學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精2020-2021學年人教版物理選修3-5課時分層作業6粒子的波動性課時分層作業(六)(時間: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）能說明光具有波粒二象性的實驗是（)A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光電效應C．光的衍射和康普頓效應D．光電效應和康普頓效應[解析］光的干涉和光的衍射只說明光具有波動性，光電效應和康普頓效應只說明光具有粒子性,B、C正確．[答案]BC2．（多選)關于物質波,下列認識正確的是（）A．任何運動的物體(質點)都對應一種波，這種波叫物質波B．X射線的衍射實驗證實了物質波假說是正確的C．電子的衍射實驗證實了物質波假說是正確的D．宏觀物體盡管可以看成物質波，但無法觀察到其干涉、衍射等現象[解析］由德布羅意假說可判斷選項A正確;X射線的衍射實驗證實了X射線是波長很短的電磁波，故選項B錯誤；電子的衍射實驗證實了電子具有波動性，故選項C正確；宏觀物體對應的物質波的波長極短，實驗室無法進行實驗，選項D正確．[答案]ACD3．（多選）下列關于實物粒子的說法中正確的是（)A．向前飛行的子彈不具有波動性B．射擊運動員之所以很難射中靶子，是因為子彈具有波動性C．子彈既具有粒子性，又具有波動性D．子彈具有波動性，但波長很短表現不出來［解析]運動的實物粒子具有波粒二象性，對子彈來說,其德布羅意波長很短，很難表現出波動性，子彈的波動性對射擊的準確性沒有任何影響，故C、D正確，A、B錯誤．［答案］CD4．（多選）關于光的波粒二象性的說法中，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,光波與機械波是同樣的一種波C．當光和物質相互作用時表現出粒子性D．光在傳播過程中表現出波動性［解析］光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性，A錯誤；當光和物質作用時,是“一份一份”的,表現出粒子性,光的干涉、衍射又說明光是一種波,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射線每個光子的能量和動量，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E＝hν，且λ＝eq\f(h，p)，c＝λν可得X射線每個光子的能量為E＝eq\f（hc,λ）,每個光子的動量為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,方法是讓電子通過電場加速后，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粒子性B．實驗中電子束的德布羅意波波長為λ＝eq\f（h，\r（2meU))C．加速電壓U越大，電子的衍射現象越明顯D．若用相同動能的質子替代電子，衍射現象將更加明顯[解析]得到電子的衍射圖樣,說明電子具有波動性，A錯誤；由德布羅意波波長公式λ＝eq\f（h,p），而動量p＝eq\r（2mEk)＝eq\r（2meU）,兩式聯立得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，電子的波長越小,衍射現象就越不明顯，C錯誤；用相同動能的質子替代電子,質子的波長變小，衍射現象相比電子不明顯，故D錯誤．［答案］B二、非選擇題（14分）7．科學家設想未來的宇航事業中利用太陽帆來加速星際飛船，設該飛船所在地每秒每單位面積接收到的光子數為n，光子平均波長為λ，太陽帆面積為S，反射率100%，設太陽光垂直射到太陽帆上,飛船總質量為m.(1）求飛船加速度的表達式(光子動量p＝eq\f(h,λ))；（2）若太陽帆是黑色的,飛船的加速度又為多少？［解析]（1)光子垂直射到太陽帆上再反射,動量變化量為2p，設光對太陽帆的壓力為F,單位時間打到太陽帆上的光子數為N，則N＝nS由動量定理有FΔt＝NΔt·2p所以F＝N·2p而光子動量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式為a＝eq\f(F,m）＝eq\f（2nSh,mλ)。（2）若太陽帆是黑色的，光子垂直打到太陽帆上不再反射（被太陽帆吸收），光子動量變化量為p，故太陽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