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【备战2022】高考物理选择题专项练习集：粒子的波粒二象性 物质波(成都专栏)
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这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：粒子的波粒二象性 物质波(成都专栏)，共8页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共18小题；共72分）
1. 电子衍射实验证明电子具有波动性，这种波可称为
① 电磁波 ② 概率波 ③ 德布罗意波 ④ 物质波
A. ①②B. ①④C. ①②③D. ②③④
2. 在历史上，最早证明了德布罗意存在的实验是
A. 弱光衍射实验B. 电子束在晶体上的衍射实验
C. 弱光干涉实验D. 以上都不正确
3. 质量为 m 的粒子原来的速度为 v ，现将粒子的速度增大为 2v ，则该粒子的物质波的波长将（粒子的质量保持不变）
A. 保持不变B. 变为原来波长的两倍
C. 变为原来波长的一半D. 变为原来波长的 2
4. 下列说法正确的是
A. 阴极射线的本质是高频电磁波
B. 只要入射光强度足够大，就会发生光电效应
C. 微观粒子也具有波动性，对应的波叫作德布罗意波，其本质为电磁波
D. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变大
5. X 射线是一种高频电磁波，若 X 射线在真空中的波长为 λ，以 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，以 E 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量，则
A. E=hλc，p=0B. E=hλc，p=hλc2，
C. E=hcλ，p=0D. E=hcλ，p=hλ
6. 关于电子的运动规律，以下说法正确的是
A. 电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
B. 电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
C. 电子如果表现出波动性，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. 电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
7. 下列说法中正确的是
A. 质量大的物体，其德布罗意波长短B. 速度大的物体，其德布罗意波长短
C. 动量大的物体，其德布罗意波长短D. 动能大的物体，其德布罗意波长短
8. 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是
A. 任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B. X 光的衍射证实了物质波的假设是正确的
C. 电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
D. 宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性
9. 关于物质波，下列说法正确的是
A. 速度相等的电子和质子，电子的波长长
B. 动能相等的电子和质子，电子的波长短
C. 动量相等的电子和质子，中子的波长短
D. 甲电子速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长就是乙电子的 3 倍
10. 在中子衍射技术中，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
11. 关于物质波下列说法中正确的是
A. 实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B. 物质波和光彼都不是概率彼
C. 粒子的动量越大，其彼动性越易观察
D. 粒子的动量越小，其波动性越易观察
12. 如图所示为物理学家利用“托马斯 ⋅ 杨”双缝干涉实验装置进行电子干涉的实验示意图。从辐射源辐射出的电子束经两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
13. 关于近代物理实验，下列说法正确的是
A. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
B. 利用 α 粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径
C. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样说明实物粒子也具有波动性
D. 汤姆逊研究阴极射线发现了电子，提出了原子核式结构模型
14. 下列说法正确的是
A. 借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好
B. 德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，并用实验证实了实物粒子也具有波动性
C. 结合能越大的原子核越稳定
D. 任意两个核子间都存在核力作用，这种性质称为核力的饱和性
15. 2002 年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊发现了宇宙 X 射线源。 X 射线是一种高频电磁波，若 X 射线在真空中的波长为 λ，以 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，以 E 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量，则
A. E=hλc；p=0 B. E=hλc；p=hλc2
C. E=hcλ；p=0 D. E=hcλ；p=hλ
16. 下列说法正确的是
A. 太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应
B. 放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是照射时间短
D. 运动的物体也具有波动性，只不过一般情况下不能观察到它的波动性
17. 下列几种说法中有一种是错误的，它是
A. 大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波
B. 光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒
C. 光子与光电子是同一种粒子，它们对应的波也都是概率波
D. 核力是一种强相互作用力，热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略
18. 假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比
A. 波长变长B. 波长变短C. 光子能量变大D. 频率变大
二、双项选择题（共9小题；共36分）
