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4.4德布罗意波 课后练习(含答案)高中物理粤教版(2019)选择性必修第三册

1、4.4德布罗意波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.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,但是不容易观察到解析: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;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;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;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.答案:D2.质量为m的粒子原来的速度为v,现将粒子的速度增大

2、到2v,则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()A.变为原来波长的一半B.保持不变C.变为原来波长的 D.变为原来波长的两倍解析:由物质波波长公式可知选项A正确.答案:A3.(多选)为了观察晶体的原子排列,可以采用两种方法: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,能防止发生明显的衍射现象,因此电子显微镜的分辨率高);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

3、.中子的物质波波长可以与原子尺寸相当解析:由题目所给信息“电子的物质波波长很短,能防止发生明显的衍射现象”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;由德布罗意波长公式可知,电子束的运动速度越大,波长越短,B项错误;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,中子的物质波波长或X射线的波长与原子尺寸相当,D项正确,C项错误.答案:AD4.(多选)如图甲所示为电子衍射装置,利用该装置得到的电子衍射图样如图乙所示.下列说法正确的是()A.暗条纹没有电子到达B.亮条纹是电子到达概率大的地方C.电子衍射图样证明了光具有波动性D.电子衍射图样证明了

4、实物粒子具有波动性解析: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,但仍有电子到达,A错误,B正确;该实验说明实物粒子具有波动性,不能说明光具有波动性,C错误,D正确.答案:BD5.法国物理学家德布罗意认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有波与它对应,波长.人们把这种波称为物质波,也叫德布罗意波,如果有两个电子速度分别为v1和v2,且v12v2,则这两个电子对应的德布罗意波的波长关系为()A.1211B.1212C.1221 D.无法比较解析:两个电子的速度之比v1v221,则两个电子的动量之比p1p221.所以两个电子的德布罗意波长1212.故B正确

5、.答案:BB级等级提升6.德布罗意认为实物粒子也具有波动性,他给出了德布罗意波长的表达式.现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H和二价镁离子Mg2,已知氢离子与镁离子的质量之比为124,则加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波长之比为()A.14 B.14C.41 D.41解析:离子加速后的动能EkqU,离子的德布罗意波长,所以,故选项D正确.答案:D7.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,式中p是运动物体的动量,h是普朗克常量,人们把这种波叫德布罗意波,现有一个德布罗意波长为1的物体1和一个德布罗意波长为2的物体2相向正碰后粘在一起,已知|p1

6、|1.已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,则显微镜工作时电子的加速电压应为()A. B.C. D.解析:根据,pmv,又由题意可知,则v,电子经过电场加速,由动能定理eUmv2,解得U,正确的选项为D.答案:D9.已知粒子的质量m6.641027 kg,速度v3107 m/s,要观察到粒子明显的衍射现象,障碍物的尺寸约为()A.3.31010 m B.3.31012 mC.3.31015 m D.3.31018 m解析: m3.31015 m.要观察到明显的衍射现象,障碍物的尺寸与波长差不多,C正确.答案:C10.一颗质量为5.0 kg的炮弹:(1)以200 m/s的速度运动时,它的德布罗意波长多大?(2)假设它以光速运动,它的德布罗意波长多大?(3)若要使它的德布罗意波长与波长是400 nm的紫光波长相等,则它必须以多大的速度运动?解析:直接利用德布罗意关系式进行计算.(1)炮弹的德布罗意波长1 m6.631037 m.(2)它以光速运动时的德布罗意波长2 m4.421043 m.(3)由,得v m/s3.321028 m/s.答案:(1)6.631037 m(2)4.421043 m(3)3.321028 m/s