1、3 3 粒子的波动性粒子的波动性 一、选择题 考点一 光的波粒二象性 1对于光的波粒二象性的说法，正确的是( ) A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B光波与机械波是同样的一种波 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，在光子能量 h 中，频率 仍表示的是波的特性 答案 D 2(多选)(2018 临夏中学高二期末)下面关于光的波粒二象性的说法中，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频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著 C光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质
2、相互作用时往往表现出粒子性 D光不可能同时具有波动性和粒子性 答案 ABC 解析 光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较 明显，故 A 正确；在光的波粒二象性中，频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波 动性越显著，故 B 正确；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出 粒子性，故 C 正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是 统一的，故 D 错误 3 近年来， 数码相机几近家喻户晓， 用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素， 1 像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知 2000 万像素的数码相
3、机拍出的照片比 200 万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( ) A光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的 B光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 C大量光子表现出光具有粒子性 D光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性 答案 D 考点二 粒子的波动性 4下列说法中正确的是( ) A物质波属于机械波 B只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性 C德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种 波与之相对应，这种波叫物质波 D宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性 答案 C 解析 任何一个运动
4、的物体都具有波动性，但因为宏观物体的德布罗意波长很短，所以很难 看到它的衍射和干涉现象，所以 C 项对，B、D 项错；物质波不同于宏观意义上的波，故 A 项错 5要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜有关电 子显微镜的下列说法正确的是( ) A它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射 B它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射 C它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射 D它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射 答案 A 解析 电子显微镜的分辨率比光学显微镜更高，是因为电子物质波的
5、波长比可见光短，和可 见光相比，电子物质波不容易发生明显衍射，所以分辨率更高，A 正确 6X 射线是一种高频电磁波，若 X 射线在真空中的波长为 ，以 h 表示普朗克常量，c 表示 真空中的光速，以 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量，则( ) Ah c ，p0 Bh c ，ph c2 Chc ，p0 Dhc ，ph 答案 D 解析 根据 h，且 h p，c 可得 X 射线每个光子的能量为 hc ，每个光子的动量为 ph . 7利用金属晶格(大小约 10 10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场 加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样已知电子质
6、量为 m，电荷 量为 e，初速度为 0，加速电压为 U，普朗克常量为 h，则下列说法中不正确的是( ) A该实验说明了电子具有波动性 B实验中电子束的德布罗意波长为 h 2meU C加速电压 U 越大，电子的衍射现象越不明显 D若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显 答案 D 解析 实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动 性，故 A 正确；由动能定理可得，eU1 2mv 20，电子加速后的速度 v 2eU m ，电子德布 罗意波的波长 h p h mv h m 2eU m h 2meU，故 B 正确；由电子的德布罗意波的波长公式 h 2meU可知，加
7、速电压 U 越大，电子德布罗意波的波长越短，衍射现象越不明显，故 C 正确；物体动能与动量的关系是 p 2mEk，由于质子的质量远大于电子的质量，所以动能 相同的质子的动量远大于电子的动量，由 h p可知，质子的德布罗意波的波长远小于电子德 布罗意波的波长，波长越小，衍射现象越不明显，因此相同动能的质子代替电子，衍射现象 将更加不明显，故 D 错误 二、非选择题 8如图 1 所示为证实电子波存在的实验装置，从 F 上漂出来的热电子可认为初速度为零， 所加的加速电压 U104 V，电子质量为 m9.110 31 kg.电子被加速后通过小孔 K 1和 K2后 入射到薄的金箔上，发生衍射现象，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹试计算电子的 德布罗意波长(h6.6310 34 J s，e1.61019 C，结果保留三位有效数字) 图 1 答案 1.2310 11 m 解析 将 eUEk1 2mv 2，pmv，h p 联立，得 h 2meU， 代入数据可得 1.2310 11 m.