2025人教版物理重難點-選擇性必修三專題4.6 粒子的波動性和量子力學(xué)的建立（含答案）

2025人教版物理重難點-選擇性必修三專題4.6粒子的波動性和量子力學(xué)的建立（含答案）專題4.6粒子的波動性和量子力學(xué)的建立【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1粒子的波動性】 【題型2物質(zhì)波的實驗驗證】 【題型3量子力學(xué)的建立】 【題型4量子力學(xué)的應(yīng)用】 【題型5聯(lián)系實際】 【題型6對比問題】 【題型7綜合問題】 【題型1粒子的波動性】【例1】一個德布羅意波長為λ1的中子和另一個德布羅意波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核，該氚核的德布羅意波長為()A.eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1＋λ2,2)D.eq\f(λ1－λ2,2)【變式1-1】已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子的質(zhì)量為9.11×10－31kg，一個電子和一滴直徑約為4μm的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為()A．10－8B．106C．108 D．1016【變式1-2】如果下列四種粒子具有相同的速率,則德布羅意波長最小的是()A.α粒子 B.β粒子C.中子 D.質(zhì)子【變式1-3】如果一個中子和一個質(zhì)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少？(中子的質(zhì)量為1.67×10－27kg)【題型2物質(zhì)波的實驗驗證】【例2】[多選]實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E．光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)【變式2-1】在歷史上，最早證明德布羅意波存在的實驗是()A．弱光衍射實驗B．電子束在晶體上的衍射實驗C．弱光干涉實驗D．以上都不正確【變式2-2】(多選)1927年，戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一.如圖甲所示是該實驗裝置的簡化圖，如圖乙所示為電子束的衍射圖樣，下列說法正確的是()A.亮條紋是電子到達概率大的地方B.該實驗說明物質(zhì)波理論是正確的C.該實驗再次說明光子具有波動性D.該實驗說明實物粒子具有波動性【變式2-3】[多選]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，方法是讓電子束通過電場加速后，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，則下列說法中正確的是()A．該實驗說明了電子具有波動性B．實驗中電子束的德布羅意波的波長為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．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯【題型3量子力學(xué)的建立】【例3】[多選]下列關(guān)于波粒二象性的說法正確的是()A．光電效應(yīng)揭示了光的波動性B．使光子一個一個地通過單縫，若時間足夠長，底片上也會出現(xiàn)衍射圖樣C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的粒子性解釋D．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性【變式3-1】（多選）量子力學(xué)的創(chuàng)立給人類的科學(xué)、技術(shù)和社會形態(tài)帶來了極其深刻的影響。有關(guān)量子力學(xué)的應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．量子力學(xué)推動了核物理和粒子物理的發(fā)展B．量子力學(xué)推動了原子、分子物理和光學(xué)的發(fā)展C．量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論D．量子力學(xué)推動了固體物理的發(fā)展【變式3-2】波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有（）A．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋B．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的波粒二象性C．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等【變式3-3】(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D.動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長也相等【題型4量子力學(xué)的應(yīng)用】【例4】下列說法正確的是()A．質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長短B．速度大的物體，其德布羅意波長短C．動量大的物體，其德布羅意波長短D．動能大的物體，其德布羅意波長短【變式4-1】太陽帆飛行器是利用太陽光獲得動力的一種航天器，其原理是光子在太陽帆表面反射的過程中會對太陽帆產(chǎn)生一個沖量。若光子垂直太陽帆入射并反射，其波長為，普朗克常量為h，則對它的沖量大小為（）A． B． C． D．【變式4-2】如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的哪個物理量也相等()A．速度B．動能C．動量D．總能量【變式4-3】(多選)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中正確的是()A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性【題型5聯(lián)系實際】【例5】2021年開始實行的“十四五”規(guī)劃提出，把量子技術(shù)與人工智能和半導(dǎo)體一起列為重點研發(fā)對象，在量子通信技術(shù)方面，中國已有量子通信專利數(shù)超3000項，領(lǐng)先美國。下列有關(guān)說法正確的是（）A．玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B．動能相同的一個質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波長比電子長C．