1、1课时提升作业 六 粒子的波动性(20 分钟 50 分)一、选择题(本题共 4 小题,每小题 7 分,共 28 分)1.(2018南通高二检测)如果一个电子和一个中子的德布罗意波长相等,则它们的( )也相等A.速率 B.动能 C.动量大小 D.总能量【解析】选 C。根据德布罗意波长公式 = ,若一个电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等,则动量 p 大小也相等,故 C 正确,A、B、D 错误。故选 C。2.(多选)(2018深圳高二检测)实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是( )A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C.人们利用电子
2、显微镜观测物质的微观结构D.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关【解析】选 A、B、C。干涉是波具有的特性,电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,说明电子具有波动性,所以 A 正确;可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构,说明中子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以 B 正确;人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,说明电子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以 C 正确;光电效应实验,根据光电效应方程Ekm=h-W 可知,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,只能体现粒子性,所以 D 错误。故选 A、B、C。3.(多选)(2018泰州高
3、二检测)下列关于光的波粒二象性的说法中,正确的是( )A.有的光是波,有的光是粒子B.光的波长越长,其波动性越显著,波长越短,其粒子性越显著C.光子与电子是同样的一种粒子D.少量光子产生的效果往往显示粒子性【解析】选 B、D。光既有波动性又有粒子性,不能说有的光是波,有的光是粒子,故 A 错误;光的波长越长,其波动性越显著,波长越短,其粒子性越显著,故 B 正确;光子不带电,没有静2止质量,而电子带负电,有质量,故 C 错误;个别光子的作用效果往往表现为粒子性,大量光子的作用效果往往表现为波动性,故 D 正确。故选 B、D。4.(2018北京高考)2017 年年初，我国研制的“大连光源”极紫外
4、自由电子激光装置，发出了波长在 100 nm（1 nm=10 -9 m）附近连续可调的世界上首个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（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 JC.10-15 J D.10-12 J【解析】选 B。能够电离一个分子的能量即为一个极紫外波段的光子所具有的能量，E=h=h c=6.610-3489310
5、J210 -18 J,B 选项正确。【补偿训练】(多选)下表列出了弹子球和电子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/(ms -1) 波长/m弹子球 2.010-2 1.010-2 3.310-30电子 9.110-31 5.0106 1.210-10无线电波(1MHz) 3.0108 3.0102A.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【解析】选 A、B、C。由于弹子球德布罗意波长极短,因此很难检测到其波动性,故 A 正确;而无线电波
6、波长为 3.0102m,所以通常表现出波动性,很容易发生衍射,故 B 正确;而金属晶体的晶格线度大约是 10-10m 数量级,所以波长为1.210-10m 的电子可以观察到明显的衍射现象,故 C 正确;一切运动的物体都有一种物质波3与它对应,故 D 错误。二、非选择题(本题共 2 小题,共 22 分。需写出规范的解题步骤)5.(10 分)如图所示为证实电子波存在的实验装置,从 F 上飘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=0.9110-30kg。电子被加速后通过小孔 K1和 K2后入射到薄的金膜上,发生衍射,结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹。试计算电子的德布罗
7、意波长。【解析】电子加速后的动能 Ek= mv2=eU,电子的动量 p=mv= = 。由 =12知,= ,代入数据得 1.2310 -11m。h h2答案:1.2310 -11m6.(12 分)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,人们把这种波叫作德布罗意波。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 2,二者相向正撞后粘在一起,已知|p 1|p2|,则粘在一起的物体的德布罗意波长为多少?【解析】由动量守恒定律有 p2-p1=(m1+m2)v 及 p= ,得 - = ,所以 = 。h2h1 1212答案:
