【新】高中物理第二章波和粒子2.4实物是粒子还是波课后训练沪科

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制作不易 推荐下载 1 实物是粒子还是波

1．根据物质波理论，以下说法正确的是（ ）。

A ．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性

B ．宏观物体和微观粒子都具有波动性

C ．宏观物体的波动性不易被观察到，是因为它的波长太短

D ．物质波是一种概率波

2．在中子衍射技术中，常用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波波长与

晶体中原子间距很相近。已知中子质量m ＝1.67×10－27 kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，

可以估算德布罗意波波长λ＝1.82×10－10 m 的热中子动能的数量级为（ ）。

A ．10－17 J

B ．10－19 J

C ．10－21 J

D ．10－24 J

3．下列有关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，其波动性越显著；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

4．利用金属晶格（大小约10－10m ）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通

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λ= C ．加速电压U 越大，电子的衍射现象越明显

D ．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显

5． 2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨双缝干涉实验”装置进行电子干涉的实验。从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）。

A ．光具有波动性

B ．光具有波粒二象性

C ．微观粒子也具有波动性

D ．微观粒子也是一种电磁波

6．关于物质波，下列认识错误的是（ ）。

A ．任何运动的物体（质点）都伴随一种波，这种波叫物质波

B ．X 射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的

C ．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的

D ．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象

7．一个电子（初动能视为零）经200 V 电压加速，已知电子的质量为9.1×10－31kg ，

计算这个运动着的电子的波长，当它在原子中或原子附近运动时，能否产生衍射现象？

8．试比较电子和质量为10 g 的子弹位置的不确定量范围。（设它们的速率为200 m/s ，动量的不确定范围为0.01%）

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参考答案

1．答案：BCD

解析：根据物质波理论，宏观物体和微观粒子都具有波动性，只是宏观物体的物质波波长太短，不易观察到它的波动性，物质波也是一种概率波，故正确选项是B 、C 、D 。

2．答案：C

解析：据h p λ=，22k 1122p E mv m ==，即有2k 12h E m λ??= ???

，代入数据可得动能数量级为10－21 J ，故C 正确。

3．答案：C

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，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光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著。故选项C 正确，A 、B 、D 错误。

4．答案：AB

解析：得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A 正确；由德布罗意波长公式h p λ=

，

而动量p ==

两式联立得λ=

，B 正确；

从公式λ=可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显；用相同动能的质子替代电子，质子的波长小，衍射现象相比电子不明显，故C 、D 错误。

5．答案：C

解析：该实验使用的是电子束，得到的是电子干涉条纹，故实验证明的是微观粒子也具有波动性。

6．答案：BD

解析：据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A 选项是正确的；由于X 射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X 射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性，即B 选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C 选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落的位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D 错误。综合以上分析知，本题应选B 、D 。

7．答案：8.7×10－11m 能产生衍射现象

解析：由212Ue mv =

，p =h p

λ= 可得电子波长λ＝8.7×10－11m 。

因原子大小的数量级为10－14～10－15m ，

所以能产生衍射现象。

8．答案：电子的位置不确定范围是2.9×10－3 m ，子弹是宏观粒子，位置确定。

解析：对电子Δp e ＝0.01%p ＝0.01%mv ＝10－4×9.1×10－31×200 kg·m/s＝1.82×10－32

kg·m/s，

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制作不易 推荐下载 3 对子弹Δp z ＝0.01%p z ＝10－4×0.01×200 kg·m/s＝2×10－4

kg·m/s， 由不确定关系4πh x p ??≥，对电子：34

326.6310m 4π4 3.14 1.8210

h x p --??≥=????＝2.9×10－3 m ， 对子弹：34

z 46.6310m 4π4 3.14210

z h x p --??≥=????＝2.6×10－31 m ，这个数据比电子的小得多，因此说，子弹的位置是确定的，或者说不确定关系对宏观不成立。