康普頓效應(yīng)表明光子不僅具有能量，還具有動量D．普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性【變式5-1】科研人員利用冷凍電鏡斷層掃描技術(shù)首次“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像，冷凍電鏡是利用高速電子具有波動性原理，其分辨率比光學(xué)顯微鏡高1000倍以上。下列說法正確的是（）A．電子的實物波是電磁波B．電子的德布羅意波長與其動量成正比C．冷凍電鏡的分辨率與電子加速電壓有關(guān)，加速電壓越高，則分辨率越低D．若用相同動能的質(zhì)子代替電子，理論上也能“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像【變式5-2】脈沖燃料激光器以的脈沖形式發(fā)射波長為585nm的光，這個波長的光可以被血液中的血紅蛋白強烈吸收，從而有效清除由血液造成的瘢痕。每個脈沖向瘢痕傳送約為的能量，普朗克常量為。（）A．每個光子的能量約為B．每個光子的動量約為C．激光器的輸出功率不能小于1.24WD．每個脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為個【變式5-3】光照射到物體上對物體表面產(chǎn)生的壓力叫光壓，科學(xué)家設(shè)想在未來的宇航事業(yè)中利用太陽照射到太陽帆上產(chǎn)生的光壓來加速星際飛船，設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到光的總能量為E，光平均波長為，光在真空中的速度為c，太陽帆面積為S，反射率100%，設(shè)太陽光垂直射到太陽帆上，飛船總質(zhì)量為m，普朗克常量為h。求：（1）太陽帆上每秒內(nèi)接受到光子的個數(shù)；（2）星際飛船飛行的加速度。【題型6對比問題】【例6】（多選）中國的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)開始邁向5G時代，5G即第五代移動通信技術(shù)，采用3300～5000MHz頻段，相比于現(xiàn)有的4G（即第四代移動通信技術(shù)，采用1880～2635MHz頻段）技術(shù)而言，具有更大的優(yōu)勢。5G信號與4G信號相比，下列說法正確的是（）A．5G信號比4G信號在真空中的傳播速度快B．4G信號波動性更顯著C．4G和5G信號都是橫波D．5G信號更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象E．5G信號能量比4G信號能量更大【變式6-1】下列說法正確的是（）A．光的波長越長，光子能量越大，波動性越明顯B．光的頻率越高，光子能量越大，粒子性越明顯C．動能相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長相同D．速率相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長相同【變式6-2】如圖為一玻璃球過球心O的橫截面，兩條可見光線1、2合在一起平行于橫截面的直徑從A點射入玻璃球，分成光線3、4。已知光線1、2與OA的夾角為60°，3、4與OA的夾角分別為45°、30°，則這兩束光()A．3、4兩種光對此種玻璃的折射率之比B．3、4兩種光在此種玻璃中的速度之比C．光子動量p3＞p4D．射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距【變式6-3】(多選)兩種單色光分別經(jīng)同一單縫衍射裝置得到的衍射圖樣如圖甲、乙所示。圖丙中有一半圓形玻璃磚，O是圓心，MN是法線，PQ是足夠長的光屏。甲光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向O點，折射角為r。下列說法正確的是()A．真空中甲光光子的動量大于乙光光子動量B．甲光從玻璃射向空氣發(fā)生全發(fā)射的臨界角C滿足C．若乙光恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則甲光不可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．丙圖入射光若是包含甲乙兩種成分的復(fù)色光，則在PQ屏上形成的兩個光斑中乙光光斑在右邊【題型7綜合問題】【例7】下列說法正確的是()A.質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比B.天然放射的三種射線，穿透能力最強的是α射線C.光電效應(yīng)實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性【變式7-1】（多選）運動的微觀粒子具有波粒二象性，有能量E、動量p，也對應(yīng)著一定的波長λ。m表示粒子的質(zhì)量，下列圖像正確的是()【變式7-2】（多選）著名物理學(xué)家湯姆孫曾在實驗中讓電子束通過電場加速后，通過多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，已知電子質(zhì)量為，加速后電子速度m/s，普朗克常量J·s，則（）A．該圖樣說明了電子具有粒子性B．該實驗中電子的德布羅意波長約為0.15nmC．加速電壓越大，電子的物質(zhì)波波長越大D．使用電子束工作的電子顯微鏡中，加速電壓越大，分辨本領(lǐng)越強【變式7-3】（多選）如圖為人們利用量子理論研制的電子顯微鏡拍攝到的鈾酰微晶照片，放大了約1億倍，這是光學(xué)顯微鏡做不到的對于量子理論的建立過程，下列說法符合事實的是（）A．普朗克能量子假說得出的黑體輻射公式很好地解釋了黑體輻射實驗規(guī)律B．愛因斯坦光子說解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，說明了光子具有能量和動量C．玻爾氫原子理論中電子的運動是具有確定坐標的質(zhì)點的軌道運動D．電子顯微鏡利用高速電子束的德布羅意波長比可見光波長更小提高了分辨能力

