性，当它们通过一个小孔时，没有特定的运动轨道【解答】解：A、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切运动的物体都具有波粒二象性，故A正确，C错误；B、物质具有波动性，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，故B正确；D、康普顿效应说明了光具有粒子性，故D正确；本题选不正确的，故选：C。【点评】关于物质的波粒二象性，高考一直不难，关键熟悉教材，牢记这些知识点，即可轻松解决6说明光具有波动性的现象是（）A光电效应 B光

26、的反射 C光的衍射 D康普顿效应【分析】牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，衍射与干涉是波特有的现象【解答】解：A、光电效应说明光的能量是一份一份的，即说明光具有粒子性，故A错误；B、光的反射不能说明光的本性是波，也不能说明光的本性是粒子，故B错误；C、衍射是波特有的现象，光的衍射说明光具有波动性，故C正确；D、康普顿效应说明光子具有动量，证明了光具有粒子性，故D错误；故选：C。【点评】该题考查光的波动性的相关内容，多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目7下列有关光的说法正确的是。（）A光电效应

27、表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性 C光有时是波，有时是粒子 D康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量【分析】惠更斯的“波动说”，而爱因斯坦的“光子说”。说明光既具有波动性又具有粒子性，光电效应现象是产生光电子，康普顿效应说明，粒子具有能量和动量。【解答】解：A、光电效应现象中能产生光电子，但不是光子转化为电子，故A错误。B、光的波动性是大量光子表现出来的现象，粒子性是少数粒子具有的性质，故B正确。C、光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性；故C错误；D、康普顿效应表明实物粒子也具有能量和动量，但光子不是实物粒子；

28、故D错误；故选：B。【点评】本题考查光子的波粒二象性；要注意多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目，注意光子不是实物粒子。8关于波粒二象性，下面的陈述正确的是（）光是高速运动的微观粒子，每一个光子都具有波粒二象性 光在宏观现象中具有波动性，在微观现象中具有粒子性 大量光子的行为表现出波动性，个别光子表现出粒子性 光的波粒二象性中的“波”，是指光子在空间各点出现的可能机会（概率），可用波动规律来描述 光波是一种概率波 光子运动的行为具有不确定性。A B C D【分析】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是

29、一份能量。个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。【解答】解：波粒二象性中所说的光子，是指其不连续性，是一份能量，故错误；波粒二象性中，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，而不是光在宏观现象中具有波动性，在微观现象中具有粒子性。故错误；大量光子的行为表现出波动性，个别光子表现出粒子性。故正确；光波是一种概率波，光的波粒二象性中的“波”，是指光子在空间各点出现的可能机会（概率），可用波动规律来描述。故正确；光波是一种概率波，光子运动的行为具有不确定性。故正确。故选：C。【点评】本题要理解并掌握光的波粒二象性的意义，知道大量光子的

30、效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，要注意光与宏观意义上的波和粒子的区别。9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光波频率越高，粒子性越明显 C能量较大的光子其波动性越显著 D个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性【分析】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著【解答】解：A、光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，但有时表现为波动性，有时表现为粒子性。