物理选择性必修 第三册第四节 德布罗意波同步练习题

4.4德布罗意波同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法错误的是(        )

A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子

B．普朗克为了解释黑体辐射规律，把能量子引入了物理学

C．德布罗意通过精确实验发现物质波的存在

D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型

2．1927年戴维孙和G·P·汤姆孙分别用电子束射向晶体得到如图所示的图样，从而证实了（　　）

A．电子的波动性 B．电子的粒子性 C．光的波动性 D．光的粒子性

3．2021年开始实行的“十四五”规划提出，把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。技术方面，中国量子通信专利数超3000项，领先美国。在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是（　　）

A．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念

B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念

C．弗兰克和赫兹利用电子轰击汞原子，获得了除光谱测量外用其他方法证实原子中分立能级存在的途径，为能够证明原子能量的量子化现象提供了实验基础

D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性

4．以下说法正确的是（　　）

A．康普顿效应现象说明光具有波动性

B．爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的”

C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了

D．只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波

5．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现粒子性的是（　　）

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

6．如图所示是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（　　）

A．利用晶体微电子束散射实验

B．汤姆孙的气体胶电管

C．观察光电效应

D．粒子散射实验装置

7．在下列各组的两个现象中都表现出光具有粒子性的是(　　)

A．光的折射现象、偏振现象

B．光的反射现象、干涉现象

C．光的衍射现象、偏振现象

D．光的康普顿效应、光电效应现象

8．X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常量，c表示真空的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则

A．，p=0 B．，

C．，p=0 D．，

9．关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　）

A．光电效应证明了光具有粒子性，康普顿效应证明了光具有波动性

B．光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著

C．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

D．电子绕原子核运动时只能在一定的轨道上运动，此时电子只有粒子性，没有波动性

10．关于波粒二象性的有关知识，下列说法错误的是（　　）

A．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显

B．用E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则，

C．由爱因斯坦的光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

D．康普顿效应表明光子除了具有能量之外还有动量

11．关于物质的波粒二象性，下列说法错误的是（　　）

A．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显

B．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

C．光电效应现象揭示了光的粒子性

D．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

12．用三种不同的单色光照射同一金属做光电效应实验，得到的光电流与电压的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．单色光A和B是颜色相同、强度不同的光

B．单色光A的频率大于单色光C的频率

C．单色光A的遏止电压大于单色光C的遏止电压

D．A光对应的光电子德布罗意波长大于C光对应的德布罗意波长

13．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m=1.67×10-27kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10m的热中子动能的数量级为

A．10-17J B．10-18J C．10-21J D．10-24J

14．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法错误的是（　　）

A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象

B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念

C．卢瑟福在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念

D．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性

15．如图所示，、、、分别是不同的单色光通过相同的双缝或单缝形成的干涉或衍射图样，分析各图样的特点，可以得出的正确结论是（　　）

A．、是光的衍射图样，、d是光的干涉图样

B．形成图样光的光子能量比形成图样光的光子能量小

C．形成图样光的光子动量比形成图样光的光子动量大

D．形成图样的光在同一种玻璃介质中传播的速度比形成图样的光大

二、填空题（共4题）

16．已知普朗克常量为h，真空中的光速为c。一静止的原子核放出一个波长为λ的光子，该光子的能量为______，反冲核的质量为m，则反冲核的物质波的波长为______。

17．我国科学家用冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程。冷冻电子显微镜比光学显微镜分辨率更高，其原因是电子的物质波波长远小于可见光波长。由此可知电子比可见光___________（选填“更容易”或“更不容易”或“一样容易”）发生明显衍射。电子束通过由电场构成的电子透镜实现会聚、发散作用。电子透镜由金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为其截面图（虚线为等势面）。显微镜工作时，两圆环的电势。现有一束电子沿着平行于圆环轴线的方向进入M。则电子在穿越电子透镜的过程中速度不断___________（选填“增大”或“减小”或“不变化”）。

18．(1)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有________．

A．核的结合能约为14 MeV

B．核比核更稳定

C．两个 核结合成核时释放能量

D． 核中核子的平均结合能比核中的大

(2)质子()和α粒子()被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．

19．用一束单色光照射截止频率为νc=1.5×1015 Hz的某种金属，产生的光电子的最大初动能Ek=6eV，该单色光一个光子的动量为______kg.m/s．（普朗克常量h=6.63×10﹣34 J.s，光在真空中的速度c=3×108m/s）（结果保留两位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．根据波尔理论，氢原子处于激发态的能量与轨道量子数n的关系为（E1表示处于基态原子的能量，具体值未知）．一群处于n=4能级的该原子，向低能级跃迁时发出几种光，其中只有两种频率的光能使某种金属发生光电效应，这两种光的频率中较低的为．已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，电子质量为m，不考虑相对论效应．求：

（1）频率为的光子的动量大小；

（2）该原子处于基态的原子能量E1（用已知物理量符号表示）；

（3）若频率为的光子与静止电子发生正碰，碰后电子获得的速度为v，碰后光子速度方向没有改变，求碰后光子的动量．

21．已知铯的逸出功为，现用波长为的入射光照射金属铯。（普朗克常量，元电荷，电子的质量为）

（1）能否发生光电效应？

（2）若能发生光电效应，则光电子的德布罗意波长最短为多少？

22．已知铯的逸出功为1.9eV，现用波长为4.3×10－7m的入射光照射金属铯．

（1）能否发生光电效应？

（2）若能发生光电效应，求光电子的德布罗意波波长最短为多少．（电子的质量为m=0.91×10－30kg）

23．一只质量为的足球以的速度在空中飞行；一个初速度为零的电子，通过电压为的加速电场。试分别计算它们的德布罗意波长。

参考答案：

1．C

2．A

3．C

4．B

5．D

6．B

7．D

8．D

9．C

10．C

11．B

12．A

13．C

14．C

15．B

16．         

17．     更不容易     增大

18．     BC；     小于；     2:1

19．6.5×10﹣27

20．（1）（2）（3）．

21．（1）能；（2）

22．（1）能（2）1.2×10－9m

23．；