鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 实物粒子的波粒二象性课时训练

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 实物粒子的波粒二象性课时训练，共13页。试卷主要包含了2实物粒子的波粒二象性 课时练等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册6.2实物粒子的波粒二象性 课时练（解析版）1．下列说法错误的是（　　）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．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长2．下列关于微观粒子的波粒二象性的认识，错误的是（　　）A．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹B．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定C．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性D．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的3．下列说法符合物理学史的是（　　）A．爱因斯坦在研究黑体辐射时，提出了能量子的概念B．普朗克提出物质波假设，即运动的实物粒子也具有波动性C．贝克勒尔根据天然放射现象推断构成物质的原子有复杂的结构D．卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型4．2021年1月21日，包括中国科研人员在内的一支国际团队，使用冷冻镜断层成像技术“拍摄”到新冠病毒的3D影像，测得新冠病毒的平均尺度是100nm，如图所示。已知普朗克常量为，下列说法正确的是（　　）A．100nm相当于mB．想要“看清”新冠病毒，所用“光波”的波长应该大于100nmC．用能量为2.55eV的可见光照射，在显微镜下病毒清晰可见D．波长100nm的光子动量数量级为10-27kg·m/s5．以下说法中不正确的是（　　）A．玻尔的原子模型成功的解释了氢原子光谱B．汤姆孙的电子衍射实验验证了德布罗意波的存在C．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说D．核反应堆中的镉棒是通过降低中子的速度来控制核反应速度的6．一个质子和一个中子发生核反应结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　  ）A．该反应中的质量亏损Δm＝m3－（m1＋m2）B．辐射出的γ光子的动量p＝（m3－m1－m2）cC．γ光子的波长λ＝D．核反应方程是H＋n→H＋γ7．在通往量子论的道路上，许多物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是（　　）A．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．玻尔把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象8．大量偶然事件的整体表现所显示的规律性，叫做统计规律。图所示的容器中，上部规则地布有许多铁钉，下部用隔板分割成许多等宽的狭槽，大量的小球可通过其上方漏斗形入口落下，装之前有玻璃板段盖，使小球最终落在槽内。让大量小球从上方漏斗形入口落下，以阴影表示最终落在槽内左右小球的分布形状，应是（　　）A．          B．           C．        D．9．关于物质波，以下说法正确的是（　　）A．任何一个运动着的物体都有一种波与之对应B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．动能相等的质子和电子相比，质子的物质波波长长D．宏观物体不会发生明显的衍射或干涉现象，所以没有物质波 10．1927年，戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一、如图甲所示是该实验装置的简化图，如图乙所示为电子束的衍射图样，下列说法正确的是（　　）A．亮条纹是电子到达概率大的地方 B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性 D．该实验说明实物粒子具有波动性11．下列关于光现象的说法正确的是（　　）A．光纤通信依据的原理是光的全反射，且包层的折射率比内芯折射率大B．紫光比紫外线更容易发生衍射C．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 12．光的波粒二象性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有____性，光既具有波动性，又具有___ 性，即光具有_____性。13．康普顿效应和光子的动量（1）康普顿效应：在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长____λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。（2）康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子不仅具有能量而且具有动量。（3）光子的动量a.表达式：。b.说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子的动量可能变小。因此，有些光子散射后波长_____。14．推动了核物理和粒子物理的发展，人们认识了原子、原子核、基本粒子等各个_______（填“宏观”或“微观”）层次的物质结构，又促进了_______学和宇宙学的研究。15．推动了原子、分子物理和光学的发展：人们认识了原子的结构，以及原子、分子和电磁场相互作用的方式，发展了各式各样的对原子和电磁场进行________和________的技术。 16．现代科学研究表明，太阳辐射能量的来源是其内部的核聚变反应，其中主要的核反应是4个质子聚变而形成一个氦核和两个正电子，并释放核能，设在地球上与太阳光垂直的表面上，单位面积接收到的太阳能辐射功率为P。已知普朗克常量h，光速c，若太阳“释放的核能”最后都以光的形式辐射，其平均频率为v。（1）写出太阳的核聚变反应方程；（2）写出太阳发出的光子的能量E0和动量p0的表达式，求出地球上与太阳光垂直的面积为S的平面上，在t时间内接收到的太阳辐射光子个数N；（3）光子具有动量，因此光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压”。当太阳光垂直照射到某物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为（即反射的光子数是入射光子数的倍，且忽略光子反射时的能量损失），求太阳光垂直照射在地球上该物体表面时，产生的光压I；17．如图所示为研究光电效应的实验装置图，若用能量为的光子照射到光电管阴极后，电流计中有电流；调节滑动变阻器触头，当电压表读数为时，电流计示数恰好为零。已知电子的质量、电荷量，普朗克常量。求：（1）该光电管阴极逸出功；（2）光电子的物质波的最小波长。