參考答案【題型1粒子的波動性】【例1】一個德布羅意波長為λ1的中子和另一個德布羅意波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核，該氚核的德布羅意波長為()A.eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1＋λ2,2)D.eq\f(λ1－λ2,2)解析：選A中子的動量p1＝eq\f(h,λ1)，氘核的動量p2＝eq\f(h,λ2)，同向正碰后形成的氚核的動量p3＝p2＋p1，所以氚核的德布羅意波長λ3＝eq\f(h,p3)＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)，A正確?！咀兪?-1】已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子的質(zhì)量為9.11×10－31kg，一個電子和一滴直徑約為4μm的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為()A．10－8B．106C．108 D．1016解析：選C根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)，p＝eq\r(2mEk)，解得λ＝eq\f(h,\r(2mEk))，由題意可知，電子與油滴的動能相同，則其波長與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有eq\f(λ電,λ油)＝eq\f(\r(m油),\r(m電))，m油＝ρ·eq\f(1,6)πd3＝0.8×103×eq\f(1,6)×3.14×(4×10－6)3kg≈2.7×10－14kg，代入數(shù)據(jù)解得eq\f(λ電,λ油)＝eq\r(\f(2.7×10－14,9.11×10－31))≈1.7×108，故C正確，A、B、D錯誤?！咀兪?-2】如果下列四種粒子具有相同的速率,則德布羅意波長最小的是()A.α粒子 B.β粒子C.中子 D.質(zhì)子解析:選A，由德布羅意波長λ=hp,動量p=mv可得λ=h【變式1-3】如果一個中子和一個質(zhì)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少？(中子的質(zhì)量為1.67×10－27kg)解析中子的動量p1＝m1v，子彈的動量為p2＝m2v，由公式λ＝eq\f(h,p)知，中子和子彈的德布羅意波長分別為λ中＝eq\f(h,p1)和λ子＝eq\f(h,p2)，因此可得到λ中＝eq\f(h,m1v)，λ子＝eq\f(h,m2v)，代入數(shù)據(jù)得：λ中＝4.0×10－10mλ子＝6.63×10－35m。答案4.0×10－10m6.63×10－35m【題型2物質(zhì)波的實驗驗證】【例2】[多選]實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E．光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)解析：選ACD電子束具有波動性，通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，選項A正確。β射線在云室中高速運動時，徑跡又細又直，表現(xiàn)出粒子性，選項B錯誤。人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出波動性，選項C正確。電子顯微鏡是利用電子束工作的，體現(xiàn)了波動性，選項D正確。光電效應(yīng)實驗，體現(xiàn)的是粒子性，選項E錯誤?！咀兪?-1】在歷史上，最早證明德布羅意波存在的實驗是()A．弱光衍射實驗B．電子束在晶體上的衍射實驗C．弱光干涉實驗D．以上都不正確解析最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射實驗，故B項正確。答案B【變式2-2】(多選)1927年，戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一.如圖甲所示是該實驗裝置的簡化圖，如圖乙所示為電子束的衍射圖樣，下列說法正確的是()A.亮條紋是電子到達概率大的地方B.該實驗說明物質(zhì)波理論是正確的C.該實驗再次說明光子具有波動性D.該實驗說明實物粒子具有波動性答案ABD解析電子屬于實物粒子，電子衍射實驗說明電子具有波動性，說明物質(zhì)波理論是正確的，與光的波動性無關(guān)，B、D正確，C錯誤；物質(zhì)波也是概率波，亮條紋是電子到達概率大的地方，A正確.【變式2-3】[多選]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，方法是讓電子束通過電場加速后，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，則下列說法中正確的是()A．該實驗說明了電子具有波動性B．實驗中電子束的德布羅意波的波長為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．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯解析：選AB能得到電子的衍射圖樣，說明電子具有波動性，A正確；由德布羅意波的波長公式λ＝eq\f(h,p)及動量p＝eq\r(2mEk)＝eq\r(2meU)，可得λ＝eq\f(h,\r(2meU))，B正確；由λ＝eq\f(h,\r(2meU))可知，加速電壓越大，電子的波長越小，衍射現(xiàn)象就越不明顯，C錯誤；用相同動能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長變小，衍射現(xiàn)象與電子相比不明顯，故D錯誤?！绢}型3量子力學(xué)的建立】【例3】[多選]下列關(guān)于波粒二象性的說法正確的是()A．光電效應(yīng)揭示了光的波動性B．使光子一個一個地通過單縫，若時間足夠長，底片上也會出現(xiàn)衍射圖樣C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的粒子性解釋D．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性解析：選BCD光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，A錯誤；單個光子通過單縫后在底片上呈現(xiàn)出隨機性，但大量光子通過單縫后在底片上呈現(xiàn)出波動性，B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律說明了電磁輻射是量子化的，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射可用光的粒子性來解釋，C正確；熱中子束射在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，是由于運動的實物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動性，D正確?！咀兪?-1】（多選）量子力學(xué)的創(chuàng)立給人類的科學(xué)、技術(shù)和社會形態(tài)帶來了極其深刻的影響。有關(guān)量子力學(xué)的應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．量子力學(xué)推動了核物理和粒子物理的發(fā)展B．量子力學(xué)推動了原子、分子物理和光學(xué)的發(fā)展C．量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論D．