2018-2019學年高中物理 第十七章 波粒二象性 課時提升作業(yè)六 17.3 粒子的波動性 新人教版選修3-5

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1、課時提升作業(yè) 六 粒子的波動性 (20分鐘　50分) 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分) 1.(2018·南通高二檢測)如果一個電子和一個中子的德布羅意波長相等,則它們的(　　)也相等 A.速率　　 B.動能　　 C.動量大小　　 D.總能量 【解析】選C。根據(jù)德布羅意波長公式λ=,若一個電子的德布羅意波長和一個中子的波長相等,則動量p大小也相等,故C正確,A、B、D錯誤。故選C。 2.(多選)(2018·深圳高二檢測)實物粒子和光都具有波粒二象性,下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是(　　) A.電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣 B.人們利用慢中子衍射來研究

2、晶體的結(jié)構(gòu) C.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) D.光電效應實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強度無關(guān) 【解析】選A、B、C。干涉是波具有的特性,電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣,說明電子具有波動性,所以A正確;可以利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu),說明中子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,說明具有波動性,所以B正確;人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),說明電子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,說明具有波動性,所以C正確;光電效應實驗,根據(jù)光電效應方程Ekm=hν-W可知,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強度無關(guān),只能體現(xiàn)粒子性,所以D錯誤。故選A、B、C。 3.(

3、多選)(2018·泰州高二檢測)下列關(guān)于光的波粒二象性的說法中,正確的是 (　　) A.有的光是波,有的光是粒子 B.光的波長越長,其波動性越顯著,波長越短,其粒子性越顯著 C.光子與電子是同樣的一種粒子 D.少量光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性 【解析】選B、D。光既有波動性又有粒子性,不能說有的光是波,有的光是粒子,故A錯誤;光的波長越長,其波動性越顯著,波長越短,其粒子性越顯著,故B正確;光子不帶電,沒有靜止質(zhì)量,而電子帶負電,有質(zhì)量,故C錯誤;個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性,大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性,故D正確。故選B、D。 4.(2018·北京高考)2017年年

4、初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm（1 nm=10-9 m）附近連續(xù)可調(diào)的世界上首個最強的極紫外激光脈沖，大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為（取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，真空光速c=3×108 m/s） （ ） A.10-21 J B.10-18 J C.10-15 J D.10-12 J 【解析】選B。能夠電離一個分子的能量即為一個極

5、紫外波段的光子所具有的能量，E=hν=h=6.6×10-34×≈2×10-18 J,B選項正確。 【補償訓練】 (多選)下表列出了彈子球和電子在某種速度下的德布羅意波長和頻率為1MHz的無線電波的波長,由表中數(shù)據(jù)可知(　　) 質(zhì)量/kg 速度/(m·s-1) 波長/m 彈子球 2.0×10-2 1.0×10-2 3.3×10-30 電子 9.1×10-31 5.0×106 1.2×10-10 無線電波(1MHz) 3.0×108 3.0×102 A.要檢測彈子球的波動性幾乎不可能 B.無線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動性 C.電子照射到金屬晶體上能觀

6、察到它的波動性 D.只有可見光才有波動性 【解析】選A、B、C。由于彈子球德布羅意波長極短, 因此很難檢測到其波動性,故A正確;而無線電波波長為3.0×102m,所以通常表現(xiàn)出波動性,很容易發(fā)生衍射,故B正確;而金屬晶體的晶格線度大約是10-10m數(shù)量級,所以波長為1.2×10-10m的電子可以觀察到明顯的衍射現(xiàn)象,故C正確;一切運動的物體都有一種物質(zhì)波與它對應,故D錯誤。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 5.(10分)如圖所示為證實電子波存在的實驗裝置,從F上飄出的熱電子可認為初速度為零,所加加速電壓U=104V,電子質(zhì)量為m=0.91×10-30

7、kg。電子被加速后通過小孔K1和K2后入射到薄的金膜上,發(fā)生衍射,結(jié)果在照相底片上形成同心圓明暗條紋。試計算電子的德布羅意波長。 【解析】電子加速后的動能Ek=mv2=eU,電子的動量p=mv==。由λ=知,λ=,代入數(shù)據(jù)得λ≈1.23×10-11m。 答案:1.23×10-11m 6.(12分)任何一個運動著的物體,小到電子、質(zhì)子、大到行星、太陽,都有一種波與之對應,波長是λ=,式中p是運動物體的動量,h是普朗克常量,人們把這種波叫作德布羅意波?，F(xiàn)有一個德布羅意波長為λ1的物體1和一個德布羅意波長為λ2的物體2,二者相向正撞后粘在一起,已知|p1|<|p2|,則粘在一起的物體的德布羅意波長為多少? 【解析】由動量守恒定律有p2-p1=(m1+m2)v及p=,得-=,所以λ=。 答案: 3