高中物理 第17章 第3節(jié)粒子的波動性檢測試題 新人教版選修3-5

"【成才之路】-學(xué)年高中物理第17章第3節(jié)粒子的波動性檢測試題新人教版選修3-5"基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～3題為單選題，4～5題為多選題)1．能夠證明光具有波粒二象性的現(xiàn)象是()A．光的干涉、衍射現(xiàn)象和光電效應(yīng)B．光的反射與小孔成像C．光的折射與偏振現(xiàn)象D．光的干涉、衍射與光的色散答案：A解析：小孔成像說明光沿直線傳播，選項C、D說明光的波動性，故選項A正確。2．下列說法中正確的是()A．物質(zhì)波屬于機(jī)械波B．只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動性C．德布羅意認(rèn)為，任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波和它對應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波D．宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運動時不具有波動性答案：C解析：物質(zhì)波是一切運動著的物體所具有的波，與機(jī)械波性質(zhì)不同，宏觀物體也具有波動性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯而已，故只有C對。3．有關(guān)光的本性，下列說法中正確的是()A．光具有波動性，又具有粒子性，這是相互矛盾和對立的B．光的波動性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點C．大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性D．由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性答案：D解析：光在不同條件下表現(xiàn)出不同的行為，其波動性和粒子性并不矛盾，A錯、D對；光的波動性不同于機(jī)械波，其粒子性也不同于質(zhì)點，B錯；大量光子往往表現(xiàn)出波動性，個別光子往往表現(xiàn)出粒子性，C錯。4．以下說法正確的是()A．任何運動著的物體都具有波動性B．抖動細(xì)繩一端，繩上的波就是物質(zhì)波C．通常情況下，質(zhì)子比電子的波長長D．核外電子繞核運動時，并沒有確定的軌道答案：AD解析：任何運動著的物體都具有波動性，故A對，對宏觀物體而言，其波動性難以觀測，我們所看到的繩波是機(jī)械波，不是物質(zhì)波，故B錯。電子的動量往往比質(zhì)子的動量小，由λ＝eq\f(h,p)知，電子的波長長，故C錯。核外電子繞核運動的規(guī)律是概率問題，無確定的軌道，故D對。5．下列物理實驗中，能說明粒子具有波動性的是()A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明了愛因斯坦方程的正確性B．通過測試多種物質(zhì)對X射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長變大的成分C．通過電子雙縫實驗，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象D．利用晶體做電子束衍射實驗，證實了電子波動性答案：CD解析：干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象。由于X射線本身就是一種波，而不是實物粒子，故X射線有波長變大的成分，并不能證實物質(zhì)波理論的正確性，即A、B并不能說明粒子的波動性，證明粒子的波動性只能是C、D。故選項C、D正確。二、非選擇題6．任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與之對應(yīng)，波長是λ＝eq\f(h,p)，式中p是運動物體的動量，h是普朗克常量，人們把這種波叫做德布羅意波。現(xiàn)有一個德布羅意波長為λ1的物體1和一個德布羅意波長為λ2的物體2，二者相向正撞后粘在一起，已知|p1|<|p2|，則粘在一起的物體的德布羅意波長為是多少？答案：eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)解析：由動量守理定律p2－p1＝(m1＋m2)v及p＝eq\f(h,λ)，得eq\f(h,λ2)－eq\f(h,λ1)＝eq\f(h,λ)，所以λ＝eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)。7．如圖所示為證實電子波存在的實驗裝置，從F上漂出的熱電子可認(rèn)為初速度為零，所加加速電壓U＝104V，電子質(zhì)量為m＝0.91×10－30kg。電子被加速后通過小孔K1和K2答案：1.23×10－11解析：電子加速后的動能EK＝eq\f(1,2)mv2＝eU，電子的動量p＝mv＝eq\r(2mEk)＝eq\r(2meU)。由λ＝eq\f(h,p)知，λ＝eq\f(h,\r(2meU))，代入數(shù)據(jù)得λ≈1.23×10－11m。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．