高中物理粤教版选修3-5同步练习课时跟踪检测（十一）+德布罗意波+Word版含解析

课时跟踪检测（十一） 德布罗意波
一、选择题(第1～6题为单选题，第7～9题为多选题)
1．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大到2v，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)(　　)
A．变为原来波长的一半 B．保持不变
C．变为原来波长的 D．变为原来波长的两倍
解析：选A　由物质波波长公式λ＝＝可知选项A对。
2．下列说法正确的是(　　)
A．物质波属于机械波
B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性
C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都具有一种波和它对应，这种波叫作物质波
D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性
解析：选C　物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波不同；宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，看不出来，故只有选项C正确。
3．经150 V电压加速的电子束(其德布罗意波波长约为1×10－10 m)，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则(　　)
A．所有电子的运动轨迹均相同
B．所有电子到达屏上的位置坐标均相同
C．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定
D．电子到达屏上的位置受波运动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置
解析：选D　电子被加速后穿过铝箔时发生衍射，故D对。
4．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，可以估算德布罗意波波长λ＝1.82×10－10 m的热中子动能的数量级为(　　)
A．10－17 J B．10－19 J
C．10－21 J D．10－24 J
解析：选C　根据德布罗意波理论，中子动量p＝，中子动能Ek＝＝，代入数据可以估算出数量级为10－21，即选项C正确。
5．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定关系式ΔxΔp≥判断下列说法正确的是(　　)
A．入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置
B．狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了
C．更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量不确定性却更大了
D．可以同时确定粒子的位置和动量
解析：选C　由ΔxΔp≥，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大，故C对。
6．任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长是λ＝，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫德布罗意波，现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2相向正碰后粘在一起，已知|p1|<|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选D　由动量守恒p2－p1＝(m1＋m2)v知，即－＝，所以λ＝，故D正确。
7．关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是(　　)
A．微观粒子的动量不可能确定
B．微观粒子的坐标不可能确定
C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定
D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子
解析：选CD　不确定性关系ΔxΔp≥表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小。故不能同时准确确定粒子的动量和坐标，不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微。
8．根据物质波理论，以下说法中正确的是(　　)
A．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性
B．宏观物体和微观粒子都具有波动性
C．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长
D．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显
解析：选BD　由物质波理论可知，一切物质都有波动性，故A错，B对。由λ＝＝可知C错，D对。
9．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是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
解析：选AD　由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，A项正确；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，D项正确，C项错。
二、非选择题
10．一个细菌在培养器皿中的移动速度为3.5×10－6 m/s，其德布罗意波波长为1.9×10－19 m，该细菌的质量为多大？
解析：由公式λ＝得该细菌的质量
m＝＝＝ kg
≈9.97×10－10 kg。
答案：9.97×10－10 kg
11．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9 m，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？
解析：单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量，
即Δx＝1.0×10－9m，
由Δx·Δp≥
有：1.0×10－9·Δp≥，　　
则Δp≥0.53×10－25 kg·m/s。
答案：Δp≥0.53×10－25 kg·m/s
12．光子的动量p与能量E的关系为p＝。静止的原子核放出一个波长为λ的光子。已知普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c，求：
(1)质量为M的反冲核的速度为多少？
(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？
解析：(1)光子的动量为p，由动量守恒定律知反冲核的动量大小也为p。由p＝＝Mv，得v＝。
(2)反冲核的物质波的波长λ′＝＝λ。
答案：(1)　(2)λ