4.4德布罗意波 达标练习（Word解析版）
文档属性
| 名称 | 4.4德布罗意波 达标练习（Word解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 256.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-15 11:50:21 | ||
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文档简介
2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册
4.4德布罗意波 达标练习（解析版）
1．下列说法正确的是（ ）
A．任意运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
2．下列说法中正确的是（ ）
A．爱因斯坦发现了光电效应现象，并提出了光子说来解释光电效应的规律
B．大量光子往往显示出光的粒子性
C．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分动量转移给电子，所以光子散射后波长变长
D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动
3．关于物质波下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．物质波是概率波，光波是电磁波而不是概率波
C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
D．粒子的动量越小，其波动性越易观察
4．如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最小的是（ ）
A．ɑ粒子 B．β粒子 C．中子 D．质子
5．下列说法正确的是（ ）
A．质子的德布罗意波长与其动能成正比
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线
C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
6．下列说法正确的是（ ）
A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C．光的波长越大，光子的能量越小，波动性越显著
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等
E.在LC振荡回路中可通过增大电容电感，提高发射电磁波的频率
7．下列说法正确的是（ ）
A．发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的强度有关
B．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的
C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波
D．康普顿效应证实了光具有波动性
8．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=1.6×10-27kg，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10m的热中子动能的数量级为（ ）
A．10-15J B．10-19J C．10-21J D．10-34J
9．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，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．“泊松亮斑”是下面的哪个图形？（ ）
A．B．C． D．
11．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体结构，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=1.67×10-27kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10m的热中子动能的数量级为（ ）
A．10-17J B．10-18J? C．10-21J D．10-24J?
12．用a、b两种光照射同一种光电管时均能发生光电效应，且a光产生的光电子的遏止电压大于b光产生的光电子的遏止电压，则（ ）
A．b光比a光具有更明显的粒子性
B．b光产生的光电子最大初动能较大
C．单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大
D．若a光能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，则b光也有可能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级
13．以下说法正确的是（ ）
A．媒介子是传递各种相互作用的粒子
B．电子衍射实验说明电子具有粒子性
C．LC振荡电路中，当电流增大时，线圈的自感电动势变小．
D．在核电站中利用石墨、重水和普通水来控制链式反应速度
14．关于物质波，下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
C．粒子的动量越小，其波动性越易观察
D．粒子的动量越大，其波动性越易观察
15．波粒二象性是微观世界的基本特征。下列说法正确的是（ ）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．电子在穿过金属片后的衍射现象，证实了电子的粒子性
D．动能相等的质子和电子，它们的物质波波长也相等
16．射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度的大小所对应的德布罗意波长来做定性说明。
17．（锂核）是不稳定的，它会分裂成一个α粒子和一个质子，同时释放一个γ光子
（1）写出核反应方程；
（2）一个静止的分裂时释放出质子的动量大小为P1，α粒子的动量大小为P2，γ光子与α粒子运动方向相同，普朗克常量为h。求y光子的波长λ。
参考答案
1．A
【详解】
A．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，而不仅仅是微观粒子，都具有一种波和它对应，即物质波。故A正确；
B．康普顿效应表明光子不但有能量，而且还有动量，选项B错误；
C．紫光照射某金属时有电子向外发射，因红光的频率小于紫光，则红光照射该金属时不一定有电子向外发射，选项C错误；
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项D错误。
故选A。
2．C
【详解】
赫兹发现的光电效应现象，爱因斯坦运用光子说解释光电效应的规律，故A错误．大量光子往往显示光的波动性，故B错误．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分动量转移给电子，动量减小，根据，知，光子散射后波长变长，故C正确．物质波是一种概率波，没有确定的位置，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动，故D错误．故选C．
【点睛】
光电效应现象不是爱因斯坦发现的，爱因斯坦运用光子说解释了光电效应规律；大量光子显示波动性；根据光子动量的变化，结合德布罗意波长公式分析光子散射后波长的变化；物质波是一种概率波，没有确定的位置．
3．D
【详解】
AC．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，AC错误；
B．根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，B错误；
D．根据德布罗意的物质波理公式
粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
德布罗意波长为，又得
速率相等，即速度大小相同，粒子的质量m最大，则粒子的的德布罗意波长最小，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．由公式
可知质子的德布罗意波长，，故A错误；
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；
C．由
当，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；
D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．元素的半衰期由元素本身决定的，与外部环境无关，故A错误；
B．α射线、β射线是高速运动的带电粒子流，γ射线不带电，故B错误；
C．在光的波粒二象性中，频率越小的光，波长越大，光子的能量越小，波动性越显著，故C正确；
D．动能相等的质子和电子，因质子质量比电子质量大得多，根据动能动量关系式
可知质子和电子动量不相等，再根据德布罗意波长公式
可知一个电子的德布罗意波长和一个质子的波长不相等，故D错误；
E．电磁波的频率公式为
故在LC振荡回路中增大电容电感，导致线圈的振荡频率变小，故E错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．根据光电效应方程，发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关及物体的逸出功有关。A错误；
B．光具有波动性，又具有粒子性，二者是相互统一的。B错误；
C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波。C正确；
D．康普顿效应证实了光具有粒子性。D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
根据德布罗意波理论，中子动量，中子动能，代入数据可估算出中子动能的数量级为10－21J.
