格物学 近代物理粒子的波动性和量子力学的建立

粒子的波动性、德布罗意物质波-粒子的波动性和量子力学的建立知识点专题进阶自测题解析-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率55.99999999999999%

2025-06-23
粒子的波动性、德布罗意物质波-粒子的波动性和量子力学的建立知识点专题进阶自测题解析-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率55.99999999999999%
1、['动量与能量的其他综合应用', '粒子的波动性、德布罗意物质波']

正确率80.0%一个德布罗意波波长为$${{λ}_{1}}$$的中子和另一个德布罗意波波长为$${{λ}_{2}}$$的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波波长为$${{(}{)}}$$

A.$$\frac{\lambda_{1} \lambda_{2}} {\lambda_{1} \!+\! \lambda_{2}}$$

B.$$\frac{\lambda_{1} \lambda_{2}} {\lambda_{1} \!-\! \lambda_{2}}$$

C.$$\frac{\lambda_{1} \!+\! \lambda_{2}} {2}$$

D.$$\frac{\lambda_{1} \!-\! \lambda_{2}} {2}$$

2、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '双缝干涉现象及条件']

正确率40.0%在双缝干涉实验中若采用的光源非常弱,感光胶片曝光后的情况是(

B

A.若曝光时间极短,图象显示出光的波动性

B.若曝光时间极短,图象显示出光的粒子性

C.无论曝光时间长短,都可以在感光胶片上得到明显的干涉条纹

D.无论曝光时间长短,图象都呈现不规律分布

3、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '双缝干涉现象及条件', '康普顿效应的概念、解释及意义', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射']

正确率40.0%下列叙述正确的是(

B

A.运动的物体就是一列波

B.干涉条纹中暗条纹部分有光子到达的几率比较小的地方

C.普朗克认为,带电微粒辐射和吸收能量是连续的

D.在康普顿效应中,光子由于在与电子碰撞中获得能量,因而频率增大

4、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '质量亏损']

正确率80.0%据新闻报道,我国江门中微子实验探测器将于$${{2}{0}{2}{4}}$$年投入使用,届时将大大提升我国在微观基础领域的研究能力。中微子,是构成物质世界的最基本的粒子之一、中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测。上世纪四十年代初,我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案:静止原子核$${^{7}_{4}{B}{e}}$$俘获核外$${{K}}$$层电子$${{e}}$$,可生成一个新原子核$${{X}}$$,并放出中微子$${{(}}$$用“$${{v}_{e}}$$”表示$${{)}}$$,根据核反应后原子核$${{X}}$$的动能和动量,可以间接测量中微子的能量和动量,进而确定中微子的存在。$${{1}{9}{5}{3}}$$年,莱尼斯和柯温建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中$${^{1}_{1}{H}}$$发生核反应,产生中子和正电子,即$$v_{e}+_{1}^{1} H \to_{0}^{1} n+_{+1}^{0} e$$。间接地证实了中微子的存在。根据以上信息,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A.原子核$${{X}}$$是$${^{6}_{3}{L}{i}}$$

B.中微子的质量等于$${{B}{e}}$$原子核与新原子核$${{X}}$$的质量之差

C.若上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子,即$$0_{+1} e+_{-1}^{0} e \to2 \gamma$$。已知正电子与电子的质量都为$$9. 1 \times1 0^{-3 1} \, k g$$,则反应中产生的每个光子的能量约为$$1 6. 4 \times1 0^{-1 4} J$$

D.具有相同动能的中子和正电子,中子的物质波的波长小于正电子的物质波波长

5、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '光的波粒二象性', '概率波', '光子说及光子能量表达式']

正确率40.0%下列说法正确的是(

B

A.光子与光电子是同一种粒子

B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒

C.光具有粒子性又具有波动性,这种波是概率波,不是电磁波

D.宏观物体也有波动性,这种波就是机械波

6、['核力与四种基本相互作用', '粒子的波动性、德布罗意物质波', '结合能与比结合能', '物理学史、物理常识、研究方法', '黑体辐射的实验规律']

正确率60.0%下列说法正确的是

A

A.借助于能量子的假说,普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好

B.德布罗意把光的波粒二象胜推广到实物粒子,并用实验证实了实物粒子也具有波动性

C.结合能越大的原子核越稳定

D.任意两个核子间都存在核力作用,这种性质称为核力的饱和性

7、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '物理学史、物理常识、研究方法']

正确率60.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.汤姆生通过$${{α}}$$粒子散射实验建立了原子的核式结构模型

B.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性

C.天然放射现象中的$${{β}}$$衰变表明原子核内部有电子

D.爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说

8、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '光电效应的实验规律的理解', '黑体辐射的实验规律']

