高中物理 第17章 第3节粒子的波动性检测试题 新人教版选修3-5

"【成才之路】-学年高中物理第17章第3节粒子的波动性检测试题新人教版选修3-5"基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～5题为多选题)1．能够证明光具有波粒二象性的现象是()A．光的干涉、衍射现象和光电效应B．光的反射与小孔成像C．光的折射与偏振现象D．光的干涉、衍射与光的色散答案：A解析：小孔成像说明光沿直线传播，选项C、D说明光的波动性，故选项A正确。2．下列说法中正确的是()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，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波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答案：C解析：物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显而已，故只有C对。3．有关光的本性，下列说法中正确的是()A．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案：D解析：光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不矛盾，A错、D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错。4．以下说法正确的是()A．任何运动着的物体都具有波动性B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．通常情况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道答案：AD解析：任何运动着的物体都具有波动性，故A对，对宏观物体而言，其波动性难以观测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，故B错。电子的动量往往比质子的动量小，由λ＝eq\f(h,p)知，电子的波长长，故C错。核外电子绕核运动的规律是概率问题，无确定的轨道，故D对。5．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是()A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子波动性答案：CD解析：干涉和衍射是波特有的现象。由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线有波长变大的成分，并不能证实物质波理论的正确性，即A、B并不能说明粒子的波动性，证明粒子的波动性只能是C、D。故选项C、D正确。二、非选择题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＝eq\f(h,p)，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫做德布罗意波。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2，二者相向正撞后粘在一起，已知|p1|<|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为是多少？答案：eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)解析：由动量守理定律p2－p1＝(m1＋m2)v及p＝eq\f(h,λ)，得eq\f(h,λ2)－eq\f(h,λ1)＝eq\f(h,λ)，所以λ＝eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)。7．如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F上漂出的热电子可认为初速度为零，所加加速电压U＝104V，电子质量为m＝0.91×10－30kg。电子被加速后通过小孔K1和K2答案：1.23×10－11解析：电子加速后的动能EK＝eq\f(1,2)mv2＝eU，电子的动量p＝mv＝eq\r(2mEk)＝eq\r(2meU)。由λ＝eq\f(h,p)知，λ＝eq\f(h,\r(2meU))，代入数据得λ≈1.23×10－11m。能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．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0.2nmC．等于0.2nm D．以上说法均不正确答案：A解析：显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率能力越强，由λ＝eq\f(h,p)知，如果把质子加速到与电子相同的速度，质子的波长更短，分辨能力更高。2．如图所示，弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成亮暗相间的条纹，与锌板相连的验电器的铝箔有张角，则该实验不能证明()A．光具有波动性B．从锌板上逸出带正电的粒子C．光能发生衍射D．光具有波粒二象性答案：B解析：该题巧妙地把光的衍射和光电效应实验综合在一起，解题时应从光的衍射、光电效应、光的波粒二象性知识逐层分析，逸出的光电子应带负电。3．关于物质波，下列说法正确的是()A．速度相等的电子和质子，电子的波长大B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍答案：A解析：由λ＝eq\f(h,p)可知，动量大的波长小，电子与质子的速度相等时，电子的动量小，波长长；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式：p＝eq\r(2mEk)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eq\f(1,3)。4．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答案：AD解析：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。5．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，由表中数据可知()质量/kg速度/(m·s－1)波长/m弹子球2.0×10－21.0×10－23.3×10－30电子9.1×10－315.0×1061.2×10－10无线电波(1MHz)3.0×1083.0×102A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B．无线电波通常情况下只能表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D．只有可见光才有波动性答案：ABC解析：由于弹子球德布罗意波长极短，故很难观察其波动性，而无线电波波长为3.0×102m，所以通常表现出波动性，很容易发生衍射，而金属晶体的晶格线度大约是10－10m数量级，所以波长为1.2×10二、非选择题6．已知铯的逸出功为1.9eV，现用波长为4.3×10－7m(1)能否发生光电效应？(2)若能发生光电效应，求光电子的德布罗意波波长最短为多少。(电子的质量为m＝0.91×10－30kg答案：(1)能(2)1.2×10－9解析：(1)入射光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝6.626×10－34×eq\f(3.0×108,4.3×10－7)×eq\f(1,1.6×10－19)eV≈2.9eV。由于E＝2.9e