物理选修3-5第十七章 波粒二象性3 崭新的一页：粒子的波动性习题

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内蒙古物理高三单元练习同步91：《粒子的波动性》 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题 共60分） 评卷人得分  一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中。有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）1.人类在对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，下面四个示意图所表示的实验不能说明具有波动性的是           2.在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（     ）A．光的折射现象、偏振现象       B．光的反射现象、干涉现象    C．光的衍射现象、色散现象       D．光电效应现象、康普顿效应 3.关于光的波粒二象性的理解正确的是（     ）A．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性  B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C．高频光是粒子，低频光是波   D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著 4.现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C．质量为10-3kg、速度为10-2m/s的小球，其德布罗意波长约为10-23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长一晶体中原子间距大致相同  5.在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m=1.6710－27kg，普朗克常量h=6.6310－34J·s，可以估算德布罗意波长λ=1.8210-10m的热中子动能的数量级为A．10—17J B．10—19J C．10—21J D．10—24J 6.1961年德国学者约恩孙发表了一篇论文，介绍了他用电子束做的一系列衍射和干涉实验．其中他做的双缝干涉实验，与托马斯·杨用可见光做的双缝干涉实验所得到的图样基本相同，这是对德布罗意的物质波理论的又一次实验验证．根据德布罗意理论，电子也具有波粒二象性，其德布罗意波长，其中h为普朗克常量，p为电子的动量．约恩孙实验时用50kV电压加速电子束，然后垂直射到间距为毫米级的双缝上，在与双缝距离约为35cm的光屏上得到了干涉条纹，但条纹间距很小。下列四组方法中，哪些方法一定能使条纹间距变大？A．降低加速电子的电压，同时加大双缝间的距离B．降低加速电子的电压，同时减小双缝间的距离C．加大双缝间的距离，同时使光屏靠近双缝D．减小双缝间的距离，同时使光屏远离双缝 7.下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1MHz的无线电波的波长，根据表中数可知 质量（kg）速度（m/s）波长（m）弹子球电子（100ev）无线电波（1MHz）  ①要检测弹子球的波动性几乎不可能②无线电波通常情况下只能表现出波动性③电子照射到金属晶体上才能观察到它的波动性④只有可见光才有波粒二象性A．①④ B．②④ C．①② D．①②③ 8.下列关于物质波的说法中,正确的是A.物质波是由近及远地进行传播的B.某种实物粒子的德布罗意波是没有一定规律的C.一个光子的运动是受波动规律支配的D.牛顿定律对高速运动的宏观物体不适用 9.（05年天津卷）现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n>1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为     Ａ．    　　Ｂ．    　　　Ｃ．    　　　　Ｄ． 10.（08年石室中学模拟）1961年德国学者约恩孙发表了一篇论文，介绍了他用电子束做的一系列衍射和干涉实验。其中他做的双缝干涉实验，与托马斯•杨用可见光做的双缝干涉实验所得到的图样基本相同，这是对德布罗意的物质波理论的又一次实验验证。根据德布罗意理论，电子也具有波粒二象性，其德布罗意波长λ=h/p，其中h为普朗克常量，p为电子的动量。约恩孙实验时用50kv电压加速电子束，然后垂直射到间距为毫米级的双缝上，在与双缝距离约为35cm的衍射屏上得到了干涉条纹，但条纹间距很小。下面所说的4组方法中，哪些方法一定能使条纹间距变大？    （    ）    A．降低加速电子的电压，同时加大双缝间的距离    B．降低加速电子的电压，同时减小双缝间的距离    C．加大双缝间的距离，同时使衍射屏靠近双缝    D．减小双缝间的距离，同时使衍射屏远离双缝  11.下列说法中正确的是A. 质量大的粒子，其德布罗意波长小B. 速度大的粒子，其德布罗意波长小C. 动量大的粒子，其德布罗意波长小D. 动能大的粒子，其德布罗意波长小 12.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，波长满足(其中，h为普朗克常量，p为动量) ，人们把这种波叫做德布罗意波。现有德布罗意波波长为λ1的一个中子和一个氘核相向对撞，撞后结合成一个波长为λ2的氚核，则氘核的德布罗意波波长可能为A．            Ｂ．||Ｃ．           Ｄ．|| 13.为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：（1）用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像（由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高）；（2）利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列，则下列分析中正确的是A．电子显微镜所利用的电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当 14.要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．有关电子显微镜的下列说法正确的是A．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射B．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射 15.在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m＝1.67×10－27 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，可以估算出德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m的热中子的动量的数量级可能是A．10－17 kg·m/s        B．10－18 kg·m/sC．10－20 kg·m/s        D．10－24 kg·m/s 第II卷（非选择题）（非选择题  共40分）评卷人得分  二、填空题（本题共5小题，每小题4分，共20分）16.一颗地面附近的质量为m的人造地球卫星，其德布罗意波长为________。一个处于基态的氢原子核外电子的德布罗意波长为________。(地球半径为R，重力加速度为g，基态时电子轨道半径为r，电子质量为me)。 17.影响显微镜分辨本领的主要是________，因此电子显微镜的分辨本领比光学显微镜的分辨本领________。 18.物质波也是概率波，在如图所示的电子衍射图样中，电子落在“亮圆”上的概率________(填“大”或“小”)，落在“暗圆”上的概率______(填“大”或“小”)。     19.假设一个中学生的质量约为50kg，百米跑时速度大小约为7m／s，估算该中学生在跑百米时的德布罗意波的波长为___________m（已知普朗克常量，结果保留一位有效数字）。 20. 1924年，法国巴黎大学的德布罗意考虑到普朗克       和爱因斯坦       的成功，在博士学位论文中大胆地把光的波粒二象性推广到       ，如       、      等。评卷人得分  三、计算题（本题共2小题，共20分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分）21.（10分）光子波长为λ，其动量、质量分别是多少? 22.（10分）求动能为1eV的电子的德布罗意波长。                       试卷答案1.  C2.D3.AD4.BD5.C解析：由德布罗意波波长公式得：中子的动量kg·m/s，所以，中子的动能J。6.BD解析：根据动能定理可知，则德布罗意波长；由双缝干涉条纹公式知，要增大，在保持l不变的情况下，可降低加速电压，同时减小双缝间距离；在保持λ不变的情况下，可减小双缝间的距离，同时使光屏远离双缝，B、D两选项正确。7.D8.D 9.答案：D10.答案：BD11.C 12.C13.AD 14.A解析：电子显微镜的分辨率比光学显微镜更高，是因为电子物质波的波长比可见光短，和可见光相比，电子物质波更不容易发生明显衍射，所以分辨率更高，A正确。15.D解析：本题考查德布罗意波。根据德布罗意波长公式λ＝得：p＝＝kg·m/s＝3.6×10－24 kg·m/s。可见，热中子的动量的数量级是10-24kg·m/s。16.，17.光的衍射，高18.大，小19.2×10-3620.能量子，光子理论，实物粒子，电子、质子21.解析：由德布罗意公式所以动量又因为p＝mv光＝mc所以，22.1.2×10－9m