19. 下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是
A. 通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
B. 通过测试多种物质对 X 射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
C. 通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
D. 利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
20. 如图所示为电子衍射实验图样，该实验证明电子具有波动性，这种波可称为
A. 电磁波B. 机械波C. 德布罗意波D. 物质波
21. 波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是
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的衍射图样说明中子具有波动性
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
22. 科学家为了观察晶体的原子排列，采用了以下两种方法：① 用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像。（由于电子束的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此，电子显微镜的分辨率高）② 利用 X 射线得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列。对以上方法分析正确的是
A. 电子显微镜中电子束的运动速度很小
B. 电子显微镜利用的电子束的物质波波长比原子尺寸小得多
C. 电子显微镜利用的电子束的物质波波长与原子尺寸相近
D. 获得晶体衍射图样的 X 射线的波长与原子尺寸相近
23. 关于物质波，下列说法中正确的是
A. 电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
B. 物质波属于机械波
C. 任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
D. 宏观物体尽管具有对应的物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象
24. 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，方法是让电子束通过电场加速后，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的波长为 λ=h2meU
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
25. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少
B. 微观粒子也具有波动性，粒子动量越大其对应的波长越长
C. α 射线是由原子核放射出的风氦核，与 β 射线和 γ 射线相比它具有很强的电离作用
D. 电磁波的波长越短，其波动性越明显
26. 关于物质波，下列说法中正确的是
A. 实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物体
B. 物质波和光波都是概率波
C. 粒子的动量越大，其波动性越易观察
D. 粒子的动量越小，其波动性越易观察
27. 衍射现象限制了光学显微镜的分辨本领，电子显微镜是使用电子束工作的，电子束也具有波动性，同样存在衍射问题，关于电子显微镜的分辨率下列说法正确的是
A. 增大加速电压，提高电子束的速度，有利于提高分辨率
B. 减小加速电压，降低电子束的速度，有利于提高分辨率
C. 如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，其分辨率比电子显微镜高
D. 如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，其分辨率比电子显微镜低
三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 下列说法正确的是
A. 爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B. 康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E. 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
29. 下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为 1 MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知
质量/kg速度/(m⋅s−1)波长/m弹子球2×10−21.0×10−23.3×10−30电子(100 eV)9.0×10−315.0×1061.4×10−10无线电波(1 MHz) 3.0×1083.3×102
A. 要检测弹子球的波动性几乎不可能
B. 无线电波通常情况下表现出彼动性
C. 电子照射到金属晶体（大小约为 10−10 m ）上能观察到波动性
D. 只有可见光才有波动性
30. 下列说法正确的是
A. 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性
B. 光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量
C. 康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量
D. 黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是连续的
答案
第一部分
1. D
2. B
3. C
【解析】由题意知，粒子速度为 v 时， λ1=hmv；粒子速度为 2v 时， λ2=h2mv ， 则 λ2=12λ1 ，可知C正确，ABD 错误。
4. D
【解析】阴极射线本质是电子流，故A错误；
根据光电效应方程 Ek=hν−W0 可知发生光电效应与入射光的强度无关，与入射光的频率 ν 有关，故B错误；
实物粒子具有波动性，对应的波叫作德布罗意波，与电磁波无关，故C错误；
在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，入射光子的动量减小，根据 λ=hp 可知光子散射后波长变大，故D正确。
5. D
【解析】光子的能量 E=hν=hcλ，动量 p=hλ，故D正确。
6. C
【解析】由于电子是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵从牛顿运动定律，所以选项A、B错误；
大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，但可确定电子在某点附近出现的概率且遵循波动规律，选项C正确，D错误.
7. C
【解析】由物质波的波长 λ=hp，得其只与物体的动量有关，动量越大其波长越短.
