2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)7德布羅意波含解析粵教版選修3-5

PAGE4-課時分層作業(yè)(七)(時間：45分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．(多選)關(guān)于經(jīng)典波的特征，下列說法正確的是()A．具有肯定的頻率，但沒有固定的波長B．具有肯定的波長，但沒有固定的頻率C．既具有肯定的頻率，也具有固定的波長D．同時還具有周期性CD[依據(jù)經(jīng)典波的定義和特點進(jìn)行分析可以得到C、D正確．]2．下列說法正確的是()A．物質(zhì)波屬于機械波B．只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動性C．X射線的衍射試驗，證明了德布羅意波假設(shè)是正確的D．宏觀物體運動時也具有波動性，但是不簡單視察到D[物質(zhì)波與機械波是兩個不同的概念，二者的本質(zhì)不同，A錯誤；德布羅意認(rèn)為，任何一個運動著的物體，都具有一種波和它對應(yīng)，即物質(zhì)波，B錯誤；電子是實物粒子，電子的衍射現(xiàn)象表明運動著的實物粒子具有波動性，證明了德布羅意波假設(shè)是正確的，C錯誤；宏觀物體運動時，對應(yīng)的德布羅意波長特別小，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，但不能否定其波動性，D正確．]3．下列說法中不正確的是()A．電子的衍射試驗證明了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的B．物質(zhì)波是一種概率波C．任一運動的物體都有一種波和它對應(yīng)，這就是物質(zhì)波D．宏觀物體盡管可以看作物質(zhì)波，但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象D[電子的衍射試驗說明電子具有波動性，證明了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的，故A選項正確；物質(zhì)波是一種概率波，在空間出現(xiàn)的幾率是一種概率，可以用波動規(guī)律來描述，故B選項正確；任一運動的物體都有一種波和它對應(yīng)，這就是物質(zhì)波，故C選項正確；宏觀物體可以看作物質(zhì)波，同樣具有干涉和衍射現(xiàn)象，故D選項錯誤．]4．(多選)頻率為ν的光子，德布羅意波波長為λ＝eq\f(h,p)，能量為E，則光的速度為()A.eq\f(Eλ,h) B．pEC.eq\f(E,p) D.eq\f(h2,Ep)AC[依據(jù)c＝λν，E＝hν，λ＝eq\f(h,p)，即可解得光的速度為eq\f(Eλ,h)或eq\f(E,p)，故選A、C.]5．經(jīng)150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出來，穿過鋁箔射到其后的屏上，則()A．全部電子的運動軌跡均相同B．全部電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)均相同C．電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)可用牛頓運動定律確定D．電子到達(dá)屏上的位置受波動規(guī)律支配，無法用確定的坐標(biāo)來描述它的位置D[電子在運動中表現(xiàn)出波動性，沒有肯定的運動軌跡，牛頓運動定律不適用于電子的運動，故正確答案為D.]6．(多選)依據(jù)不確定性關(guān)系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，推斷下列說法正確的是()A．實行方法提高測量Δx精度時，Δp的精度下降B．實行方法提高測量Δx精度時，Δp的精度上升C．Δx與Δp測量精度與測量儀器及測量方法是否完備有關(guān)D．Δx與Δp測量精度與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)AD[由于微觀粒子的運動具有位置和動量的不確定性，所以不能同時將位置和動量都精確測定，由ΔxΔp≥eq\f(h,4π)知，假如Δx測量精度提高，即Δx減小，則Δp增大，Δp的精度就下降，A正確，B錯誤；Δx和Δp的測量精度與測量儀器和測量方法是否完備無關(guān)，C錯誤，D正確．]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，光滑水平面上有兩個大小相同的鋼球A、B，A球的質(zhì)量大于B球的質(zhì)量．起先時A球以肯定的速度向右運動，B球處于靜止?fàn)顟B(tài)．兩球碰撞后均向右運動．設(shè)碰前A球的德布羅意波長為λ1，碰后A、B兩球的德布羅意波長分別為λ2和λ3，證明λ1＝eq\f(λ2λ3,λ2＋λ3).