量子力學(xué)推動了固體物理的發(fā)展解析：選ABD,量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)理論，而是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，推動了核物理和粒子物理的發(fā)展，推動了原子、分子物理和光學(xué)的發(fā)展，推動了固體物理的發(fā)展。故C錯誤，ABD正確?！咀兪?-2】波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有（）A．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋B．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的波粒二象性C．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等答案：C解析：黑體輻射的實驗規(guī)律不能使用光的波動性解釋，而普朗克借助于能量子假說，成功的解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，A錯誤；光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，B錯誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，C正確；動量與動能關(guān)系為由于質(zhì)子和電子的質(zhì)量不同，所以動量不相等，根據(jù)德布羅意波長表達式可知質(zhì)子和電子的德布羅意波長不相等，D錯誤?！咀兪?-3】(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D.動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長也相等答案AB【題型4量子力學(xué)的應(yīng)用】【例4】下列說法正確的是()A．質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長短B．速度大的物體，其德布羅意波長短C．動量大的物體，其德布羅意波長短D．動能大的物體，其德布羅意波長短解析由λ＝eq\f(h,p)知，C正確。答案C【變式4-1】太陽帆飛行器是利用太陽光獲得動力的一種航天器，其原理是光子在太陽帆表面反射的過程中會對太陽帆產(chǎn)生一個沖量。若光子垂直太陽帆入射并反射，其波長為，普朗克常量為h，則對它的沖量大小為（）A． B． C． D．答案：B解析：光子在太陽帆表面反射的過程中會對太陽帆產(chǎn)生一個沖量，光子垂直太陽帆入射并反射，根據(jù)動量定理【變式4-2】如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的哪個物理量也相等()A．速度B．動能C．動量D．總能量解析根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)，選C。答案C【變式4-3】(多選)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中正確的是()A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性解析由德布羅意波可知A、C對；運動的微觀粒子，達到的位置具有隨機性，而沒有特定的運動軌道，B對；由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性，D錯。答案ABC【題型5聯(lián)系實際】【例5】2021年開始實行的“十四五”規(guī)劃提出，把量子技術(shù)與人工智能和半導(dǎo)體一起列為重點研發(fā)對象，在量子通信技術(shù)方面，中國已有量子通信專利數(shù)超3000項，領(lǐng)先美國。下列有關(guān)說法正確的是（）A．玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B．動能相同的一個質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波長比電子長C．康普頓效應(yīng)表明光子不僅具有能量，還具有動量D．普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性答案：C解析：普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，A錯誤；根據(jù)p=因為質(zhì)子質(zhì)量大于電子質(zhì)量，所以質(zhì)子動量大于電子的動量，由λ=知質(zhì)子的德布羅意波長比電子的短，B錯誤；康普頓根據(jù)p=對康普頓效應(yīng)進行解釋，其基本思想是光子不僅具有能量，而且具有動量，C正確；德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性，D錯誤。故選C。【變式5-1】科研人員利用冷凍電鏡斷層掃描技術(shù)首次“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像，冷凍電鏡是利用高速電子具有波動性原理，其分辨率比光學(xué)顯微鏡高1000倍以上。下列說法正確的是（）A．電子的實物波是電磁波B．電子的德布羅意波長與其動量成正比C．冷凍電鏡的分辨率與電子加速電壓有關(guān)，加速電壓越高，則分辨率越低D．若用相同動能的質(zhì)子代替電子，理論上也能“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像答案：D解析：電子的實物波是德布羅意波，不是電磁波，故A錯誤；根據(jù)可知電子的德布羅意波長與其動量成反比，故B錯誤；冷凍電鏡的分辨率與電子加速電壓有關(guān)，加速電壓越高，電子速度越大，動量越大，德布羅意波長越小，分辨率越高，從而使冷凍電鏡的分辨率越高，故C錯誤；實物粒子的德布羅意波長與動能的關(guān)系為因為質(zhì)子的質(zhì)量比電子的質(zhì)量大，所以在動能相同的情況下，質(zhì)子的德布羅意波長比電子的德布羅意波長更小，分辨率越高，若用相同動能的質(zhì)子代替電子，理論上也能“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像，故D正確。故選D?！咀兪?-2】脈沖燃料激光器以的脈沖形式發(fā)射波長為585nm的光，這個波長的光可以被血液中的血紅蛋白強烈吸收，從而有效清除由血液造成的瘢痕。每個脈沖向瘢痕傳送約為的能量，普朗克常量為。（）A．每個光子的能量約為B．每個光子的動量約為C．激光器的輸出功率不能小于1.24WD．每個脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為個答案：D解析：每個光子的能量約為選項A錯誤；每個光子的動量約為選項B錯誤。