18．用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i随电压U的变化图象如图所示，已知普朗克常量为h，电子的质量m、带电量为-e，求：①照射在金属表面上的这束光的最小功率P；②逸出光电子的物质波的最短波长。 19．电子的静能为0.511MeV，质子的静能为938MeV，被1kV电压加速的电子和质子的德布罗意波长之比（结果涉及电子和质子质量的使用字母表示，电子质量，质子质量）。 20．光子不仅有能量而且具有动量，频率为的光子，所具有的能量为，动量为，其中c为光速，h为普朗克常量。光照射到物体表面被反射或吸收时，大量光子与物体表面发生碰撞，光子动量发生改变从而对物体表面产生“光压”。（1）功率为P0的激光器发出一束频率为的激光，照射某物体的表面，计算单位时间内到达物体表面的光子数；（2）功率为P0、横截面积为S的激光束垂直照射在物体表面时，激光束被物体表面完全反射，求其在物体表面单位面积产生的光压；（3）设想利用太阳光压将物体送到太阳系以外的空间去，这只有在太阳光对物体的光压超过太阳对物体的引力才行。现用一种密度为的物体做成的平板，它的刚性足够强，则当这种平板厚度足够小时，它将能被太阳的光压送出太阳系。试估算这种平板的厚度应小于多少？设平板处于地球公转轨道上，且太阳光垂直入射平板表面且被表面完全反射，不考虑各行星对平板的影响，已知地球公转轨道上的太阳常量，（即在单位时间内垂直辐射在单位面积上的太阳光能），地球的公转加速度为 参考答案1．D【详解】A．爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，A不符合题意；B．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B不符合题意；C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，C不符合题意；D．德布罗意波波长为其中p为微观粒子的动量，故微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，D符合题意。故选D。2．B【详解】A．根据不确定关系，微观粒子落点位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不同，故A正确；B．单缝衍射中，微观粒子通过狭缝，其位置的不确定量等于缝宽，其动量也有一定的不确定量，故B错误；C．波动性和粒子性是微观粒子的固有特性，无论何时二者都同时存在，故C正确；D．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的，故D正确。由于本题选择错误的，故选B。3．D【详解】A．普朗克在研究黑体辐射时，提出了能量子的概念，A错误；B．德布罗意提出物质波假设，即运动的实物粒子也具有波动性，B错误；C．贝克勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核具有复杂的结构，C错误；D．卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型，D正确。故选D。4．D【详解】A．单位换算得故A错误；B．波长大于100nm，射到新冠病毒上衍射现象明显（绕过障碍物），反射光少，看不清。故B错误；C．能量为2.55eV的可见光波长为波长大于100nm，射到新冠病毒上衍射现象明显（绕过障碍物），反射光少，看不清。故C错误；D．波长100nm的光子动量数量级为故D正确。故选D。5．D【详解】A．玻尔的原子模型成功的解释了氢原子光谱，A正确，不符合题意；B．汤姆孙的电子衍射实验验证了德布罗意波的存在，B正确，不符合题意；C．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，C正确，不符合题意；D．核反应堆中的镉棒是通过吸收部分中子来控制核反应速度的，D错误，符合题意故选D。6．D【详解】A．质量亏损等于反应前的质量减去反应后的质量，即故A错误；B．辐射出的γ光子的动量故B错误；D．辐射出光子的能量为且联立可得故C错误；D．一个质子和一个中子发生核反应结合成一个氘核，是轻核聚变，反应方程为故D正确。故选D。7．D【详解】A．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故A错误；B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B错误；C．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；D．爱因斯坦提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，并成功地解释了光电效应现象，故D正确。故选D。8．D【详解】让大量小球从上方漏斗形入口落下，显示出规律性，按正态分布，落在槽内左右小球的分布形状如D所示。故选D。9．A【详解】A．根据德布罗意假设，任何一个运动着的物体都有一种波与之对应，A正确；B．绳上的波是机械波，不是物质波，B错误；C．动能相等时，由得质子的动量大些，由知质子的物质波波长短，C错误；D．宏观物体物质波波长太短，难以观测到衍射或干涉现象，但具有波动性，D错误。故选A。10．ABD【详解】BCD．电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，B、D正确，C错误；A．物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，A正确。故选ABD。11．BC【详解】A．光纤通信依据的原理是光的全反射，且包层的折射率比内芯折射率小。A错误；B．紫光比紫外线波长长，所以更容易发生衍射。B正确；C．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。C正确；D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象。D错误。故选BC。12．粒子    粒子    波粒二象    【详解】略13．大于    变大    【详解】略14．微观    天文    【详解】略15．精确操控    测量    【详解】略16．(1) ；(2)，，； (3)【详解】(1) 太阳的核聚变反应方程为(2)光子能量为光子动量为根据能量守恒有解得(3)根据动量定理得所以光压为17．（1）；（2）【详解】（1）由题可知，根据动能定理可知根据光电效应方程联立解得逸出功为（2）根据而整理得18．①P=hν0；②【详解】(1)设单位时间内有n个光子照射在金属上，饱和光电流为，=又因为E=nhν0=hν0解得P=hν0(2)由图可知遏止电压为，根据动能定理物质波的波长公式为，p=逸出光电子的物质波的最短波长为19．【详解】根据动能定理解得由解得则电子和质子的德布罗意波长之比20．（1）；（2）；（3）【详解】(1)每个光子的能量为设单位时间内的光子数为n，则t时间内光子的总能量为则单位时间内到达物体表面的光子数(2)激光束被物体表面完全反射时，其单位时间内的动量变化量为根据动量定理，激光束对物体表面的作用力为因此激光束在物体表面引起的光压为(3)厚度取最小值时，平板受到的光压F1与引力F2平衡，设平板面积为S，最小厚度为d，则有得代入数据