高中_物理_物理选修_选修3-5_高中物理人教版选修3-5习题含*_高中物理人教版选修3-5习题：第17章　波粒二象*第4、5节含解析

第十七章　第四、五节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．下列说法正确的是eq\x(导学号96140187)(　　)A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍*现象D．在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上*：B解析：概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置。2．(湖北武钢三中、武汉三中、省实验中学2015～2016学年高二下学期联考)下列说法中正确的是eq\x(导学号96140188)(　　)A．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍*现象B．只要增大入*光强度，就一定能发生光电效应C．如果能发生光电效应，只增大入*光强度，单位时间内逸出的光电子数目不变D．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方*：D解析：概率波是物质波，传播不需要介质，而机械波传播需要介质，故概率波和机械波的本质是不一样的，但是都能发生干涉和衍*现象，故A错误；发生光电效应的条件是入*光的频率大于极限频率，与光强无关，故B错误；如果能发生光电效应，只增大入*光强度，则光子的密集程度增加，故单位时间内逸出的光电子数目增加，故C错误；光波是概率波，故光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方，故D正确，故选D。3．在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是eq\x(导学号96140189)(　　)①若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点②若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹③这一实验结果*了光具有波动*④这一实验结果否定了光具有粒子*A．①②③对　　　B．①②④对C．①③④对　　　D．②③④对*：A解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动*，个别光子行为表现为粒子*。上述实验表明光具有波粒二象*，故①②③正确，即A正确。4．下列各种波属于概率波的是eq\x(导学号96140190)(　　)A．声波　　　　B．无线电波C．光波　　　D．物质波*：CD解析：光波的波动*具有概率波的规律，任一运动的物体均有一种物质波与之对应，且这种物质波也具有概率波的规律。概率波与机械波和电磁波的本质不同。5．在验*光的波粒二象*的实验中，下列说法正确的是eq\x(导学号96140191)(　　)A．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍*图样B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍*图样C．光子通过狭缝的运动路线是直线D．光的波动*是大量光子运动的规律*：AD解析：个别或少数光子表现出光的粒子*，大量光子表现出光的波动*，如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍*图样，A、D选项正确。单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍*图样，B、C选项错。6．从光的波粒二象*出发，下列说法正确的是eq\x(导学号96140192)(　　)A．光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象*B．光的频率越高，光子的能量越大C．在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方D．在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方*：BD解析：光具有波粒二象*，光的频率越高，光子的能量越大，A错，B正确。在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方，暗纹是光子到达概率小的地方，C错，D正确。二、非选择题7．一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电子质量为9.1×10－31kg)eq\x(导学号96140193)*：Δx≥2.90×10－3m解析：由不确定*关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)得：电子位置的不确定范围Δx≥eq\f(h,4πΔp)＝eq\f(6.63×10－34,4×3.14×9.1×10－31×200×0.01%)m＝2.90×10－3m．8．在双缝干涉实验中，某光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律？请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成。eq\x(导学号96140194)*：在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点根本不能预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波。能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(黑龙*大庆一中2015～2016学年高二下学期检测)下列说法不正确的是eq\x(导学号96140195)(　　)A．黑体辐*电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B．光波是一种概率波C．实物粒子也具有波动*D．光电效应现象说明光具有粒子*而康普顿效应现象说明光具有波动**：D解析：根据黑体辐*规律：黑体辐*电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，故A正确；光具有波粒二象*，是一种概率波，故B正确；由德布罗意波可知，实物粒子也具有波动*，故C正确；光电效应与康普顿效应，揭示了光的粒子*的一面，故D不正确；本题选择不正确的，故选D。2．如图所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光。那么在荧光屏上将看到eq\x(导学号96140196)(　　)A．只有两条亮纹B．有多条明暗相间的条纹C．没有条纹D．只有一条亮纹*：B解析：由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动*支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以选项B正确。3．下列说法中正确的是eq\x(导学号96140197)(　　)A．光的波粒二象*，就是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B．光的波粒二象*彻底*了麦克斯韦的光的电磁说C．光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征D．光波是宏观概念中那种连续的波*：C解析：牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，都不正确。4．根据不确定*关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，判断下列说法正确的是eq\x(导学号96140198)(　　)A．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关*：AD解析：不确定*关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定*，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关。无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定*关系所给出的限度，故A、D正确。5．如图所示，灯丝F发*的电子束经过电场加速后从阳极上狭缝S穿出，通过两条平行狭缝S1、S2后，在荧光屏上形成明显的双缝干涉图样。已知一个电子从狭缝S穿出时动量为p，普朗克常量为h，则eq\x(导学号96140199)(　　)INCLUDEPICTURE"lu25.tif"A．经过电场加速后，电子的德布罗意波长为eq\f(p,h)B．经过电场加速后，电子的德布罗意波长为eq\f(h,p)C．荧光屏上暗纹的位置是电子不能到达的位置D．荧光屏上亮纹的位置是电子到达概率大的位置*：BD解析：电子的德布罗意波长λ＝eq\f(h,p)，B正确，荧光屏上暗纹的位置是电子到达概率小的位置，亮纹的位置是电子到达概率大的位置，D正确。二、非选择题6．在单缝衍*实验中，若单缝宽度是1.0×10－9m，那么光子经过单缝发生衍*，动量不确定量是多少？eq\x(导学号96140200)*：Δp≥0.53×10－25kg·m/s解析：单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量即Δx＝1.0×10－9m，由ΔxΔp≥eq\f(h,4π)有：1．0×10－9×Δp≥eq\f(6.63×10－34,4π)，则Δp≥0.53×10－25kg·m/s7．我们能感知光现象，是因为我们接收到了一定能量的光，一个频率是106Hz的无线电波的光子的能量是多大？一个频率为6×1014Hz的绿*光子和1018Hz的γ光子的能量各是多大？请结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明：为什么低频电磁波的波动*显著而高频电磁波的粒子*显著。eq\x(导学号96140201)解析：由公式E＝hν得：E1＝hν1＝6.63×10－34×106J＝6.63×10－28JE2＝hν2＝6.63×10－34×6×1014J＝3.978×10－19JE3＝hν3＝6.63×10－34×1018J＝6.63×10－16J低频电磁波的光子能量小，波长长，容易观察到干涉和衍*现象，波动*显著，在衍*的亮纹处表示到达的光子数多，概率大，而在暗纹处表示到达的光子数少，概率小，相比之下，高频电磁波光子能量大，波长极短，很难找到其发生明显衍*的狭缝或障碍物，因而波动*不容易观察到，粒子*显著。