高中物理人教版 (新课标)选修33 崭新的一页：粒子的波动性课时作业

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修33 崭新的一页：粒子的波动性课时作业，共3页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题共6小题，每小题6分)
1．(多选)能说明光具有波粒二象性的实验是( )
A．光的干涉和衍射
B．光的干涉和光电效应
C．光的衍射和康普顿效应
D．光电效应和康普顿效应
[解析] 光的干涉和光的衍射只说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应只说明光具有粒子性，B、C正确．
[答案] BC
2．(多选)关于物质波，下列认识正确的是( )
A．任何运动的物体(质点)都对应一种波，这种波叫物质波
B．X射线的衍射实验证实了物质波假说是正确的
C．电子的衍射实验证实了物质波假说是正确的
D．宏观物体尽管可以看成物质波，但无法观察到其干涉、衍射等现象
[解析] 由德布罗意假说可判断选项A正确；X射线的衍射实验证实了X射线是波长很短的电磁波，故选项B错误；电子的衍射实验证实了电子具有波动性，故选项C正确；宏观物体对应的物质波的波长极短，实验室无法进行实验，选项D正确．
[答案] ACD
3．(多选)下列关于实物粒子的说法中正确的是( )
A．向前飞行的子弹不具有波动性
B．射击运动员之所以很难射中靶子，是因为子弹具有波动性
C．子弹既具有粒子性，又具有波动性
D．子弹具有波动性，但波长很短表现不出来
[解析] 运动的实物粒子具有波粒二象性，对子弹来说，其德布罗意波长很短，很难表现出波动性，子弹的波动性对射击的准确性没有任何影响，故C、D正确，A、B错误．
[答案] CD
4．(多选)关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．光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波
C．当光和物质相互作用时表现出粒子性
D．光在传播过程中表现出波动性
[解析] 光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，A错误；当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，光的干涉、衍射又说明光是一种波，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波，B错误，C、D正确．
[答案] CD
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＝eq \f(hλ,c)，p＝0 B．E＝eq \f(hλ,c)，p＝eq \f(hλ,c2)
C．E＝eq \f(hc,λ)，p＝0D．E＝eq \f(hc,λ)，p＝eq \f(h,λ)
[解析] 根据E＝hν，且λ＝eq \f(h,p)，c＝λν可得X射线每个光子的能量为E＝eq \f(hc,λ)，每个光子的动量为p＝eq \f(h,λ).
[答案] D
6．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粒子性
B．实验中电子束的德布罗意波波长为λ＝eq \f(h,\r(2meU))
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
[解析] 得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A错误；由德布罗意波波长公式λ＝eq \f(h,p)，而动量p＝eq \r(2mEk)＝eq \r(2meU)，两式联立得λ＝eq \f(h,\r(2meU))，B正确；从公式λ＝eq \f(h,\r(2meU))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，衍射现象相比电子不明显，故D错误．
[答案] B
二、非选择题(14分)
7．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为λ，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m.
(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p＝eq \f(h,λ))；
(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？
[解析] (1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为F，单位时间打到太阳帆上的光子数为N，则N＝nS
由动量定理有FΔt＝NΔt·2p
所以F＝N·2p
而光子动量p＝eq \f(h,λ)，所以F＝eq \f(2nSh,λ)
由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为
a＝eq \f(F,m)＝eq \f(2nSh,mλ).
(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为F′＝eq \f(nSh,λ)，飞船的加速度a′＝eq \f(nSh,mλ).
[答案] (1)eq \f(2nSh,mλ) (2)eq \f(nSh,mλ)