2018-2019學(xué)年高中物理 第十七章 波粒二象性 課時(shí)提升作業(yè)六 17.3 粒子的波動(dòng)性 新人教版選修3-5.doc

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課時(shí)提升作業(yè) 六 粒子的波動(dòng)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(cè))如果一個(gè)電子和一個(gè)中子的德布羅意波長(zhǎng)相等,則它們的(　　)也相等 A.速率　　 B.動(dòng)能　　 C.動(dòng)量大小　　 D.總能量 【解析】選C。根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式λ=hp,若一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的波長(zhǎng)相等,則動(dòng)量p大小也相等,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。故選C。 2.(多選)(2018深圳高二檢測(cè))實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性,下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(　　) A.電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)后可以形成干涉圖樣 B.人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu) C.人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) D.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) 【解析】選A、B、C。干涉是波具有的特性,電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣,說(shuō)明電子具有波動(dòng)性,所以A正確;可以利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu),說(shuō)明中子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,說(shuō)明具有波動(dòng)性,所以B正確;人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),說(shuō)明電子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,說(shuō)明具有波動(dòng)性,所以C正確;光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W可知,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),只能體現(xiàn)粒子性,所以D錯(cuò)誤。故選A、B、C。 3.(多選)(2018泰州高二檢測(cè))下列關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中,正確的是 (　　) A.有的光是波,有的光是粒子 B.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),其波動(dòng)性越顯著,波長(zhǎng)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(dòng)性又有粒子性,不能說(shuō)有的光是波,有的光是粒子,故A錯(cuò)誤;光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),其波動(dòng)性越顯著,波長(zhǎng)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(fù)電,有質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;個(gè)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(dòng)性,故D正確。故選B、D。 4.(2018北京高考)2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100 nm（1 nm=10-9 m）附近連續(xù)可調(diào)的世界上首個(gè)最強(qiáng)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(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為（取普朗克常量h=6.610-34 Js，真空光速c=3108 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(gè)分子的能量即為一個(gè)極紫外波段的光子所具有的能量，E=hν=h=6.610-34≈210-18 J,B選項(xiàng)正確。 【補(bǔ)償訓(xùn)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(zhǎng)和頻率為1MHz的無(wú)線電波的波長(zhǎng),由表中數(shù)據(jù)可知(　　) 質(zhì)量/kg 速度/(ms-1) 波長(zhǎng)/m 彈子球 2.010-2 1.010-2 3.310-30 電子 9.110-31 5.0106 1.210-10 無(wú)線電波(1MHz) 3.0108 3.0102 A.要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能 B.無(wú)線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動(dòng)性 C.電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動(dòng)性 D.只有可見光才有波動(dòng)性 【解析】選A、B、C。由于彈子球德布羅意波長(zhǎng)極短, 因此很難檢測(cè)到其波動(dòng)性,故A正確;而無(wú)線電波波長(zhǎng)為3.0102m,所以通常表現(xiàn)出波動(dòng)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(jí),所以波長(zhǎng)為1.210-10m的電子可以觀察到明顯的衍射現(xiàn)象,故C正確;一切運(yùn)動(dòng)的物體都有一種物質(zhì)波與它對(duì)應(yīng),故D錯(cuò)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(shí)電子波存在的實(shí)驗(yàn)裝置,從F上飄出的熱電子可認(rèn)為初速度為零,所加加速電壓U=104V,電子質(zhì)量為m=0.9110-30kg。電子被加速后通過(guò)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(jì)算電子的德布羅意波長(zhǎng)。 【解析】電子加速后的動(dòng)能Ek=12mv2=eU,電子的動(dòng)量p=mv=2mEk=2meU。由λ=hp知,λ=h2meU,代入數(shù)據(jù)得λ≈1.2310-11m。 答案:1.2310-11m 6.(12分)任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,小到電子、質(zhì)子、大到行星、太陽(yáng),都有一種波與之對(duì)應(yīng),波長(zhǎng)是λ=hp,式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)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(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ1的物體1和一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)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(zhǎng)為多少? 【解析】由動(dòng)量守恒定律有p2-p1=(m1+m2)v及p=hλ,得hλ2-hλ1=hλ,所以λ=λ1λ2λ1-λ2。 答案:λ1λ2λ1-λ2