1粒子的波动性、不确定关系粒子的波动性、不确定关系一、选择题一、选择题 1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光子与电子是同样一种粒子，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=h中，频率仍 表示的是波的特性2关于光的波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B光是波，与橡皮绳上的波相似C光的波动性是大量光子运动规律的表现，在干涉条纹中，那些光强度大的地方，光子到达的 概率大D在宏观世界中波动性和粒子性是对立的，在微观世界是可以统一的3在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的 95以上假设现在只让一 个光子通过单缝，那么该光子（ ） A一定落在中央亮纹处 B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处 D落在中央亮纹处的可能性最大4光子有能量，也有动量，动量 p=h，它也遵循有关动量的规律如图所示，真空中，有 一“”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴 OO在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片 （吸收光子） ，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片（反射光子） 当用平行白光垂直照射这两 个圆面时，关于装置开始转动情况（俯视）的下列说法中正确的是（ ） A顺时针方向转动 B逆时针方向转动 C都有可能 D不会转动-5频率为的光子，具有的能量为如，动量为 hc，将这个光子打在处于静止状态的电子上， 光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射散射后的光子（ ） A改变原来的运动方向，但频率保持不变B光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反 D由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量，散射后的光子频率低于入射光的频率6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27关于电子的运动规律，以下说法正确的是（ ） A电子如果不表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循牛顿定律B电子如果不表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循波动规律C电子如果表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D电子如果表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循牛顿定律8A、B 是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，A 的质量等于 B 的质量，A 的轨道半径大于 B 的轨道半径，设 A、B 的德布罗意波长分别为A和B，则下列判断正确的是（ ） AAB BABCAB D条件不足，无法比较A和B的大小9电子显微镜的最高分辨率高达 0.2 nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情 况下，质子显微镜的最高分辨率将（ ） A小于 0.2 nm B大于 0.2 nm C等于 0.2 nm D以上说法均不正确二、填空题二、填空题 10不确定性描绘_的运动状态不能像宏观物体的运动那样通过确定轨迹来描述，只能通 过来描述，其表达式为_11中子的质量 m=1.671027 kg，如果它以 v=1.0103 ms 的速度运动，它的德布罗意波 长为_，这个波长与电磁波中_的波长相当12关于光的本性，早期有牛顿的微粒说和惠更斯的_，后来又有麦克斯韦的电磁说，上 世纪初，为解释_现象，爱因斯坦提出了光子说13已知铯的逸出功为 1.88 eV，用 3000 A 的紫外光照射，光电子的最大初动能为_eV，最大初速度为_ns三、解答题三、解答题 14某电视显像管中电子的运动速度为 4.0107 ms，质量为 9.11031 kg；质量为 10 g 的一颗子弹运动速度为 200 ms，分别计算它们的德布罗意波长，并与紫光的波长相比较15一个电子的动能为 3600 eV，如果有一个质子的德布罗意波长和这个电子的德布罗意波长相 等，求这个质子的动能 （设质子的质量是电子质量的 1800 倍）16已知钠发生光电效应的极限波长为0=5107 m，现用波长为 4107 m 的光照射用钠作 阴极的光电管求：（1）钠的逸出功形；（2）为使光电管中的光电流为零，在光电管上所加反向电压至少多大？