2023秋高中物理第二章波粒二象性2.5德布羅意波課時(shí)訓(xùn)練粵教版選修3-5

德布羅意波根底夯實(shí)1.關(guān)于物質(zhì)波,以下說法正確的選項(xiàng)是()A.速度相等的電子和質(zhì)子,電子的波長長B.動(dòng)能相等的電子和質(zhì)子,電子的波長短C.動(dòng)量相等的電子和中子,中子的波長短D.甲電子的速度是乙電子的3倍,甲電子的波長也是乙電子的3倍答案A解析由λ=hp可知,動(dòng)量大的波長短,電子與質(zhì)子的速度相等時(shí),電子的動(dòng)量小,波長長,選項(xiàng)A正確;電子與質(zhì)子的動(dòng)能相等時(shí),由動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系式p=2mEk2.(多項(xiàng)選擇)現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為,光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性.以下事實(shí)中突出表達(dá)波動(dòng)性的是()A.一定頻率的光照射到鋅板上,光的強(qiáng)度越大,單位時(shí)間內(nèi)鋅板上射出的光電子就越多B.肥皂液是無色的,吹出的肥皂泡卻是彩色的C.質(zhì)量為10-3kg、速度為10-2D.人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距大致相同答案BD解析光電效應(yīng)表達(dá)光的粒子性,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;肥皂泡看起來是彩色的,這是薄膜干預(yù)現(xiàn)象,表達(dá)光的波動(dòng)性,選項(xiàng)B正確;由于小球的德布羅意波長太小,很難觀察到其波動(dòng)性,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;人們利用熱中子的衍射現(xiàn)象研究晶體結(jié)構(gòu),所以能夠表達(dá)波動(dòng)性,選項(xiàng)D正確.3.經(jīng)150V電壓加速的電子束,沿同一方向射出,穿過鋁箔射到其后的屏上,那么()A.所有電子的運(yùn)動(dòng)軌跡均相同B.所有電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)均相同C.電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定D.電子到達(dá)屏上的位置受波動(dòng)規(guī)律支配,無法用確定的坐標(biāo)來描述它的位置答案D解析電子在運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出波動(dòng)性,沒有一定的運(yùn)動(dòng)軌跡,牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用于電子的運(yùn)動(dòng),應(yīng)選項(xiàng)D正確.4.在中子衍射技術(shù)中,常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相當(dāng),中子質(zhì)量m=1.67×10-27kg,那么可以估算德布羅意波長λ=1.82×10A.10-17J B.10-19JC.10-21J D.10-24J答案C解析根據(jù)德布羅意波理論,中子動(dòng)量p=hλ,中子動(dòng)能Ek=p25.以下現(xiàn)象能說明光具有波粒二象性的是()A.光的色散和光的干預(yù)B.光的干預(yù)和光的衍射C.光的反射和光電效應(yīng)D.泊松亮斑和光電效應(yīng)答案D解析光的色散、光的反射可以從波動(dòng)性和粒子性兩方面分別予以理解,應(yīng)選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;光的干預(yù)、衍射現(xiàn)象只說明光的波動(dòng)性,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;泊松亮斑能說明光具有波動(dòng)性,光電效應(yīng)說明光具有粒子性,應(yīng)選項(xiàng)D正確.6.(多項(xiàng)選擇)以下各種波哪些是概率波()A.聲波 B.無線電波C.光波 D.物質(zhì)波答案CD解析聲音是機(jī)械波,A錯(cuò).電磁波中的無線電波是一種能量波,B錯(cuò).根據(jù)概率波的概念和光波、物質(zhì)波的特點(diǎn)分析可知光波和物質(zhì)波均為概率波,故C、D正確.7.質(zhì)子甲的速度是質(zhì)子乙速度的4倍,甲質(zhì)子的德布羅意波波長是乙質(zhì)子的,同樣速度的質(zhì)子和電子,的德布羅意波波長長.

答案14解析據(jù)λ=hp甲質(zhì)子的德布羅意波波長是乙質(zhì)子的14由于質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量,因此同樣速度的質(zhì)子比電子的德布羅意波波長短.能力提升8.現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu).為滿足測量要求,將顯微鏡工作時(shí)電子的德布羅意波波長設(shè)定為dn,其中n>1.普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量eA.n2hC.d2h答案D解析在電子顯微鏡工作時(shí),電子的加速過程滿足eU=12mv2,運(yùn)動(dòng)的電子產(chǎn)生的德布羅意波波長為λ=hmv,又λ=dn,聯(lián)立可得U=9.在中子衍射技術(shù)中,常用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波波長與晶體中原子間距很相近.中子質(zhì)量m=1.67×10-27kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可以估算德布羅意波波長λ=1.82×10A.10-17J B.10-19JC.10-21J D.10-24J答案C解析據(jù)λ=hp,Ek=12mv2=12p2m,即有Ek=12m·(10.(多項(xiàng)選擇)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.電子的質(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A.該實(shí)驗(yàn)說明了電子具有波動(dòng)性B.實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波波長為λ=hC.加速電壓U越大,電子的衍射現(xiàn)象越明顯D.假設(shè)用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子,衍射現(xiàn)象將更加明顯答案AB解析得到電子的衍射圖樣,說明電子具有波動(dòng)性,A正確;由德布羅意波波長公式λ=hp而動(dòng)量p=2m兩式聯(lián)立得λ=h2從公式λ=h2meU11.試比擬電子和質(zhì)量為10g的子彈位置的不確定量范圍.(設(shè)它們的速率都為200m/s,動(dòng)量的不確定范圍都為0.01%) (導(dǎo)學(xué)號(hào)51160149)答案見解析解析對電子Δpe=0.01%p=0.01%mv=10-4×9.1×10-31×200kg·m/s=1.82×10-32對子彈Δpz=0.01%pz=10-4×0.01×200kg·m/s=2×10-4由不確定關(guān)系ΔxΔp≥h4π,對電子:Δxe≥h4πΔpe=6對子彈:Δxz≥h4πΔpz=6.63×12.金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級(jí)是10-10m.電子經(jīng)加速電場加速,形成一電子束,電子束照射該金屬晶體時(shí),獲得明顯的衍射圖樣.問這個(gè)加速電場的電壓約為多少?(電子的電荷量e=1.6×10-19C,質(zhì)量m=0.90答案153V解析據(jù)波長發(fā)生明顯衍射的條件可知,當(dāng)運(yùn)動(dòng)電子的德布羅意波波