[解析]由德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)可知p＝eq\f(h,λ)，對A、B系統(tǒng)由動量守恒定律得：pA＝pA′＋pB′，即：eq\f(h,λ1)＝eq\f(h,λ2)＋eq\f(h,λ3)，所以λ1＝eq\f(λ2λ3,λ2＋λ3).[答案]見解析[實力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子探討晶體的結(jié)構(gòu)，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近．已知中子質(zhì)量m＝1.67×10－27kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，可以估算德布羅意波長λ＝1.82×10－10A．10－15J B．10－19JC．10－21J D．10－24JC[依據(jù)德布羅意波理論，中子動量p＝eq\f(h,λ)，中子動能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(p2,2m)＝eq\f(h2,2mλ2)，代入數(shù)據(jù)可以估算出數(shù)量級為10－21，即選項C正確．]2．對于微觀粒子的運動，下列說法中正確的是()A．不受外力作用時間子就會做勻速運動B．光子受到恒定外力作用時就會做勻變速運動C．只要知道電子的初速度和所受外力，就可以確定其隨意時刻的速度D．運用牛頓力學(xué)無法確定微觀粒子的運動規(guī)律D[光子不同于宏觀力學(xué)的粒子，不能用宏觀粒子的牛頓力學(xué)規(guī)律分析光子的運動，選項A、B錯誤；依據(jù)概率波、不確定關(guān)系可知，選項C錯誤．]3．(多選)如圖所示是利用金屬晶格(大小約10－10m)作為障礙物視察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過電場加速，然后讓電子束照耀到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣．已知電子質(zhì)量為m＝9.1×10－31kg，電量為e＝1.6×10－19C，初速度為0，加速電壓為U＝1.0×106V，普朗克常量為h＝6.63×10A．物質(zhì)波是一種概率波B．物質(zhì)波和電磁波一樣，在真空中傳播的速度為光速cC．具有相同動能的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的物質(zhì)波波長較長D．試驗中電子束的德布羅意波的波長為λ＝1.0×10－12AD[物質(zhì)波是一種概率波，在空間出現(xiàn)的幾率是一種概率，可以用波動規(guī)律來描述，故A選項正確；物質(zhì)波不同于電磁波，是一種物質(zhì)的表現(xiàn)形式，沒有傳播速度的概念，故B選項錯誤；依據(jù)德布羅意波波長公式λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,\r(2mEk))，可知動能相同時，質(zhì)量越大波長越短，故C選項錯誤；代入德布羅意波波長公式得，λ＝eq\f(h,\r(2mEk))＝eq\f(h,\r(2meU))＝1.0×10－12m，故D選項正確．]4．(多選)下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波波長和頻率為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2.0×10－21.0×10－23.3×10－30電子(100eV)9.0×10－315.0×1061.2×10－10無線電波(1MHz)3.0×1083.3×102A.要檢測彈子球的波動性幾乎不行能B．無線電波只能表現(xiàn)出波動性C．電子照耀到金屬晶體上能視察到波動性D．只有可見光才有波動性AC[彈子球的波長很小，所以要檢測彈子球的波動性幾乎不行能，故選項A正確．無線電波的波長很長，波動性明顯，也具有粒子性，所以選項B錯誤．電子的波長與金屬晶格的尺寸相差不大，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以選項C正確．一切運動的物體都具有波動性，所以選項D錯誤．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)氦氖激光器所發(fā)紅光波長為λ＝6.238×10－7m，譜線寬度Δλ＝10－18m，求當(dāng)這種光子沿x方向傳播時，它的[解析]紅光光子動量的不確定量為Δp＝eq\f(h,Δλ)依據(jù)ΔxΔp≥eq\f(h,4π)得位置的不確定量為Δx≥eq\f(h,4πΔp)＝eq\f(Δλ,4π)＝eq\f(10－18,4×3.14)m≈7.96×10－20m.[答案]大于等于7.96×10－206．(13分)原子核的半徑為10－15m[解析]依據(jù)不確定性關(guān)系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)可知，