電子顯微鏡的最高分辨率高達(dá)0.2nm，如果有人制造出質(zhì)子顯微鏡，在加速到相同的速度情況下，質(zhì)子顯微鏡的最高分辨率將()A．小于0.2nm B．大于0.2nmC．等于0.2nm D．以上說法均不正確答案：A解析：顯微鏡的分辨能力與波長有關(guān)，波長越短其分辨率能力越強(qiáng)，由λ＝eq\f(h,p)知，如果把質(zhì)子加速到與電子相同的速度，質(zhì)子的波長更短，分辨能力更高。2．如圖所示，弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成亮暗相間的條紋，與鋅板相連的驗電器的鋁箔有張角，則該實驗不能證明()A．光具有波動性B．從鋅板上逸出帶正電的粒子C．光能發(fā)生衍射D．光具有波粒二象性答案：B解析：該題巧妙地把光的衍射和光電效應(yīng)實驗綜合在一起，解題時應(yīng)從光的衍射、光電效應(yīng)、光的波粒二象性知識逐層分析，逸出的光電子應(yīng)帶負(fù)電。3．關(guān)于物質(zhì)波，下列說法正確的是()A．速度相等的電子和質(zhì)子，電子的波長大B．動能相等的電子和質(zhì)子，電子的波長小C．動量相等的電子和中子，中子的波長小D．甲電子速度是乙電子的3倍，甲電子的波長也是乙電子的3倍答案：A解析：由λ＝eq\f(h,p)可知，動量大的波長小，電子與質(zhì)子的速度相等時，電子的動量小，波長長；電子與質(zhì)子動能相等時，由動量與動能的關(guān)系式：p＝eq\r(2mEk)可知，電子的動量小，波長長；動量相等的電子和中子，其波長應(yīng)相等；如果甲、乙兩電子的速度遠(yuǎn)小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的動量也是乙的三倍，則甲的波長應(yīng)是乙的eq\f(1,3)。4．為了觀察晶體的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像(由于電子的物質(zhì)波波長很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，因此電子顯微鏡的分辨率高)；(2)利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣，進(jìn)而分析出晶體的原子排列，則下列分析中正確的是()A.電子顯微鏡所利用的是電子的物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得多B．電子顯微鏡中電子束運動的速度應(yīng)很小C．要獲得晶體的X射線衍射圖樣，X射線波長要遠(yuǎn)小于原子的尺寸D．中子的物質(zhì)波的波長可以與原子尺寸相當(dāng)答案：AD解析：由題目所給信息“電子的物質(zhì)波波長很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象”及發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件可知，電子的物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得多，A項正確；由信息“利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣”及發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件可知，中子的物質(zhì)波或X射線的波長與原子尺寸相當(dāng)，D項正確，C項錯。5．下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波長和頻率為1MHz的無線電波的波長，由表中數(shù)據(jù)可知()質(zhì)量/kg速度/(m·s－1)波長/m彈子球2.0×10－21.0×10－23.3×10－30電子9.1×10－315.0×1061.2×10－10無線電波(1MHz)3.0×1083.0×102A.要檢測彈子球的波動性幾乎不可能B．無線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動性C．電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動性D．只有可見光才有波動性答案：ABC解析：由于彈子球德布羅意波長極短，故很難觀察其波動性，而無線電波波長為3.0×102m，所以通常表現(xiàn)出波動性，很容易發(fā)生衍射，而金屬晶體的晶格線度大約是10－10m數(shù)量級，所以波長為1.2×10二、非選擇題6．已知銫的逸出功為1.9eV，現(xiàn)用波長為4.3×10－7m(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)？(2)若能發(fā)生光電效應(yīng)，求光電子的德布羅意波波長最短為多少。(電子的質(zhì)量為m＝0.91×10－30kg答案：(1)能(2)1.2×10－9解析：(1)入射光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝6.626×10－34×eq\f(3.0×108,4.3×10－7)×eq\f(1,1.6×10－19)eV≈2.9eV。由于E＝2.9e