高中物理第四节 德布罗意波课后练习题

4.4德布罗意波基础巩固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．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是（　　）

A．波粒二象性指的是光在一些场合表现为波动性，在另一些场合表现为粒子性

B．光波频率越高，粒子性越明显

C．能量较大的光子其波动性越显著

D．个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性

2．下列说法正确的是（　　）

A．任意运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波

B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量

C．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射

D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长

3．下列物理学史中正确的是

A．法拉第曾经详尽地研究过单摆的振动，确定了计算单摆周期的公式

B．自然界存在两种电荷，库仑命名其为正电荷和负电荷

C．汤姆孙从实验中发现了电子衍射现象，从而说明实物粒子也具有波动性

D．麦克斯韦建立经典电磁场理论，并首先捕捉到了电磁波

4．根据光的波粒二象性可知，光与其他物体发生相互作用时表现出粒子性，波长为的光子能量为，动量为，为普朗克常量，为光在真空中的传播速度。科研人员用强激光竖直向上照射一水平放置的小玻璃片，激光子全部被吸收，产生的“光压”把小玻璃片托在空中。若小玻璃片质量为，重力加速度为，则激光的发射功率为（　　）

A． B． C． D．

5．下列说法正确的有（　　）

A．康普顿效应表明，光子除了具有能量之外还具有动量

B．一个电子和一个质子具有同样的动能时，质子的德布罗意波波长更长

C．在光电效应实验中，入射光的频率大于该金属的截止频率时不会发生光电效应

D．在光电效应实验中，入射光的频率越高，单位时间内发射的光电子数一定越多

6．如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最小的是（　　）

A．ɑ粒子 B．β粒子 C．中子 D．质子

7．如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前A球的德布罗意波的波长为λ1，碰撞后A、B两球的德布罗意波的波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是(　　)

A．λ1＝λ2＝λ3

B．λ1＝λ2＋λ3

C．

D．

8．在中子衍射技术中，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相近，已知中子质量，普朗克常量，可以估算德布罗意波长的热中子动能的数量级为（ ）

A． B． C． D．

9．下列叙述中正确的是（　　）

A．对粒子散射实验的研究使人们认识到中子是原子核的组成部分

B．电子衍射现象的发现为物质波理论提供了实验支持

C．电子的发现使人们认识到原子核具有复杂的结构

D．天然放射现象的发现使人们认识到原子有复杂的结构

10．关于近代物理知识，下列说法正确的是(     )

A．光电效应现象中，增大入射光的频率，金属的遏止电压不变

B．德布罗意用晶体做了电子束衍射的实验，证实了电子的波动性

C．比结合能小的原子核结合成或分裂成比结合能大的原子核时一定吸收能量

D．根据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大

11．现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n>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．

12．下列说法正确的是（　　）

A．光子与光电子是同一种粒子

B．光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒

C．光具有粒子性又具有波动性，这种波是概率波，不是电磁波

D．宏观物体也有波动性，这种波就是机械波

13．下列说法正确的是（　　）

A．电子显微镜的电子束速度越高，电子显微镜分辨本领越低

B．在振荡电路中，当线圈中电流变大时，电容器里的电场强度也变大

C．泊松亮斑是光的衍射现象

D．照相机镜头表面的增透膜是光的偏振现象的应用

14．如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是（  ）

A．电子 B．中子 C．质子 D．粒子

15．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．射线的衍射实验

二、填空题（共4题）

16．实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的_______。

17．判断下列说法的正误。

（1）一切宏观物体都伴随一种波，即物质波。（____）

（2）电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性。（____）

（3）宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，是因为宏观物体的波长太长。（____）

（4）量子力学的建立，使人们深入认识了微观世界的组成、结构和属性。（____）

18．第一个在理论上预言电磁波存在并指出光是一种电磁波的科学家是_____________；提出物质波假说的科学家是____________；第一个提出量子概念的科学家是________________。

19．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”）。

三、综合题（共4题）

20．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1.67×10-27 kg）

21．世界上运动速度最快的球是羽毛球，你相信吗？根据测算，羽毛球离拍时的最大速度可达到，羽毛球的质量为，试求其德布罗意波长。我们能观察到羽毛球的波动性吗？

22．一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。

23．光电效应实验中，用波长为的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。已知普朗克常量为，光速为，电子质量为。若用波长为的单色光B照射该金属板，求：

（1）光电子的最大初动能；

（2）金属表面逸出光电子的物质波的最短波长。

参考答案

1．C

2．A

3．C

4．A

5．A

6．A

7．D

8．C

9．B

10．D

11．D

12．B

13．C

14．A

15．B

16．波粒二象性

17．错误    正确    错误    正确   

18．麦克斯韦    德布罗意    普朗克   

19．更不容易    增大   

20．4.0×10-10 m，6.63×10-35 m

21．相信；；不能

22．；

23．(1)；(2)