惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.5德布罗意波 课时练（含解析）

2.5德布罗意波
1．经150 V电压加速的电子束，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动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置
2．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射越明显，分辨本领越低，电子显微镜有较高的分辨本领．电子显微镜的最高分辨率高达0.2nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将（ ）
A．小于0.2nm B．大于0.2nm C．等于0.2nm D．无法确定
3．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．X射线的衍射实验，证实了德布罗意假设是正确的
D．宏观物体运动时也具有波动性，但是不容易观察到
4．关于德布罗意波的波长，下列说法正确的是（ ）
A．质量大的物体，德布罗意波长短 B．速度大的物体，德布罗意波长短
C．动量大的物体，德布罗意波长短 D．动能大的物体，德布罗意波长短
5．下列有关说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B．玻尔最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应
C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想
D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
6．关于近代物理实验，下列说法正确的有（ ）
A．黑体辐射的实验表明，微观世界，能量也是连续变化的
B．在光电效应实验中，只要入射光照射时间足够长，一定能发生光电效应
C．康普顿效应表明，光子除了具有能量之外还具有动量
D．一个电子和一个质子具有同样的动能时，质子的德布罗意波波长更长
7．灯丝发射的电子束经过电场加速后从阳极上的狭缝穿出，通过两条平行狭缝后，在荧光屏上形成明显的双缝干涉图样．已知一个电子从狭缝穿出时动量为P，普朗克常量为h，则（ ）
A．经过电场加速后，电子的德布罗意波长为P/h
B．经过电场加速后，电子的德布罗意波长为h/P
C．荧光屏上暗条纹的位置是电子不能到达的位置
D．荧光屏上亮条纹的位置是电子到达概率大的位置
8．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
9．下列说法正确的是（ ）
A．黑体辐射的实验规律可用经典的电磁学理论解释
B．光电效应显示了光的粒子性
C．康普顿效应显示了光的波动性
D．电子的衍射实验说明了实物粒子也具有波动性
10．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？（普朗克常量）
11．已知＝5.3×10－35J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况.
（1）一个球的质量m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为10－6m；
（2）电子的质量me＝9.1×10－31kg，测定其位置的不确定量为10－10m.
12．一颗近地卫星质量为m，其德布罗意波长为多少？（已知地球半径为R，重力加速度为g）
13．静止的原子核放出一个波长为的光子．，已知普朗克常量为h，则
（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？
14．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，且．已知某种紫光的波长是440nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的万分之一．
（1）求电子的动量的大小．
（2）试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．（电子质量，电子电荷量）
参考答案
1．D
【解析】
由物质波原则可知，它受波动概率影响，由测不准原则得无法确定坐标，所以D是正确的，ABC错误．故选D．
2．A
【解析】
波长越短，分辨率越高，由于质子质量大于电子质量，加速到相同速度后，质子的动量大于电子的动量，根据可知，质子的波长短，因此质子显微镜的最高分辨率将小于0.2nm，选项A正确．
3．D
【解析】
A．物质波与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，A错误；
B．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，即物质波，B错误；
C．电子是实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，证实了德布罗意假设是正确的，C错误；
D．宏观物体运动时，对应的德布罗意波长非常小，看不到它的衍射或干涉现象，但不能否定其波动性，D正确．
故选D。
4．C
【解析】
德布罗意波的波长，可知动量大的物体，德布罗意波长短，故C正确。
故选C。
5．C
【解析】
A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；
B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B错误；
C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的行射实验证实了他的猜想，故C正确；
D．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
A. 黑体辐射实验规律告诉我们能量不连续．故A错误；
B. 光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关．故B错误；
C. 康普顿效应表明，光子除了具有能量之外还具有动量，故C正确．
D. 相同动能的一个电子和一个质子，由
可知，电子的动量小于质子的动量，再由
则电子的德布罗意波长比质子大，故D错误．
7．BD
【解析】
电子的德布罗意波长为h/P，A错；B对；荧光屏上暗条纹的位置是电子到达概率小的区域，C错；D对；
8．AD
【解析】
A.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，故A正确；
B. 由题目所给信息“电子的物质波波长很短，并结合徳布罗意波可知波长越短，则速度越大，故B错误
CD.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正确，C错误．
故选AD
9．BD
【解析】
A．黑体辐射的实验规律不能用经典的电磁学理论解释，可用量子理论来解释，故A错误；
BC．光电效应和康普顿效应都说明了光具有粒子性，故B正确，C错误；
D．利用晶体做电子衍射实验，得到了电子的衍射图谱，证实了实物粒子具有波动性，故D正确。
故选BD。
10．
【解析】
单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量，即
由可得
解得
．
11．（1）5.3×10－29m/s（2） 5.8×105m/s
【解析】
（1）球的速度测定的不确定量
Δv≥＝m/s＝5.3×10－29m/s
这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论.
（2）原子中电子的速度测定的不确定量
Δv≥＝m/s＝5.8×105m/s
这个速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理.
12．
【解析】
对于近地卫星有
对地球表面物体有
所以
根据德布罗意波长
得
13．（1） （2）
【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
得
（2）反冲核的物质波的波长
14．（1） （2）773V
【解析】
(1)由得，电子的动量
．
(2)电子在电场中加速，由动能定理有
解得