1、2012年粤教版高中物理选修 3-5 2.5德布罗意波练习卷与答案（带解析） 选择题 在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是 ( ) A弱光衍射实验 B电子束在晶体上的衍射实验 C弱光干涉实验 D以上都不正确 答案： B 试题分析：在德布罗意提出物质波以后，人们曾经对它提出过各种各样的解释到 1926年，德国物理学家玻恩（ 1882 1970）提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释：物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比按照玻恩的解释，物质波乃是一种几率波德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比。 电子散射实验的典型代表是戴维孙 -革末实
2、验。 1927年戴维孙和革末用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。电子经晶格散射后在某一特定方向衍射极大，这一结果与 X射线散射相似，其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质波的存在 故选 B 考点：德布罗意波 晶体衍射 点评：此题体现了对物 理学史的考查，是近些年来的高考的热点，需重点把握。 关于不确定性关系 xp有以下几种理解，正确的是 ( ) A微观粒子的动量不可确定 B微观粒子的位置不可确定 C微观粒子的动量和位置不可同时确定 D微观粒子的动量和位置可以同时确定 答案： C 试题分析：不确定性关系 xp表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消， 当粒子位置不确定
3、性变小时，粒子动量的不确定性变大； 粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小 故不能同时准确确定粒子的动量和坐标 考点：不确定性关系 点评：不确定性关系是指：（ 1)粒子的动量不可确定 (2)粒子的坐标不可确定（ 3)粒子的动量和坐标不可能同时准确的确定 (4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其他粒子。熟记才能灵活应用。 质量为 m的粒子原来的速度为 v，现将粒子的速度增大为 2v，则描写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 答案： C 试题分析：由题知，粒子速度为 v时， 1 ； 粒
4、子速度为 2v时， 2 1， 可知 C正确， A、 B、 D错 考点：物质波 德布罗意波长 点评：本题属于直接应用公式计算，关于德布罗意波长的公式应熟记并能熟练计算。 现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是 ( ) A一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多 B肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的 C质量为 10-3 kg、速度为 10-2 m/s的小球，其德布罗意波长约为 10-28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹 D人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同 答案： BD
5、试题分析：光电效应证明了光的粒子性，肥皂泡是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的证明了光具有波动性；实物粒子也具有波动性，但由于波长太小，我们无法直接观测到；相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象，证明了光的波动性 只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故如果入射光的频率小于金属的极限频率，无论怎样增大光的强度，也不会有光电子逸出，如能发生光电效应，则证明了 光的粒子性，故 A错误 肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的，而干涉是波特有的性质，故证明了光具有波动性，故 B正确 实物粒子也具有波动性，但由
6、于波长太小，我们无法直接观测到只能观测到小球运动的轨迹，故只能证明实物的粒子性，故 C错误 晶体中相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象而衍射是波特有的性质，故 D正确 故选 BD 考点：波粒二象性 光电效应 干涉 衍射 点评：确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然 ，更要知其所以然 ” 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 试题分析：由 可知，动量大的
7、波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长 A对； 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 B错； 动量相等的电子和中子，其波长应相等 C错； 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 ， D错； 故答案：选 A. 考点：物质波 动能 动量 点评：德布罗意波的波长与粒子的质量速度的乘积有关，即由粒子的动量决定，根据德布罗意波的波长公式计算比较即可 下列说法中正确的是 ( ) A质量大的物体，其德布罗意波长小 B速度大的物体，其德布罗意波长小 C动量大的物体，其德布罗意波长小 D动能大的物体，其德布
8、罗意波长小 答案： C 试题分析：由德布罗意假说得德布罗意波长 .式中 h为普朗克常量， p为运动物体的动量，可见 p越大， 越小； p越小， 越大故 C正确， A、 B、 D错误 考点：德布罗意波 波长 动能动量的关系 点评：本题关键是掌握德布罗意波长的公式，根据公式 来解答。 下列关于物质波的说法中正确的是 ( ) A实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性 B宏观物体不存在对应波的波长 C电子在任何条件下都能表现出波动性 D微观粒子在一定条件下能表现出波动性 答案： D 试题分析：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这种波称为物质波 所以要物体运
9、动时才有 物质波故 A、 B选项均错误 电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来电子的衍射，是把电子束照到晶体上才发生的晶格的很小只有数千埃甚至数百埃，跟电子的物质波波长差不多，这时衍射才表现出来故 C选项错误， D选项正确 综上所述，此题正确的选项应该是： D 考点：物质波 波粒二象性 点评：此题要理解物质波的概念，知道一切运动的物体才有物质波，电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来 计算题 阴极射线管中电子的速度为 2107 m/s，请计算它的德布罗意波长 答案： .6410-11 m 试题分析： m 3.6410-11 m. 考点：德布罗意波长 点评：任何一个运动着的物体，小到电子
10、、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波长。本题解题关键是熟悉德布罗意波长公式并能熟练应用 设子弹的质量为 0.01 kg，枪口直径为 0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量 答案： .0610-30 m/s 试题分析：枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量 x，由于 pxmvx，由不确定性关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量 vx m/s 1.0610-30 m/s. 考点：不确定量 点评：本题较基础，直接应用 px mvx进行解答，关键是注意各字母的物理意义。 如果一个中子和一个质量为 10 g的子弹都以 103 m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？ (中子的质量为 1.6710-27 kg) 答案： .010-10 m 6.6310-35 m 试题分析：中子的动量为 p1 m1v 子弹的动量为 p2 m2v 据 知中子和子弹的德布罗意波长分别为 1， 2 联立以上各式解得 1， 2 将 m1 1.6710-27 kg， v 1103 m/s h 6.6310-34 J s， m2 1.010-2 kg 代入上面两式可解得 1 3.9710-10 m， 2 6.6310-35 m 考点：德布罗意波长公式 动量 点评：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波长。本题解题关键是熟悉德布罗意波长公式并能熟练应用。