正确率40.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.光电效应说明光具有粒子性,而且光电子的最大初动能与入射光的强度有关,单位时间内逸出的光电子数目与入射光的频率有关

B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性

C.动能相等的质子和电子,它们的物质波波长也相等

D.研究表明:随着温度的升高,黑体辐射强度的最大值向波长较长的方向移动

9、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '光的波粒二象性', '光电效应的实验规律的理解', '黑体辐射的实验规律']

正确率60.0%波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的是(

A

A.光电效应现象揭示了光的粒子性

B.只有像电子$${、}$$质子$${、}$$中子这样的微观粒子才具有波动性

C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等

10、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '光的波粒二象性', '康普顿效应的概念、解释及意义']

正确率60.0%关于光的波粒二象性及物质波,下列说法正确的是(

A

A.光子的动量和波长成反比

B.康普顿效应说明光具有波动性

C.光的波粒二象性说明,光的波动性明显时,粒子性也一定明显

D.电子显微镜利用电子束达到微小物体表面,再反射到荧光板上成像来实现观察,这是由于电子束的德布罗意波长较长

1. 解析:根据德布罗意波长公式 $$λ = \frac{h}{p}$$,中子和氘核的动量分别为 $$p_1 = \frac{h}{λ_1}$$ 和 $$p_2 = \frac{h}{λ_2}$$。碰撞后氚核的动量为两者之和 $$p = p_1 + p_2$$,因此氚核的德布罗意波长为 $$λ = \frac{h}{p} = \frac{h}{\frac{h}{λ_1} + \frac{h}{λ_2}} = \frac{λ_1 λ_2}{λ_1 + λ_2}$$。答案为 A

2. 解析:在光源非常弱的情况下,光子到达感光胶片的时间间隔较大。若曝光时间极短,胶片上只能记录到少量光子的随机分布,体现粒子性;若曝光时间足够长,大量光子积累后会形成干涉条纹,体现波动性。因此答案为 B

3. 解析:
- A错误,波是振动在介质中的传播,运动的物体不是波。
- B正确,暗条纹是光子到达概率较小的地方。
- C错误,普朗克认为能量是量子化的,不连续。
- D错误,康普顿效应中光子损失能量,频率减小。
答案为 B

4. 解析:
- A正确,核反应方程为 $$^7_4Be + e^- \to ^7_3Li + v_e$$,故X为 $$^7_3Li$$。
- B错误,中微子质量极小,几乎为零,不能简单用质量差表示。
- C正确,根据质能方程 $$E = mc^2$$,两电子湮灭能量为 $$2 \times 9.1 \times 10^{-31} \times (3 \times 10^8)^2 = 1.64 \times 10^{-13} J$$,每个光子能量为 $$8.2 \times 10^{-14} J$$(题目数值有误)。
- D正确,中子质量大于正电子,相同动能时中子动量大,德布罗意波长更短。
答案为 D

5. 解析:
- A错误,光子是电磁波量子,光电子是被击出的电子。
- B正确,光子与物质相互作用满足能量和动量守恒。
- C错误,光的波粒二象性中,电磁波本身就是概率波的一种表现。
- D错误,宏观物体的波动性是物质波,非机械波。
答案为 B

6. 解析:
- A正确,普朗克能量子假说成功解释了黑体辐射。
- B错误,德布罗意提出假说,戴维森-革末实验证实了电子波动性。
- C错误,比结合能越大原子核越稳定。
- D错误,核力是短程力,具有饱和性,但非任意两核子间都存在。
答案为 A

7. 解析:
- A错误,卢瑟福通过α粒子散射实验提出核式模型。
- B错误,宏观物体波长极短,难以观测波动性。
- C错误,β衰变中的电子是核内中子转化而来,非核内固有。
- D正确,爱因斯坦提出光子说解释光电效应。
答案为 D

8. 解析:
- A错误,光电子的最大初动能与频率有关,与强度无关;单位时间内逸出光电子数与强度有关。
- B正确,衍射现象说明中子具有波动性。
- C错误,动能相等时,质量大的粒子动量更大,波长更短。
- D错误,黑体辐射强度峰值随温度升高向短波方向移动。
答案为 B

9. 解析:
- A正确,光电效应体现光的粒子性。
- B错误,所有物质均具有波动性,但宏观物体波长太短。
- C错误,黑体辐射需用量子理论解释,非经典波动性。
- D错误,动能相等时,质子波长小于电子波长(质量更大)。
答案为 A

10. 解析:
- A正确,由 $$p = \frac{h}{λ}$$ 可知动量与波长成反比。
- B错误,康普顿效应说明光具有粒子性。
- C错误,波动性与粒子性在不同条件下表现不同。
- D错误,电子显微镜利用电子波长较短提高分辨率。
答案为 A

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