【步步高 学案导学设计】2021-2021学年高中物理 第十七章 第3节 粒子的波动性课时作业 新人教版选修3-5.doc

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1、第3节粒子的波动性1光的本性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有_性，光电效应和康普顿效应表明光具有_性即光具有_性2光子的能量和动量(1)能量：_，(2)动量p_.能量和动量p是描述物质的_性的重要物理量；波长或频率是描述物质的_性的典型物理量因此_和p_揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系3德布罗意波任何一个_的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫_，也称为德布罗意波物质波的波长、频率关系式：_，_.4物质波的实验验证(1)实验探究思路_、_是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象(2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了_的实验，得到

2、了电子的_，证实了电子的_(3)说明：人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的_，对于这些粒子，德布罗意给出的_和_关系同样正确宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的_很大，对应的德布罗意波的波长_，根本无法观察到它的_5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6下列说法中正确的是()A物质波属于机械波B只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做

3、物质波D宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性【概念规律练】知识点一光的波粒二象性1关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是()A波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性B光的频率越高，粒子性越明显C能量越大的光子其波动性越显著D光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下2关于光的波粒二象性的下列说法中，正确的是()A光既有波动性，又有粒子性B光表现出波动性时就不具有粒子性，光表现出粒子性时就不具有波动性C大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D光有粒子性，但不能把光子等同于质点，光有波动性

4、，但不能把光等同于宏观的机械波3关于光的波粒二象性，正确的说法是()A光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著B光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显C频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性知识点二物质波4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BX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宏观物体对应的德布罗意波尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象5刘翔在雅典奥运会上110 m栏的夺冠成绩为12秒91，其质量约为8

5、0 kg.计算刘翔110 m栏跑中德布罗意波波长，并说明其波动性如何【方法技巧练】德布罗意波波长的计算方法6电子经电势差为U200 V的电场加速，在vc的情况下，求此电子的德布罗意波长1关于光的本性，下列说法中正确的是()A关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的2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

6、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光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量h中，频率仍表示的是波的特性3关于物质波，下列说法正确的是()A电子衍射图样证明了物质波的正确性B粒子的动量越大，其波动性越易观察C粒子的动量越小，其波动性越易观察D电子衍射图样中电子束物质波的波长与金属晶格大小可以比拟4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动量相等的电子和中子，中子的波长短D甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍5现代物理学认为

7、，光和实物粒子都具有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是()A一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C质量为103 kg、速度为102 m/s的小球，其德布罗意波长约为1028 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D人们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大致相同6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，则描写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变为原来波长的倍72002年诺贝尔物理学奖中的一项是奖

8、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，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()AE，p0 BE，pCE，p0 DE，p题号1234567答案8.阴极射线管中电子的速度为2107 m/s，请计算它的德布罗意波长9一颗近地卫星质量为m，求其德布罗意波长为多少？(已知地球半径为R，重力加速度为g)102008年6月13日凌晨，古巴小将罗伯斯在捷克俄斯特拉发田径大奖赛男子110 m栏比赛中，以12秒87的成绩打破了中国飞人刘翔的记录，设罗伯斯质量约为74 kg，试计算他在110 m栏跑

9、中的德布罗意波长，并说明其波动性是否明显11粒子在匀强磁场中沿半径r0.83 m的圆周做匀速圆周运动，磁场的磁感应强度为0.25 T，求粒子的德布罗意波的波长(粒子的电荷量为2e)第3节粒子的波动性课前预习练.波动粒子波粒二象2(1)h(2)粒子波动h3运动着物质波4(1)干涉衍射(2)电子束衍射衍射图样波动性(3)波动性动量很小波动性5C光的波粒二象性是说光有波动性，又有粒子性，故A错；光子与电子是不同的粒子，具有不同的特性，故B错，C正确；大量光子的行为具有一定的波动规律，呈现波动性，D错6C物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，

10、看不出来故只有选项C正确课堂探究练1C波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时侯表现出的波动性较明显，或者说在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下，光的波动性表现明显A、D说法正确；光的频率越高，能量越高，粒子性相对波动性越明显，B说法正确，C说法错误2ACD光的波粒二象性是光的属性，是一个有机整体大量光子显示波动性，个别光子显示粒子性正确选项为A、C、D.3ABD干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，选项C错误，D正确但波长越长、频率愈低的光波，干涉和衍射愈容易发生，波动性愈显著频率愈高、光子的能量越大，愈容易发生光电效应，

11、粒子性愈显著故选项A、B正确4BDX射线衍射实验验证X射线是电磁波，B错误宏观物体对应的德布罗意波也具有干涉、衍射现象，只不过现象不明显，D错误59.71037 m根本无法观察到它的波动性解析刘翔110 m栏跑时对应德布罗意波波长为m9.71037m可见此波长极短，根本无法观察到它的波动性68.63102 nm解析已知mev2EkeU所以v nmU200 V，则电子的德布罗意波长 nm nm8.63102 nm.方法总结解此类问题时关键要抓住能量守恒定律和德布罗意波长计算公式，运用这两个知识点，即可进行解题，同时在解题的过程中还应挖掘题意课后巩固练1C光具有波粒二象性，这是现代物理学关于光的本

12、性的认识，光的波粒二象性不同于牛顿提出的微粒说和惠更斯的波动说，是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故A、B、D错误，C对2D光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说3ACD衍射现象是波的特性，所以电子衍射图样可证明物质波是正确的，A对；由p知，p越大，越小，不易发生衍射现象，所以C对，B错；发生明显衍射的条件是波长与障碍物尺寸相差不多或比障碍物

13、大，所以D对4A由可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式p可知，电子的动量小，波长长动量相等的电子和中子，其波长应相等如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的.5BD说明光具有波动性的是干涉和衍射，而光电效应说明光具有粒子性，故本题应选B、D.6C由题知，粒子速度为v时，1；粒子速度为2v时，21，可知C正确，A、B、D错7D根据Eh，且，c可得X射线每个光子的能量为：E，每个光子的动量为：p.83.641011 m解析 m3.641011 m.9.解析设地球质量为M，则对于近地卫星有：Gm对地球表面物体m0有：Gm0g所以v，根据德布罗意波长公式得：101.0481036m，波动性不明显解析罗伯斯110米栏跑时对应的德布罗意波波长为 m1.0481036 m.可见此波长极短，比宏观物体的尺度小很多，波动性不明显111.01014 m解析粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，即mqvB，pmvqBr2eBr，代入数值得p0.6641019 kgm/s，粒子的波长 m1.01014 m.7