2020-2021物理3-5課時(shí)分層作業(yè)6 粒子的波動(dòng)性

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年人教版物理選修3-5課時(shí)分層作業(yè)6粒子的波動(dòng)性課時(shí)分層作業(yè)(六)(時(shí)間:15分鐘分值:50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分）1．（多選）能說(shuō)明光具有波粒二象性的實(shí)驗(yàn)是（)A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光電效應(yīng)C．光的衍射和康普頓效應(yīng)D．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)[解析］光的干涉和光的衍射只說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)只說(shuō)明光具有粒子性,B、C正確．[答案]BC2．（多選)關(guān)于物質(zhì)波,下列認(rèn)識(shí)正確的是（）A．任何運(yùn)動(dòng)的物體(質(zhì)點(diǎn))都對(duì)應(yīng)一種波，這種波叫物質(zhì)波B．X射線的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了物質(zhì)波假說(shuō)是正確的C．電子的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了物質(zhì)波假說(shuō)是正確的D．宏觀物體盡管可以看成物質(zhì)波，但無(wú)法觀察到其干涉、衍射等現(xiàn)象[解析］由德布羅意假說(shuō)可判斷選項(xiàng)A正確;X射線的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了X射線是波長(zhǎng)很短的電磁波，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電子的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子具有波動(dòng)性，故選項(xiàng)C正確；宏觀物體對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波的波長(zhǎng)極短，實(shí)驗(yàn)室無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)D正確．[答案]ACD3．（多選）下列關(guān)于實(shí)物粒子的說(shuō)法中正確的是（)A．向前飛行的子彈不具有波動(dòng)性B．射擊運(yùn)動(dòng)員之所以很難射中靶子，是因?yàn)樽訌椌哂胁▌?dòng)性C．子彈既具有粒子性，又具有波動(dòng)性D．子彈具有波動(dòng)性，但波長(zhǎng)很短表現(xiàn)不出來(lái)［解析]運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波粒二象性，對(duì)子彈來(lái)說(shuō),其德布羅意波長(zhǎng)很短，很難表現(xiàn)出波動(dòng)性，子彈的波動(dòng)性對(duì)射擊的準(zhǔn)確性沒(méi)有任何影響，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤．［答案］CD4．（多選）關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是(）A．一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子,光波與機(jī)械波是同樣的一種波C．當(dāng)光和物質(zhì)相互作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性D．光在傳播過(guò)程中表現(xiàn)出波動(dòng)性［解析］光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性，A錯(cuò)誤；當(dāng)光和物質(zhì)作用時(shí),是“一份一份”的,表現(xiàn)出粒子性,光的干涉、衍射又說(shuō)明光是一種波,光既不同于宏觀的粒子,也不同于宏觀的波，B錯(cuò)誤，C、D正確．[答案]CD5．X射線是一種高頻電磁波,若X射線在真空中的波長(zhǎng)為λ,以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以E和p分別表示X射線每個(gè)光子的能量和動(dòng)量，則(）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＝0 D．E＝eq\f（hc,λ）,p＝eq\f(h,λ)[解析］根據(jù)E＝hν，且λ＝eq\f(h，p)，c＝λν可得X射線每個(gè)光子的能量為E＝eq\f（hc,λ）,每個(gè)光子的動(dòng)量為p＝eq\f（h，λ）.［答案]D6．利用金屬晶格(大小約10－10m）作為障礙物觀察電子的衍射圖樣,方法是讓電子通過(guò)電場(chǎng)加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說(shuō)法中正確的是(）A．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電子具有粒子性B．實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波波長(zhǎng)為λ＝eq\f（h，\r（2meU))C．加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯D．若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯[解析]得到電子的衍射圖樣,說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，A錯(cuò)誤；由德布羅意波波長(zhǎng)公式λ＝eq\f（h,p），而動(dòng)量p＝eq\r（2mEk)＝eq\r（2meU）,兩式聯(lián)立得λ＝eq\f(h，\r（2meU）），B正確；從公式λ＝eq\f(h,\r（2meU））可知，加速電壓越大，電子的波長(zhǎng)越小,衍射現(xiàn)象就越不明顯，C錯(cuò)誤；用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子,質(zhì)子的波長(zhǎng)變小，衍射現(xiàn)象相比電子不明顯，故D錯(cuò)誤．［答案］B二、非選擇題（14分）7．科學(xué)家設(shè)想未來(lái)的宇航事業(yè)中利用太陽(yáng)帆來(lái)加速星際飛船，設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到的光子數(shù)為n，光子平均波長(zhǎng)為λ，太陽(yáng)帆面積為S，反射率100%，設(shè)太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆上,飛船總質(zhì)量為m.(1）求飛船加速度的表達(dá)式(光子動(dòng)量p＝eq\f(h,λ))；（2）若太陽(yáng)帆是黑色的,飛船的加速度又為多少？［解析]（1)光子垂直射到太陽(yáng)帆上再反射,動(dòng)量變化量為2p，設(shè)光對(duì)太陽(yáng)帆的壓力為F,單位時(shí)間打到太陽(yáng)帆上的光子數(shù)為N，則N＝nS由動(dòng)量定理有FΔt＝NΔt·2p所以F＝N·2p而光子動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，所以F＝eq\f(2nSh,λ)由牛頓第二定律可得飛船加速度的表達(dá)式為a＝eq\f(F,m）＝eq\f（2nSh,mλ)。（2）若太陽(yáng)帆是黑色的，光子垂直打到太陽(yáng)帆上不再反射（被太陽(yáng)帆吸收），光子動(dòng)量變化量為p，故太陽(yáng)帆上受到的光壓力為F′＝eq\f(nSh，λ），飛船的加速度a′＝eq\f（nSh，mλ).［答案](1）eq\f（2nSh