第4章 5 粒子的波动性和量子力学的建立(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

[基础训练] 1．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．宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性 答案　C 2．关于物质波，下列说法正确的是(　　) A．速度相等的电子和质子，电子的波长长 B．动能相等的电子和质子，电子的波长短 C．动量相等的电子和中子，中子的波长短 D．如果甲、乙两电子的速度都远小于光速，甲电子速度是乙电子的3倍，则甲电子的波长也是乙电子的3倍 解析　由λ＝可知，动量大的波长短。电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长。电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式：p＝可知，电子的动量小，波长长。动量相等的电子和中子，其波长应相等。如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的。 答案　A 3．X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以ε和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则(　　) A．ε＝，p＝0 B．ε＝，p＝ C．ε＝，p＝0 D．ε＝，p＝ 解析　根据ε＝hν，且λ＝，c＝λν可得X射线每个光子的能量为ε＝，每个光子的动量为p＝。 答案　D 4．根据德布罗意波的概念，下列说法正确的是(　　) A．质量大的物体，其德布罗意波长短 B．速度大的物体，其德布罗意波长短 C．动量大的物体，其德布罗意波长短 D．动能小的物体，其德布罗意波长短 解析　根据λ＝可以判断选项C正确。 答案　C 5．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．保持不变 B．变为原来波长的两倍 C．变为原来波长的一半 D．变为原来波长的倍 解析　根据λ＝可以判断选项C正确。 答案　C 6．(多选)关于物质波，下列认识正确的是(　　) A．只要是运动着的物体，不论是宏观物体，还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波 B．只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波 C．由于宏观物体的德布罗意波长太短，所以难以观察到它们的波动性 D．电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的 解析　由物质波的定义可知，只要物体运动就会有波动性，其波长λ＝，B错误，A正确；宏观物体的德布罗意波长太短，难以观测，C正确；电子束照射在金属晶体上得到电子束的衍射图样，说明了德布罗意的假设是正确的，D正确。 答案　ACD [能力提升] 7．显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱，在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是(　　) A．电子显微镜分辨本领较强 B．质子显微镜分辨本领较强 C．两种显微镜分辨本领相同 D．两种显微镜分辨本领无法比较 解析　在电场中加速eU＝mv2＝，又由物质波公式λ＝得λ＝，所以经相同电压加速后的质子与电子相比，质子的物质波波长短，波动性弱，从而质子显微镜分辨本领较强，故B正确。 答案　B 8．电子衍射实验装置的简化图如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．亮条纹是电子到达概率大的地方 B．该实验说明物质波理论是正确的 C．该实验再次说明光子具有波动性 D．该实验说明实物粒子具有波动性 解析　由题意可知，亮条纹是电子到达概率大的地方，暗条纹是电子到达概率小的地方，故A正确；电子是实物粒子，能发生衍射现象，该实验说明物质波理论是正确的，不能说明光子的波动性，故B、D正确，C错误。 答案　C 9．(多选)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知(　　) 质量/kg 速度/(m·s－1) 波长/m 弹子球 2.0×10－2 1.0×10－2 3.3×10－30 电子/(100 eV) 9.1×10－31 5.0×106 1.2×10－10 无线电波/(1 MHz) 3.0×108 3.0×102 A．要检测弹子球的波动性几乎不可能 B．无线电波通常只能表现出波动性 C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性 D．只有可见光才有波粒二象性 解析　弹子球的波长相对太短，所以检测其波动性几乎不可能，A正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；由物质波理论知，D错误。 答案　ABC 10．电子和光一样具有波动性和粒子性，它表现出的波动的性质，就像X射线穿过晶体时会产生衍射一样，这一类实物粒子的波动叫物质波。质量为m的电子以速度v运动时，这种物质波的波长可表示为λ＝，电子质量m＝9.1×10－31 kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s。(结果保留2位有效数字) (1)计算具有100 eV动能的电子的动量p和波长λ； (2)若一个静止的电子经2 500 V电压加速，求能量和这个电子动能相同的光子的波长，并求该光子的波长和这个电子的波长的比值。 解析　(1)p＝ ＝ kg·m/s ≈5.4×10－24 kg·m/s， λ＝＝ m≈1.2×10－10 m。 (2)电子的动量 p′＝＝ ＝ kg·m/s ≈2.7×10－23 kg·m/s， 电子的波长 λ′＝＝ m≈2.5×10－11 m。 光子能量E＝Ek′＝＝2500 eV＝4.0×10－16 J， 光子波长λ＝＝ m≈5.0×10－10 m，则＝20。 答案　(1)5.4×10－24 kg·m/s　1.2×10－10 m (2)5.0×10－10 m　20 学科网（北京）股份有限公司 $$