2019年高中物理 第17章 第3節(jié)粒子的波動(dòng)性檢測(cè)試題 新人教版選修3-5一、選擇題(13題為單選題，45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(xiàng)C、D說明光的波動(dòng)性，故選項(xiàng)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(dòng)性C德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波D宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不具有波動(dòng)性答案：C解析：物質(zhì)波是一切運(yùn)動(dòng)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(dòng)性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯而已，故只有C對(duì)。3有關(guān)光的本性，下列說法中正確的是()A光具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是相互矛盾和對(duì)立的B光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)C大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性D由于光既具有波動(dòng)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(dòng)性和粒子性并不矛盾，A錯(cuò)、D對(duì)；光的波動(dòng)性不同于機(jī)械波，其粒子性也不同于質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)；大量光子往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子往往表現(xiàn)出粒子性，C錯(cuò)。4以下說法正確的是()A任何運(yùn)動(dòng)著的物體都具有波動(dòng)性B抖動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，并沒有確定的軌道答案：AD解析：任何運(yùn)動(dòng)著的物體都具有波動(dòng)性，故A對(duì)，對(duì)宏觀物體而言，其波動(dòng)性難以觀測(cè)，我們所看到的繩波是機(jī)械波，不是物質(zhì)波，故B錯(cuò)。電子的動(dòng)量往往比質(zhì)子的動(dòng)量小，由知，電子的波長長，故C錯(cuò)。核外電子繞核運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是概率問題，無確定的軌道，故D對(duì)。5下列物理實(shí)驗(yàn)中，能說明粒子具有波動(dòng)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(cè)試多種物質(zhì)對(duì)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(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象D利用晶體做電子束衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了電子波動(dòng)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(shí)物粒子，故X射線有波長變大的成分，并不能證實(shí)物質(zhì)波理論的正確性，即A、B并不能說明粒子的波動(dòng)性，證明粒子的波動(dòng)性只能是C、D。故選項(xiàng)C、D正確。二、非選擇題6任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)，波長是，式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h是普朗克常量，人們把這種波叫做德布羅意波?，F(xiàn)有一個(gè)德布羅意波長為1的物體1和一個(gè)德布羅意波長為2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：解析：由動(dòng)量守理定律p2p1(m1m2)v及p，得，所以。7如圖所示為證實(shí)電子波存在的實(shí)驗(yàn)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U104V，電子質(zhì)量為m0.911030kg。電子被加速后通過小孔K1和K2后入射到薄的金膜上，發(fā)生衍射，結(jié)果在照相底片上形成同心圓明暗條紋。試計(jì)算電子的德布羅意波長。答案：1.231011m解析：電子加速后的動(dòng)能EKmv2eU，電子的動(dòng)量pmv。由知，代入數(shù)據(jù)得1.231011m。能力提升一、選擇題(13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0.2nmB大于0.2nmC等于0.2nmD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(yàn)電器的鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn)不能證明()A光具有波動(dòng)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(shí)驗(yàn)綜合在一起，解題時(shí)應(yīng)從光的衍射、光電效應(yīng)、光的波粒二象性知識(shí)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(dòng)能相等的電子和質(zhì)子，電子的波長小C動(dòng)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：由可知，動(dòng)量大的波長小，電子與質(zhì)子的速度相等時(shí)，電子的動(dòng)量小， 波長長；電子與質(zhì)子動(dòng)能相等時(shí)，由動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系式：p可知，電子的動(dòng)量小，波長長；動(dòng)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(dòng)量也是乙的三倍，則甲的波長應(yīng)是乙的。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(yùn)動(dòng)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(xiàng)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(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)。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/(ms1)波長/m彈子球2.01021.01023.31030電子9.110315.01061.21010無線電波(1 MHz)3.01083.0102A.要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能B無線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動(dòng)性C電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動(dòng)性D只有可見光才有波動(dòng)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(dòng)性，而無線電波波長為3.0102m，所以通常表現(xiàn)出波動(dòng)性，很容易發(fā)生衍射，而金屬晶體的晶格線度大約是1010m數(shù)量級(jí)，所以波長為1.21010m的電子可以觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。二、非選擇題6已知銫的逸出功為1.9eV，現(xiàn)用波長為4.3107m的入射光照射金屬銫。(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m0.911030kg)答案：(1)能(2)1.2109m解析：(1)入射光子的能量Ehh6.6261034eV2.9eV。由于E2.9eV>W0，所以能發(fā)生光電效應(yīng)。(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能EkhW01.61019J而光電子的最大動(dòng)量p，則光電子的德布羅意波波長的最小值minm1.2109m。