A. 10-15J与计算结果不符，A错误。
B. 10-19J与计算结果不符，B错误。
C. 10-21J与计算结果相符，C正确。
D. 10-34J与计算结果不符，D错误。
9．D
【详解】
物质波的波长为
解得
由动能定理可得
联立解得
故选D。
10．A
【详解】
结合泊松亮斑的特点可知，光照射在宽度小于或等于光源波长的小圆板或圆珠时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹，所以A正确；BCD错误；
故选A。
11．C
【详解】
由德布罗意波公式得，而，则，所以，因此热中子的动能的数量级10-21J，C正确．
12．C
【解析】
【详解】
因a光产生的光电子的遏止电压大于b光产生的光电子的遏止电压，则a光照射产生的最大初动能较大，a光的光子频率较大，波长小，由可知，单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大，a光比b光具有更明显的粒子性，选项C正确，AB错误；因a光光子能量较大，若a光能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，则b光不一定能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，选项D错误；故选C.
13．AC
【详解】
A.媒介子是传递各种相互作用的粒子，光子、中间玻色子、胶子都是媒介子，故A正确．
B.衍射是波所特有的现象，电子衍射实验说明电子具有波动性，故B错误．
C.振荡电流增大时，是电场能向磁场能转化的过程，是电容器放电的过程，电流的变化率不断减小，线圈的自感电动势变小．故C正确．
D. 在核电站中利用镉棒吸收中子，控制链式反应的速度，故D错误．
14．BC
【详解】
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是相同本质的物质，A错误；
B．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的，B正确；
CD．根据德布罗意的物质波公式
可知粒子的动量越大，波长越短，其波动性越不明显；粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，越容易观察，C正确，D错误。
故选BC。
15．AB
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，选项A正确；
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，选项B正确；
C．衍射现象是波动性的表现，选项C错误；
D．由及可知，动能相同的质子和电子，其动量不同，故其波长也不相同，选项D错误。
故选AB。
16．见解析
【详解】
不会。因为现实情况下子弹的德布罗意波长远比宏观物体的尺度小得多，根本无法观察到它的波动性，忽略它的波动性也不会引起大的偏差，所以不会“失准”。
17．（1）；（2）
【详解】
（1）根据题意可得核反应方程为
（2）设光子动量大小为，由动量守恒定律
而
解得
4.4德布罗意波 达标练习（解析版）
1．下列说法正确的是（ ）
A．任意运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
2．下列说法中正确的是（ ）
A．爱因斯坦发现了光电效应现象，并提出了光子说来解释光电效应的规律
B．大量光子往往显示出光的粒子性
C．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分动量转移给电子，所以光子散射后波长变长
D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动
3．关于物质波下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．物质波是概率波，光波是电磁波而不是概率波
C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
D．粒子的动量越小，其波动性越易观察
4．如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最小的是（ ）
A．ɑ粒子 B．β粒子 C．中子 D．质子
5．下列说法正确的是（ ）
A．质子的德布罗意波长与其动能成正比
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线
C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
6．下列说法正确的是（ ）
A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C．光的波长越大，光子的能量越小，波动性越显著
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等
E.在LC振荡回路中可通过增大电容电感，提高发射电磁波的频率
7．下列说法正确的是（ ）
A．发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的强度有关
B．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的
C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波
D．康普顿效应证实了光具有波动性
8．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=1.6×10-27kg，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10m的热中子动能的数量级为（ ）
A．10-15J B．10-19J C．10-21J D．10-34J
9．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，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．“泊松亮斑”是下面的哪个图形？（ ）
A．B．C． D．
11．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体结构，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=1.67×10-27kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10m的热中子动能的数量级为（ ）
A．10-17J B．10-18J? C．10-21J D．10-24J?