8. C
【解析】运动的物体才具有波动性，A项错；
宏观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性，D项错；
X 光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项错；
只有C项正确。
9. A
10. C
11. D
12. C
【解析】干涉现象是波的特征，电子是微观粒子，它能产生干涉现象，表明电子等微观粒子具有波动性。
但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波。
13. C
【解析】黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释。故A错误；
卢瑟福在用 α 粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，而不是核外电子的运动半径，故B错误；
电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样说明实物粒子也具有波动性，故C正确；
汤姆逊研究阴极射线发现了电子，提出了原子的枣糕式模型，是卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子核式结构模型小，故D错误。
14. A
15. D
【解析】根据 E=hν ， ν=cλ，且 λ=hp 可得 X 射线每个光子能量为 E=hcλ，每个光子的动量为 p=hλ。
16. D
17. C
【解析】大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波；故A正确；
光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒；故B正确；
光子是光的组成部分，而光电子是电子；故二者不相同；故C错误；
根据核力的特点可知，核力是一种强相互作用力，热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略；故D正确。
18. A
第二部分
19. C， D
20. C， D
21. A， B
【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性，故A正确；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，故B正确；黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量相等，动能不相等，故D错误。
22. B， D
23. A， C
【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波的性质不同。宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，一般看不出来。电子的衍射实验证实了电子具有波动性，进而证实了物质波的假设是正确的。故选项A、C正确。
24. A， B
【解析】能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；由德布罗意波的波长公式 λ=hp 及动量 p=2mEk=2meU，可得 λ=h2meU，B正确；由 λ=h2meU 可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C错误；用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故D错误．
25. A， C
26. B， D
27. B， D
【解析】光的波长越大，则波动性越强越容易发生明显衍射；而电子的波长：λ=hcp=hcmν。可知电子的速度越大，波长越短，越不容易发生明显的衍射，所以减小加速电压，降低电子束的速度，有利于提高分辨率。故A错误，B正确；
由于质子的质量远大于电子的质量，所以如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，质子的动量更大，波长更小，其分辨率比电子显微镜低。故C错误，D正确。
第三部分
28. A， C， D
【解析】爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故A正确；康普顿效应表明光子有能量，也有动量，故B错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确；卢瑟福根据 α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故D正确；根据德布罗意波长公式 λ=hp 可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故E错误。
29. A， B， C
【解析】弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几平不可能，A正确；
无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；
电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；
由物质波理论知，D错误。
30. A， B， C
【解析】干涉与衍射是波的特有的现象，光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故A正确；
光电效应现象说明光具有粒子性；同时光电效应表明光子具有能量，故B正确；
康普顿效应说明光具有粒子性，同时康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，故C正确；
黑体辐射的实验规律说明宏观世界里能量是量子化的，不连续，故D错误。
一、单项选择题（共18小题；共72分）
1. 电子衍射实验证明电子具有波动性，这种波可称为
① 电磁波 ② 概率波 ③ 德布罗意波 ④ 物质波
A. ①②B. ①④C. ①②③D. ②③④
2. 在历史上，最早证明了德布罗意存在的实验是
A. 弱光衍射实验B. 电子束在晶体上的衍射实验
C. 弱光干涉实验D. 以上都不正确
3. 质量为 m 的粒子原来的速度为 v ，现将粒子的速度增大为 2v ，则该粒子的物质波的波长将（粒子的质量保持不变）
A. 保持不变B. 变为原来波长的两倍
C. 变为原来波长的一半D. 变为原来波长的 2
4. 下列说法正确的是
A. 阴极射线的本质是高频电磁波
B. 只要入射光强度足够大，就会发生光电效应
C. 微观粒子也具有波动性，对应的波叫作德布罗意波，其本质为电磁波
D. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变大
5. X 射线是一种高频电磁波，若 X 射线在真空中的波长为 λ，以 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，以 E 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量，则
A. E=hλc，p=0B. E=hλc，p=hλc2，
C. E=hcλ，p=0D. E=hcλ，p=hλ
6. 关于电子的运动规律，以下说法正确的是
A. 电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
B. 电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
C. 电子如果表现出波动性，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. 电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律
7. 下列说法中正确的是
A. 质量大的物体，其德布罗意波长短B. 速度大的物体，其德布罗意波长短
C. 动量大的物体，其德布罗意波长短D. 动能大的物体，其德布罗意波长短
8. 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是
A. 任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B. X 光的衍射证实了物质波的假设是正确的
C. 电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
D. 宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性
9. 关于物质波，下列说法正确的是
A. 速度相等的电子和质子，电子的波长长
B. 动能相等的电子和质子，电子的波长短
C. 动量相等的电子和质子，中子的波长短
D. 甲电子速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长就是乙电子的 3 倍
10. 在中子衍射技术中，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
11. 关于物质波下列说法中正确的是
A. 实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B. 物质波和光彼都不是概率彼
C. 粒子的动量越大，其彼动性越易观察
D. 粒子的动量越小，其波动性越易观察
12. 如图所示为物理学家利用“托马斯 ⋅ 杨”双缝干涉实验装置进行电子干涉的实验示意图。从辐射源辐射出的电子束经两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
13. 关于近代物理实验，下列说法正确的是
A. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