激光器的輸出功率不能小于選項C錯誤；每個脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為選項D正確。故選D?！咀兪?-3】光照射到物體上對物體表面產(chǎn)生的壓力叫光壓，科學(xué)家設(shè)想在未來的宇航事業(yè)中利用太陽照射到太陽帆上產(chǎn)生的光壓來加速星際飛船，設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到光的總能量為E，光平均波長為，光在真空中的速度為c，太陽帆面積為S，反射率100%，設(shè)太陽光垂直射到太陽帆上，飛船總質(zhì)量為m，普朗克常量為h。求：（1）太陽帆上每秒內(nèi)接受到光子的個數(shù)；（2）星際飛船飛行的加速度。答案（1）；（2）解析：（1）光子的頻率為一個光子的能量為太陽帆每秒接受的能量為，故每秒內(nèi)接受的光子的個數(shù)為（2）光子垂直射到太陽帆上再反射，動量變化量為，設(shè)光對太陽帆的壓力為，光子的動量為單位時間內(nèi)由動量定理知由牛頓第二定律得【題型6對比問題】【例6】（多選）中國的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)開始邁向5G時代，5G即第五代移動通信技術(shù)，采用3300～5000MHz頻段，相比于現(xiàn)有的4G（即第四代移動通信技術(shù)，采用1880～2635MHz頻段）技術(shù)而言，具有更大的優(yōu)勢。5G信號與4G信號相比，下列說法正確的是（）A．5G信號比4G信號在真空中的傳播速度快B．4G信號波動性更顯著C．4G和5G信號都是橫波D．5G信號更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象E．5G信號能量比4G信號能量更大答案：BCE解析：任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，傳播速度相同，故A錯誤；4G信號頻率較低，波動性更顯著，故B正確；電磁波均為橫波，故C正確；因5G信號的頻率高，則波長小，可知4G信號更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤；E．5G信號的頻率更高，所以能量更大，故E正確。故選BCE?！咀兪?-1】下列說法正確的是（）A．光的波長越長，光子能量越大，波動性越明顯B．光的頻率越高，光子能量越大，粒子性越明顯C．動能相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長相同D．速率相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長相同【答案】B【解析】光的波長越長，光子頻率越小，則光子能量越小，波動性越明顯，故A錯誤；光的頻率越高，光子能量越大，粒子性越明顯，故B正確；根據(jù)德布羅意波的波長公式及可知動能相同的質(zhì)子和電子，其動量不同，故其波長也不同，故C錯誤；根據(jù)及可知速率相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長不相同，故D錯誤。故選B?！咀兪?-2】如圖為一玻璃球過球心O的橫截面，兩條可見光線1、2合在一起平行于橫截面的直徑從A點射入玻璃球，分成光線3、4。已知光線1、2與OA的夾角為60°，3、4與OA的夾角分別為45°、30°，則這兩束光()A．3、4兩種光對此種玻璃的折射率之比B．3、4兩種光在此種玻璃中的速度之比C．光子動量p3＞p4D．射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距【解析】根據(jù)折射定律可得，光線3的折射率為，光線4的折射率為，則3、4兩種光對此種玻璃的折射率之比為，故A錯誤；根據(jù)可知，3、4兩種光在此種玻璃中的速度之比為，故B正確；光在介質(zhì)中的傳播頻率不變，根據(jù)可知，由于，所以，根據(jù)光子動量可得，，故C錯誤；根據(jù)干涉條紋間距公式可知，波長越大，干涉條紋間距越大，由于，則，故D錯誤。故選B?！敬鸢浮緽【變式6-3】(多選)兩種單色光分別經(jīng)同一單縫衍射裝置得到的衍射圖樣如圖甲、乙所示。圖丙中有一半圓形玻璃磚，O是圓心，MN是法線，PQ是足夠長的光屏。甲光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向O點，折射角為r。下列說法正確的是()A．真空中甲光光子的動量大于乙光光子動量B．甲光從玻璃射向空氣發(fā)生全發(fā)射的臨界角C滿足C．若乙光恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則甲光不可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．丙圖入射光若是包含甲乙兩種成分的復(fù)色光，則在PQ屏上形成的兩個光斑中乙光光斑在右邊【解析】甲光的波長比乙光的長，根據(jù)，故真空中甲光光子的動量比乙光的小，故A錯誤；根據(jù)折射定律有，根據(jù)，得，故B正確；由于甲光頻率低，能量小，若乙光恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則甲光不可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；同種介質(zhì)對頻率大的光折射率大，入射光若是包含甲乙兩種成分的復(fù)色光，乙光頻率高，偏折角度大，則在PQ屏上形成的兩個光斑中乙光光斑在右邊，故D正確。故選BCD?！敬鸢浮緽CD【題型7綜合問題】【例7】下列說法正確的是()A.質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比B.天然放射的三種射線，穿透能力最強的是α射線C.光電效應(yīng)實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性答案D解析由德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)可知，質(zhì)子的波長與動量成反比，而動量與動能關(guān)系為p＝eq\r(2mEk)，所以A項錯誤；天然放射的三種射線，穿透能力最強的是γ射線，B項錯誤；光電效應(yīng)實驗中的截止頻率是指使金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)時入射光的頻率，即hν0＝W0，只與金屬的逸出功W0有關(guān)，C項錯誤；衍射是波的特性，所以電子束穿過鋁箔的衍射圖樣說明電子具有波動性，D項正確?！咀兪?-1】（多選）運動的微觀粒子具有波粒二象性，有能量E、動量p，也對應(yīng)著一定的波長λ。