PAGE4-粒子的波動性(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每題5分，共20分)1.在下列各組所說的兩個現象中，都表現出光具有粒子性的是()A.光的折射現象、偏振現象B.光的反射現象、干涉現象C.光的衍射現象、色散現象D.光電效應現象、康普頓效應【解析】選D。本題考查光的性質。干涉、衍射、偏振都是光的波動性的表現，只有光電效應現象和康普頓效應是光的粒子性的表現，D正確。2.波粒二象性是微觀世界粒子的基本特征，以下說法正確的有()A.光電效應現象揭示了光的波動性B.熱中子束射到晶體上產生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射的試驗規律可用光的波動性說明D.動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波長也相等【解題指南】(1)在宏觀現象中，波與粒子是對立的概念，而在微觀世界中，波與粒子可以統一。(2)光具有波粒二象性是指光在傳播過程中和其他物質作用時分別表現出波和粒子的特性。【解析】選B。光電效應無法用波動性說明，愛因斯坦引入了光量子，勝利說明白光電效應，因此光電效應現象揭示了光的粒子性，故A錯誤；衍射和干涉是波特有的現象，熱中子束射到晶體上產生衍射圖樣說明中子具有波動性，故B正確；黑體輻射的試驗規律無法用光的波動性說明，為了說明黑體輻射規律，普朗克建立了量子理論，勝利說明白黑體輻射的試驗規律，故C錯誤；依據p=，因為質子質量大于電子質量，質子動量大于電子的動量，由λ=知質子的德布羅意波長比電子的小，故D錯誤。3.關于物質波，下列相識錯誤的是 ()A.只要是運動著的物體，不論是宏觀物體，還是微觀粒子，都有相應的波動性，這就是物質波B.只有運動著的微觀粒子才有物質波，對于宏觀物體，不論其是否運動，都沒有相對應的物質波C.由于宏觀物體的德布羅意波長太小，所以難以視察到它們的波動性D.電子束照耀到金屬晶體上得到了電子束的衍射圖樣，從而證明白德布羅意的假設是正確的【解析】選B。由物質波的定義可知，只要物體運動就會有波動性，其波長λ=，B錯誤，A正確；宏觀物體的德布羅意波長太小，難以觀測，C正確；電子束照耀在金屬晶體上得到電子束的衍射圖樣，說明白德布羅意的假設是正確的，D正確。4.(2024·大同高二檢測)影響顯微鏡辨別本事的一個因素是波的衍射，衍射現象越明顯，辨別本事越低。利用電子束工作的電子顯微鏡有較強的辨別本事，它是用高壓對電子束加速，最終打在感光膠片上來視察圖像。以下說法正確的是()A.加速電壓越高，電子的波長越長，辨別本事越強B.加速電壓越高，電子的波長越短，衍射現象越明顯C.假如加速電壓相同，則用質子束工作的顯微鏡比用電子束工作的顯微鏡辨別本事強D.假如加速電壓相同，則用質子束工作的顯微鏡比用電子束工作的顯微鏡辨別本事弱【解析】選C。設加速電壓為U，電子電荷量為e，質量為m，則有Ek=mv2=eU=，又p=，故eU=，可得λ=。對電子來說，加速電壓越高，λ越小，衍射現象越不明顯，故A、B都錯。電子與質子比較，因質子質量比電子質量大得多，可知質子加速后的波長要小得多，衍射現象不明顯，辨別本事強，故C對，D錯。二、計算題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)5.電子和光一樣具有波動性和粒子性，它表現出波動的性質，就像X射線穿過晶體時會產生衍射一樣，這一類實物粒子的波動叫物質波。質量為m的電子以速度v運動時，這種物質波的波長可表示為λ=，電子質量m=9.1×10-31kg，電子電荷量e=1.6×10-19C，普朗克常量h=6.6×10-34J(1)計算具有100eV動能的電子的動量p和波長λ。(2)若一個靜止的電子經2500V電壓加速，求能量和這個電子動能相同的光子的波長，并求該光子的波長和這個電子的波長之比。【解析】(1)電子的動量p==5.4×10-24kg·m/s電子的波長λ==1.2×10-10m。(2)電子的動量p′===2.7×10-23kg·m/s電子的波長λ′==2.4×10-11m光子能量E=Ek′==2500eV=4.0×10-16J光子波長λ==5.0×10-10m則=20.8。答案：(1)5.4×10-24kg·m/s1.2×10(2)5.0×10-10m【實力挑戰區】6.(18分)假如一個中子和一個質量為10g的子彈都以103m/s的速度運動，則它們的德布羅意波的波長分別是多長？(中子的質量為1.67×10-27kg；【解析】本題考查德布羅意波長的計算。任何物體的運動都對應著一個波長，依據公式λ=不難求得結果。中子的動量為p1=m1v，子彈的動量為p2=m2v，據λ=知中子和子彈的德布羅意波長分別為：λ1=，λ2=，聯立以上各式解得：λ1=，λ2=。將m1=1.67×10-