B. 利用 α 粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径
C. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样说明实物粒子也具有波动性
D. 汤姆逊研究阴极射线发现了电子，提出了原子核式结构模型
14. 下列说法正确的是
A. 借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好
B. 德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，并用实验证实了实物粒子也具有波动性
C. 结合能越大的原子核越稳定
D. 任意两个核子间都存在核力作用，这种性质称为核力的饱和性
15. 2002 年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊发现了宇宙 X 射线源。 X 射线是一种高频电磁波，若 X 射线在真空中的波长为 λ，以 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，以 E 和 p 分别表示 X 射线每个光子的能量和动量，则
A. E=hλc；p=0 B. E=hλc；p=hλc2
C. E=hcλ；p=0 D. E=hcλ；p=hλ
16. 下列说法正确的是
A. 太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应
B. 放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是照射时间短
D. 运动的物体也具有波动性，只不过一般情况下不能观察到它的波动性
17. 下列几种说法中有一种是错误的，它是
A. 大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波
B. 光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒
C. 光子与光电子是同一种粒子，它们对应的波也都是概率波
D. 核力是一种强相互作用力，热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略
18. 假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比
A. 波长变长B. 波长变短C. 光子能量变大D. 频率变大
二、双项选择题（共9小题；共36分）
19. 下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是
A. 通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
B. 通过测试多种物质对 X 射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
C. 通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
D. 利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
20. 如图所示为电子衍射实验图样，该实验证明电子具有波动性，这种波可称为
A. 电磁波B. 机械波C. 德布罗意波D. 物质波
21. 波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是
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的衍射图样说明中子具有波动性
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
22. 科学家为了观察晶体的原子排列，采用了以下两种方法：① 用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像。（由于电子束的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此，电子显微镜的分辨率高）② 利用 X 射线得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列。对以上方法分析正确的是
A. 电子显微镜中电子束的运动速度很小
B. 电子显微镜利用的电子束的物质波波长比原子尺寸小得多
C. 电子显微镜利用的电子束的物质波波长与原子尺寸相近
D. 获得晶体衍射图样的 X 射线的波长与原子尺寸相近
23. 关于物质波，下列说法中正确的是
A. 电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
B. 物质波属于机械波
C. 任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
D. 宏观物体尽管具有对应的物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象
24. 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，方法是让电子束通过电场加速后，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的波长为 λ=h2meU
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
25. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少
B. 微观粒子也具有波动性，粒子动量越大其对应的波长越长
C. α 射线是由原子核放射出的风氦核，与 β 射线和 γ 射线相比它具有很强的电离作用
D. 电磁波的波长越短，其波动性越明显
26. 关于物质波，下列说法中正确的是
A. 实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物体
B. 物质波和光波都是概率波
C. 粒子的动量越大，其波动性越易观察
D. 粒子的动量越小，其波动性越易观察
27. 衍射现象限制了光学显微镜的分辨本领，电子显微镜是使用电子束工作的，电子束也具有波动性，同样存在衍射问题，关于电子显微镜的分辨率下列说法正确的是
A. 增大加速电压，提高电子束的速度，有利于提高分辨率
B. 减小加速电压，降低电子束的速度，有利于提高分辨率
C. 如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，其分辨率比电子显微镜高
D. 如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，其分辨率比电子显微镜低
三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 下列说法正确的是
A. 爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B. 康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E. 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
29. 下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为 1 MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知
质量/kg速度/(m⋅s−1)波长/m弹子球2×10−21.0×10−23.3×10−30电子(100 eV)9.0×10−315.0×1061.4×10−10无线电波(1 MHz) 3.0×1083.3×102
A. 要检测弹子球的波动性几乎不可能
B. 无线电波通常情况下表现出彼动性
C. 电子照射到金属晶体（大小约为 10−10 m ）上能观察到波动性
D. 只有可见光才有波动性
30. 下列说法正确的是
A. 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性
B. 光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量
C. 康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量
D. 黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是连续的
答案
第一部分
1. D
2. B
3. C
【解析】由题意知，粒子速度为 v 时， λ1=hmv；粒子速度为 2v 时， λ2=h2mv ， 则 λ2=12λ1 ，可知C正确，ABD 错误。
4. D
【解析】阴极射线本质是电子流，故A错误；
根据光电效应方程 Ek=hν−W0 可知发生光电效应与入射光的强度无关，与入射光的频率 ν 有关，故B错误；
实物粒子具有波动性，对应的波叫作德布罗意波，与电磁波无关，故C错误；
在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，入射光子的动量减小，根据 λ=hp 可知光子散射后波长变大，故D正确。
5. D
【解析】光子的能量 E=hν=hcλ，动量 p=hλ，故D正确。
6. C
【解析】由于电子是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵从牛顿运动定律，所以选项A、B错误；
大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，但可确定电子在某点附近出现的概率且遵循波动规律，选项C正确，D错误.