m表示粒子的質(zhì)量，下列圖像正確的是()解析：選AC根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，粒子的能量E＝mc2，則E-m圖像是一個正比例函數(shù)圖像，故A正確，B錯誤；根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)可知，粒子的動量p＝eq\f(h,λ)，則p-eq\f(1,λ)圖像是正比例函數(shù)圖像，故C正確，D錯誤?！咀兪?-2】（多選）著名物理學(xué)家湯姆孫曾在實驗中讓電子束通過電場加速后，通過多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，已知電子質(zhì)量為，加速后電子速度m/s，普朗克常量J·s，則（）A．該圖樣說明了電子具有粒子性B．該實驗中電子的德布羅意波長約為0.15nmC．加速電壓越大，電子的物質(zhì)波波長越大D．使用電子束工作的電子顯微鏡中，加速電壓越大，分辨本領(lǐng)越強答案：BD解析：圖為電子束通過多晶薄膜的衍射圖樣，因為衍射是波所特有的現(xiàn)象，所以說明了電子具有波動性，A錯誤；由德布羅意波長公式可得，而動量，兩式聯(lián)立得該實驗中電子的德布羅意波長約為0.15nm，B正確；由德布羅意波長公式可得，而動量兩式聯(lián)立得加速電壓越大，電子的波長越短，衍射現(xiàn)象就越不明顯，分辨本領(lǐng)越強，C錯誤，D正確。故選BD?！咀兪?-3】（多選）如圖為人們利用量子理論研制的電子顯微鏡拍攝到的鈾酰微晶照片，放大了約1億倍，這是光學(xué)顯微鏡做不到的對于量子理論的建立過程，下列說法符合事實的是（）A．普朗克能量子假說得出的黑體輻射公式很好地解釋了黑體輻射實驗規(guī)律B．愛因斯坦光子說解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，說明了光子具有能量和動量C．玻爾氫原子理論中電子的運動是具有確定坐標的質(zhì)點的軌道運動D．電子顯微鏡利用高速電子束的德布羅意波長比可見光波長更小提高了分辨能力答案：ACD解析：普朗克能量子假說得出的黑體輻射公式很好地解釋了黑體輻射實驗規(guī)律，說明了能量的量子化，A正確；愛因斯坦光子說解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，說明了光子具有能量，而康普頓效應(yīng)說明光子具有動量，B錯誤；玻爾氫原子理論中，電子只能在一系列不連續(xù)的特定軌道上運動，運動軌道的半徑坐標是確定的，C正確；電子顯微鏡利用高速電子束的德布羅意波長比可見光波長更小提高了分辨能力，D正確。故選ACD。專題4.6粒子的波動性和量子力學(xué)的建立【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1粒子的波動性】 【題型2物質(zhì)波的實驗驗證】 【題型3量子力學(xué)的建立】 【題型4量子力學(xué)的應(yīng)用】 【題型5聯(lián)系實際】 【題型6對比問題】 【題型7綜合問題】 【題型1粒子的波動性】【例1】一個德布羅意波長為λ1的中子和另一個德布羅意波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核，該氚核的德布羅意波長為()A.eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1＋λ2,2)D.eq\f(λ1－λ2,2)解析：選A中子的動量p1＝eq\f(h,λ1)，氘核的動量p2＝eq\f(h,λ2)，同向正碰后形成的氚核的動量p3＝p2＋p1，所以氚核的德布羅意波長λ3＝eq\f(h,p3)＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)，A正確?！咀兪?-1】已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子的質(zhì)量為9.11×10－31kg，一個電子和一滴直徑約為4μm的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為()A．10－8B．106C．108 D．1016解析：選C根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)，p＝eq\r(2mEk)，解得λ＝eq\f(h,\r(2mEk))，由題意可知，電子與油滴的動能相同，則其波長與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有eq\f(λ電,λ油)＝eq\f(\r(m油),\r(m電))，m油＝ρ·eq\f(1,6)πd3＝0.8×103×eq\f(1,6)×3.14×(4×10－6)3kg≈2.7×10－14kg，代入數(shù)據(jù)解得eq\f(λ電,λ油)＝eq\r(\f(2.7×10－14,9.11×10－31))≈1.7×108，故C正確，A、B、D錯誤?！咀兪?-2】如果下列四種粒子具有相同的速率,則德布羅意波長最小的是()A.α粒子 B.β粒子C.中子 D.質(zhì)子解析:選A，由德布羅意波長λ=hp,動量p=mv可得λ=h【變式1-3】如果一個中子和一個質(zhì)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少？(中子的質(zhì)量為1.67×10－27kg)解析中子的動量p1＝m1v，子彈的動量為p2＝m2v，由公式λ＝eq\f(h,p)知，中子和子彈的德布羅意波長分別為λ中＝eq\f(h,p1)和λ子＝eq\f(h,p2)，因此可得到λ中＝eq\f(h,m1v)，λ子＝eq\f(h,m2v)，代入數(shù)據(jù)得：λ中＝4.0×10－10mλ子＝6.63×10－35m。答案4.0×10－10m6.63×10－35m【題型2物質(zhì)波的實驗驗證】【例2】[多選]實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E．光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)解析：選ACD電子束具有波動性，通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，選項A正確。β射線在云室中高速運動時，徑跡又細又直，表現(xiàn)出粒子性，選項B錯誤。人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出波動性，選項C正確。電子顯微鏡是利用電子束工作的，體現(xiàn)了波動性，選項D正確。光電效應(yīng)實驗，體現(xiàn)的是粒子性，選項E錯誤。【變式2-1】在歷史上，最早證明德布羅意波存在的實驗是()A．弱光衍射實驗B．電子束在晶體上的衍射實驗C．弱光干涉實驗D．以上都不正確解析最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射實驗，故B項正確。