17德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长h p，式中 p 是运3动物体的动量，h 是普朗克常量已知某种紫光的波长是 440 nm，若将电子加速，使它的德布罗意波 长是这种紫光波长的 104倍，求：（1）电子的动量的大小；（2）试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小 （电子质量 m=9.11031 kg，电子电荷量 e=1.61019 c，普朗克常量 h=6.61034 Js，加速电压的计算结果取一位有效 数字）18如图所示为伦琴射线管的示意图，K 为阴极钨丝，发射的电子的初速度为零，A 为对阴极 （即阳极） ，当 A、K 之间加直流电压 U=30 kV 时，电子被加速打在对阴极 A 上，使之发出伦琴射线， 设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：（1）电子到达对阴极的速度是多大？（2）由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？（3）若 A、K 间的电流为 10 mA，那么每秒钟从对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？（电 子电荷量 e=1.61019 c，电子质量 m=0.911030 kg，普朗克常量 h=6.631034 Js）【答案与解析】 一、选择题一、选择题 1 【答案】D 【解析】根据波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，A 选项错误光不同于宏观观念的粒子 和波，故 B 选项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，C 选项错 误光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此 E=h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 D 选项正确 2 【答案】C、D 【解析】由于波动性和粒子性是光同时具有的两种属性，故不同于宏观观念中的波和粒子，故 A、B 选项错误在干涉实验中，光强度大的地方，即为光子到达概率大的地方，表现为亮纹，光强 度小的地方，即为光子到达概率小的地方，表现为暗纹，故 C 选项正确在宏观世界中，牛顿的“微 粒说”与惠更斯的“波动说”是相互对立的，只有在微观世界中，波动性与粒子性才能统一，故 D 选 项正确【点拨】理解光的波粒二象性，知道波动性与粒子性怎样统一起来的是解题的关键 3 【答案】C、D 【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大 的是落在中央亮纹处。可达到 95以上当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落 在暗纹处的概率很小，故 C、D 正确 4 【答案】B 【解析】设入射光子的动量为 p，由于黑纸片吸收光子，光子的动量变化量的大小 p1=p，白纸 片反射光子，光子的动量变化量的大小 p2=2p，根据动量定理可知，光子对白纸片的冲击力大些 5 【答案】D 4【解析】由于电子的能量增加，根据能量守恒可以知道，光子的能量应当减少，频率降低，D 正 确 6 【答案】D 【解析】泊松亮斑说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故 D 对 7 【答案】C 【解析】电子波动性是不能用轨迹来描述其运动的，只能用空间的分布概率来描述 8 【答案】B 【解析】卫星做匀速圆周运动的速度GMvr，轨道半径大的卫星速度小，vAvB，由德布罗意波的波长公式hh pmv可知，卫星 A 的德布罗意波长大于卫星 B 的波长，B 正确9 【答案】A 【解析】电子显微镜是利用电子的波动性为工作原理，其分辨率与电子的德布罗意波长成反比，物质波的波长与实物粒子的动量有关，即h p在同样速度的情况下，质子的质量大，其波长短，质子显微镜的分辨率更高于电子显微镜的分辨率二、填空题二、填空题10 【答案】微观粒子 概率统计 4hx p 11 【答案】3.971010 m 射线 12 【答案】波动说 光电效应 13 【答案】2.26 8.9105【解析】3481976.63 103.0 10eV 1.88eV2.26eV1.6 103 10kmhcEW ，2km mEvm三、解答题三、解答题 14 【答案】见解析。【解析】34 11 3176.63 10m1.8 10m9.1 104.0 10e eeehh pm v 34 34 36.63 10m3.3 10m10 10200b bb bhh pm v 而紫光的波长在 3.81074.6107 m 的范围，比电子、子弹的波长大得多，故一般情况下 电子、子弹等看不到干涉、衍射现象，很难观察出其波动性 15 【答案】见解析。【解析】由题意得He，又因为h p，则 pH=pe，又2kpmE，则522HkHekem Em E，所以2eVe kHke HmEEm16 【答案】见解析。【解析】 （1）逸出功 1903.978 10JccWhh（2）光电子最大初动能190.99 10JkcEhWhWEk=eUc，Uc=Eke=0.62V 17 【答案】见解析。【解析】 （1）h p，电子的动量34 23 116.6 10kg m / s1.5 10kg m / s4.4 10hp （2）电子在电场中加速，有 21 2eUmv，22 2 28 10 V22mvhUeme 18 【答案】见解析。【解析】 （1）21 2mveU，2eUvm，代入数据得：v=1.0108 ms（2）因为21 2mveU，chh，所以114.1 10mhc eU（3）31910 101 1.6 10I tne个=6.25l 016个