12．用a、b两种光照射同一种光电管时均能发生光电效应，且a光产生的光电子的遏止电压大于b光产生的光电子的遏止电压，则（ ）
A．b光比a光具有更明显的粒子性
B．b光产生的光电子最大初动能较大
C．单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大
D．若a光能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，则b光也有可能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级
13．以下说法正确的是（ ）
A．媒介子是传递各种相互作用的粒子
B．电子衍射实验说明电子具有粒子性
C．LC振荡电路中，当电流增大时，线圈的自感电动势变小．
D．在核电站中利用石墨、重水和普通水来控制链式反应速度
14．关于物质波，下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
C．粒子的动量越小，其波动性越易观察
D．粒子的动量越大，其波动性越易观察
15．波粒二象性是微观世界的基本特征。下列说法正确的是（ ）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．电子在穿过金属片后的衍射现象，证实了电子的粒子性
D．动能相等的质子和电子，它们的物质波波长也相等
16．射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度的大小所对应的德布罗意波长来做定性说明。
17．（锂核）是不稳定的，它会分裂成一个α粒子和一个质子，同时释放一个γ光子
（1）写出核反应方程；
（2）一个静止的分裂时释放出质子的动量大小为P1，α粒子的动量大小为P2，γ光子与α粒子运动方向相同，普朗克常量为h。求y光子的波长λ。
参考答案
1．A
【详解】
A．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，而不仅仅是微观粒子，都具有一种波和它对应，即物质波。故A正确；
B．康普顿效应表明光子不但有能量，而且还有动量，选项B错误；
C．紫光照射某金属时有电子向外发射，因红光的频率小于紫光，则红光照射该金属时不一定有电子向外发射，选项C错误；
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项D错误。
故选A。
2．C
【详解】
赫兹发现的光电效应现象，爱因斯坦运用光子说解释光电效应的规律，故A错误．大量光子往往显示光的波动性，故B错误．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分动量转移给电子，动量减小，根据，知，光子散射后波长变长，故C正确．物质波是一种概率波，没有确定的位置，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动，故D错误．故选C．
【点睛】
光电效应现象不是爱因斯坦发现的，爱因斯坦运用光子说解释了光电效应规律；大量光子显示波动性；根据光子动量的变化，结合德布罗意波长公式分析光子散射后波长的变化；物质波是一种概率波，没有确定的位置．
3．D
【详解】
AC．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，AC错误；
B．根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，B错误；
D．根据德布罗意的物质波理公式
粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
德布罗意波长为，又得
速率相等，即速度大小相同，粒子的质量m最大，则粒子的的德布罗意波长最小，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．由公式
可知质子的德布罗意波长，，故A错误；
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；
C．由
当，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；
D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．元素的半衰期由元素本身决定的，与外部环境无关，故A错误；
B．α射线、β射线是高速运动的带电粒子流，γ射线不带电，故B错误；
C．在光的波粒二象性中，频率越小的光，波长越大，光子的能量越小，波动性越显著，故C正确；
D．动能相等的质子和电子，因质子质量比电子质量大得多，根据动能动量关系式
可知质子和电子动量不相等，再根据德布罗意波长公式
可知一个电子的德布罗意波长和一个质子的波长不相等，故D错误；
E．电磁波的频率公式为
故在LC振荡回路中增大电容电感，导致线圈的振荡频率变小，故E错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．根据光电效应方程，发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关及物体的逸出功有关。A错误；
B．光具有波动性，又具有粒子性，二者是相互统一的。B错误；
C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波。C正确；
D．康普顿效应证实了光具有粒子性。D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
根据德布罗意波理论，中子动量，中子动能，代入数据可估算出中子动能的数量级为10－21J.
A. 10-15J与计算结果不符，A错误。
B. 10-19J与计算结果不符，B错误。
C. 10-21J与计算结果相符，C正确。
D. 10-34J与计算结果不符，D错误。
9．D
【详解】
物质波的波长为
解得
由动能定理可得
联立解得
故选D。
10．A
【详解】
结合泊松亮斑的特点可知，光照射在宽度小于或等于光源波长的小圆板或圆珠时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹，所以A正确；BCD错误；
故选A。
11．C
【详解】
由德布罗意波公式得，而，则，所以，因此热中子的动能的数量级10-21J，C正确．
12．C
【解析】
【详解】
因a光产生的光电子的遏止电压大于b光产生的光电子的遏止电压，则a光照射产生的最大初动能较大，a光的光子频率较大，波长小，由可知，单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大，a光比b光具有更明显的粒子性，选项C正确，AB错误；因a光光子能量较大，若a光能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，则b光不一定能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，选项D错误；故选C.
13．AC
【详解】
A.媒介子是传递各种相互作用的粒子，光子、中间玻色子、胶子都是媒介子，故A正确．
B.衍射是波所特有的现象，电子衍射实验说明电子具有波动性，故B错误．
C.振荡电流增大时，是电场能向磁场能转化的过程，是电容器放电的过程，电流的变化率不断减小，线圈的自感电动势变小．故C正确．
D. 在核电站中利用镉棒吸收中子，控制链式反应的速度，故D错误．
14．BC
【详解】
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是相同本质的物质，A错误；
B．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的，B正确；
CD．根据德布罗意的物质波公式
可知粒子的动量越大，波长越短，其波动性越不明显；粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，越容易观察，C正确，D错误。
故选BC。
15．AB
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，选项A正确；
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，选项B正确；
C．衍射现象是波动性的表现，选项C错误；
D．由及可知，动能相同的质子和电子，其动量不同，故其波长也不相同，选项D错误。
故选AB。
16．见解析
【详解】
不会。因为现实情况下子弹的德布罗意波长远比宏观物体的尺度小得多，根本无法观察到它的波动性，忽略它的波动性也不会引起大的偏差，所以不会“失准”。
17．（1）；（2）
【详解】
（1）根据题意可得核反应方程为
（2）设光子动量大小为，由动量守恒定律
而
解得
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