答案B【變式2-2】(多選)1927年，戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一.如圖甲所示是該實驗裝置的簡化圖，如圖乙所示為電子束的衍射圖樣，下列說法正確的是()A.亮條紋是電子到達概率大的地方B.該實驗說明物質(zhì)波理論是正確的C.該實驗再次說明光子具有波動性D.該實驗說明實物粒子具有波動性答案ABD解析電子屬于實物粒子，電子衍射實驗說明電子具有波動性，說明物質(zhì)波理論是正確的，與光的波動性無關(guān)，B、D正確，C錯誤；物質(zhì)波也是概率波，亮條紋是電子到達概率大的地方，A正確.【變式2-3】[多選]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，方法是讓電子束通過電場加速后，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，則下列說法中正確的是()A．該實驗說明了電子具有波動性B．實驗中電子束的德布羅意波的波長為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．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯解析：選AB能得到電子的衍射圖樣，說明電子具有波動性，A正確；由德布羅意波的波長公式λ＝eq\f(h,p)及動量p＝eq\r(2mEk)＝eq\r(2meU)，可得λ＝eq\f(h,\r(2meU))，B正確；由λ＝eq\f(h,\r(2meU))可知，加速電壓越大，電子的波長越小，衍射現(xiàn)象就越不明顯，C錯誤；用相同動能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長變小，衍射現(xiàn)象與電子相比不明顯，故D錯誤?！绢}型3量子力學(xué)的建立】【例3】[多選]下列關(guān)于波粒二象性的說法正確的是()A．光電效應(yīng)揭示了光的波動性B．使光子一個一個地通過單縫，若時間足夠長，底片上也會出現(xiàn)衍射圖樣C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的粒子性解釋D．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性解析：選BCD光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，A錯誤；單個光子通過單縫后在底片上呈現(xiàn)出隨機性，但大量光子通過單縫后在底片上呈現(xiàn)出波動性，B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律說明了電磁輻射是量子化的，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射可用光的粒子性來解釋，C正確；熱中子束射在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，是由于運動的實物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動性，D正確?！咀兪?-1】（多選）量子力學(xué)的創(chuàng)立給人類的科學(xué)、技術(shù)和社會形態(tài)帶來了極其深刻的影響。有關(guān)量子力學(xué)的應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．量子力學(xué)推動了核物理和粒子物理的發(fā)展B．量子力學(xué)推動了原子、分子物理和光學(xué)的發(fā)展C．量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論D．量子力學(xué)推動了固體物理的發(fā)展解析：選ABD,量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)理論，而是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，推動了核物理和粒子物理的發(fā)展，推動了原子、分子物理和光學(xué)的發(fā)展，推動了固體物理的發(fā)展。故C錯誤，ABD正確?！咀兪?-2】波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有（）A．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋B．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的波粒二象性C．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等答案：C解析：黑體輻射的實驗規(guī)律不能使用光的波動性解釋，而普朗克借助于能量子假說，成功的解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，A錯誤；光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，B錯誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，C正確；動量與動能關(guān)系為由于質(zhì)子和電子的質(zhì)量不同，所以動量不相等，根據(jù)德布羅意波長表達式可知質(zhì)子和電子的德布羅意波長不相等，D錯誤。【變式3-3】(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D.動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長也相等答案AB【題型4量子力學(xué)的應(yīng)用】【例4】下列說法正確的是()A．質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長短B．速度大的物體，其德布羅意波長短C．動量大的物體，其德布羅意波長短D．動能大的物體，其德布羅意波長短解析由λ＝eq\f(h,p)知，C正確。答案C【變式4-1】太陽帆飛行器是利用太陽光獲得動力的一種航天器，其原理是光子在太陽帆表面反射的過程中會對太陽帆產(chǎn)生一個沖量。若光子垂直太陽帆入射并反射，其波長為，普朗克常量為h，則對它的沖量大小為（）A． B． C． D．答案：B解析：光子在太陽帆表面反射的過程中會對太陽帆產(chǎn)生一個沖量，光子垂直太陽帆入射并反射，根據(jù)動量定理【變式4-2】如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的哪個物理量也相等()A．速度B．動能C．動量D．總能量解析根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)，選C。