7. C
【解析】由物质波的波长 λ=hp，得其只与物体的动量有关，动量越大其波长越短.
8. C
【解析】运动的物体才具有波动性，A项错；
宏观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性，D项错；
X 光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项错；
只有C项正确。
9. A
10. C
11. D
12. C
【解析】干涉现象是波的特征，电子是微观粒子，它能产生干涉现象，表明电子等微观粒子具有波动性。
但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波。
13. C
【解析】黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释。故A错误；
卢瑟福在用 α 粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，而不是核外电子的运动半径，故B错误；
电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样说明实物粒子也具有波动性，故C正确；
汤姆逊研究阴极射线发现了电子，提出了原子的枣糕式模型，是卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子核式结构模型小，故D错误。
14. A
15. D
【解析】根据 E=hν ， ν=cλ，且 λ=hp 可得 X 射线每个光子能量为 E=hcλ，每个光子的动量为 p=hλ。
16. D
17. C
【解析】大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波；故A正确；
光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒；故B正确；
光子是光的组成部分，而光电子是电子；故二者不相同；故C错误；
根据核力的特点可知，核力是一种强相互作用力，热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略；故D正确。
18. A
第二部分
19. C， D
20. C， D
21. A， B
【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性，故A正确；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，故B正确；黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量相等，动能不相等，故D错误。
22. B， D
23. A， C
【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波的性质不同。宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，一般看不出来。电子的衍射实验证实了电子具有波动性，进而证实了物质波的假设是正确的。故选项A、C正确。
24. A， B
【解析】能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；由德布罗意波的波长公式 λ=hp 及动量 p=2mEk=2meU，可得 λ=h2meU，B正确；由 λ=h2meU 可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C错误；用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故D错误．
25. A， C
26. B， D
27. B， D
【解析】光的波长越大，则波动性越强越容易发生明显衍射；而电子的波长：λ=hcp=hcmν。可知电子的速度越大，波长越短，越不容易发生明显的衍射，所以减小加速电压，降低电子束的速度，有利于提高分辨率。故A错误，B正确；
由于质子的质量远大于电子的质量，所以如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，质子的动量更大，波长更小，其分辨率比电子显微镜低。故C错误，D正确。
第三部分
28. A， C， D
【解析】爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故A正确；康普顿效应表明光子有能量，也有动量，故B错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确；卢瑟福根据 α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故D正确；根据德布罗意波长公式 λ=hp 可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故E错误。
29. A， B， C
【解析】弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几平不可能，A正确；
无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；
电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；
由物质波理论知，D错误。
30. A， B， C
【解析】干涉与衍射是波的特有的现象，光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，故A正确；
光电效应现象说明光具有粒子性；同时光电效应表明光子具有能量，故B正确；
康普顿效应说明光具有粒子性，同时康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，故C正确；
黑体辐射的实验规律说明宏观世界里能量是量子化的，不连续，故D错误。
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