答案C【變式4-3】(多選)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中正確的是()A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性解析由德布羅意波可知A、C對；運動的微觀粒子，達到的位置具有隨機性，而沒有特定的運動軌道，B對；由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性，D錯。答案ABC【題型5聯(lián)系實際】【例5】2021年開始實行的“十四五”規(guī)劃提出，把量子技術(shù)與人工智能和半導(dǎo)體一起列為重點研發(fā)對象，在量子通信技術(shù)方面，中國已有量子通信專利數(shù)超3000項，領(lǐng)先美國。下列有關(guān)說法正確的是（）A．玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B．動能相同的一個質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波長比電子長C．康普頓效應(yīng)表明光子不僅具有能量，還具有動量D．普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性答案：C解析：普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，A錯誤；根據(jù)p=因為質(zhì)子質(zhì)量大于電子質(zhì)量，所以質(zhì)子動量大于電子的動量，由λ=知質(zhì)子的德布羅意波長比電子的短，B錯誤；康普頓根據(jù)p=對康普頓效應(yīng)進行解釋，其基本思想是光子不僅具有能量，而且具有動量，C正確；德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預(yù)言實物粒子也具有波動性，D錯誤。故選C?！咀兪?-1】科研人員利用冷凍電鏡斷層掃描技術(shù)首次“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像，冷凍電鏡是利用高速電子具有波動性原理，其分辨率比光學(xué)顯微鏡高1000倍以上。下列說法正確的是（）A．電子的實物波是電磁波B．電子的德布羅意波長與其動量成正比C．冷凍電鏡的分辨率與電子加速電壓有關(guān)，加速電壓越高，則分辨率越低D．若用相同動能的質(zhì)子代替電子，理論上也能“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像答案：D解析：電子的實物波是德布羅意波，不是電磁波，故A錯誤；根據(jù)可知電子的德布羅意波長與其動量成反比，故B錯誤；冷凍電鏡的分辨率與電子加速電壓有關(guān)，加速電壓越高，電子速度越大，動量越大，德布羅意波長越小，分辨率越高，從而使冷凍電鏡的分辨率越高，故C錯誤；實物粒子的德布羅意波長與動能的關(guān)系為因為質(zhì)子的質(zhì)量比電子的質(zhì)量大，所以在動能相同的情況下，質(zhì)子的德布羅意波長比電子的德布羅意波長更小，分辨率越高，若用相同動能的質(zhì)子代替電子，理論上也能“拍攝”到新冠病毒的3D清晰影像，故D正確。故選D?！咀兪?-2】脈沖燃料激光器以的脈沖形式發(fā)射波長為585nm的光，這個波長的光可以被血液中的血紅蛋白強烈吸收，從而有效清除由血液造成的瘢痕。每個脈沖向瘢痕傳送約為的能量，普朗克常量為。（）A．每個光子的能量約為B．每個光子的動量約為C．激光器的輸出功率不能小于1.24WD．每個脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為個答案：D解析：每個光子的能量約為選項A錯誤；每個光子的動量約為選項B錯誤。激光器的輸出功率不能小于選項C錯誤；每個脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為選項D正確。故選D。【變式5-3】光照射到物體上對物體表面產(chǎn)生的壓力叫光壓，科學(xué)家設(shè)想在未來的宇航事業(yè)中利用太陽照射到太陽帆上產(chǎn)生的光壓來加速星際飛船，設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到光的總能量為E，光平均波長為，光在真空中的速度為c，太陽帆面積為S，反射率100%，設(shè)太陽光垂直射到太陽帆上，飛船總質(zhì)量為m，普朗克常量為h。求：（1）太陽帆上每秒內(nèi)接受到光子的個數(shù)；（2）星際飛船飛行的加速度。答案（1）；（2）解析：（1）光子的頻率為一個光子的能量為太陽帆每秒接受的能量為，故每秒內(nèi)接受的光子的個數(shù)為（2）光子垂直射到太陽帆上再反射，動量變化量為，設(shè)光對太陽帆的壓力為，光子的動量為單位時間內(nèi)由動量定理知由牛頓第二定律得【題型6對比問題】【例6】（多選）中國的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)開始邁向5G時代，5G即第五代移動通信技術(shù)，采用3300～5000MHz頻段，相比于現(xiàn)有的4G（即第四代移動通信技術(shù)，采用1880～2635MHz頻段）技術(shù)而言，具有更大的優(yōu)勢。5G信號與4G信號相比，下列說法正確的是（）A．5G信號比4G信號在真空中的傳播速度快B．4G信號波動性更顯著C．4G和5G信號都是橫波D．5G信號更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象E．5G信號能量比4G信號能量更大答案：BCE解析：任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，傳播速度相同，故A錯誤；4G信號頻率較低，波動性更顯著，故B正確；電磁波均為橫波，故C正確；因5G信號的頻率高，則波長小，可知4G信號更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤；E．5G信號的頻率更高，所以能量更大，故E正確。故選BCE?！咀兪?-1】下列說法正確的是（）A．光的波長越長，光子能量越大，波動性越明顯B．光的頻率越高，光子能量越大，粒子性越明顯C．動能相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長相同D．速率相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長相同【答案】B【解析】光的波長越長，光子頻率越小，則光子能量越小，波動性越明顯，故A錯誤；光的頻率越高，光子能量越大，粒子性越明顯，故B正確；根據(jù)德布羅意波的波長公式及可知動能相同的質(zhì)子和電子，其動量不同，故其波長也不同，故C錯誤；根據(jù)及可知速率相同的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長不相同，故D錯誤。故選B?！咀兪?-