【步步高】2022-2022学年高中物理2.4实物是粒子还是波每课一练沪科版选修3-5[基础题]1．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解析 由课本知识知，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验．2．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，其德布罗意波长小答案 C解析 由德布罗意假说得德布罗意波长λ＝，式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，可见p越大，λ越小；p越小，λ越大．故C正确，A、B、D错误．3．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是( )A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性答案 CD解析 干涉和衍射是波特有的现象．由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线有波长变大的成分，并不能证实物质波理论的正确性，即A、B并不能说明粒子的波动性，证明粒子的波动性只能是C、D.4．一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是( )A．电子在空间做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径答案 D解析 根据概率波的知识可知，某个电子在空间中运动的路径我们无法确定，只能根据统计规律确定大量电子的运动区域．故选项D正确．5．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是( )A．不受外力作用时光子就会做匀速运动B．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律答案 D解析 光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D.36．为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高)；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列．则下列分析中正确的是( )A．电子显微镜所利用的是，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线的波长要远小于原子的尺寸D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当答案 AD解析 由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，A项正确；由公式λ＝知，当电子的速度很小时，动量p很小，电子的物质波波长会很长，显然，不满足题意，B错误；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，C项错误，D项正确．[能力题]7．用显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱．在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是( )A．电子显微镜分辨本领较强B．质子显微镜分辨本领较强C．两种显微镜分辨本领相同D．两种显微镜分辨本领不便比较答案 B解析 原子或中子在电场中加速由动能定理得eU＝mv2＝，又由物质波公式λ＝得λ＝，所以经相同电压加速后的质子与电子相比，质子的物质波波长短，波动性弱，从而质子显微镜分辨本领较强，即B选项正确．8．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9m，那么光子经过单缝发生衍射，动量的不确定量是________．答案 0.53×10－25kg·m/s解析 单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量，即Δx＝1.0×10－9m，由Δx·Δpx≥有1.0×10－9·Δpx≥，则Δpx≥0.53×10－25kg·m/s9．质量为10g的子弹，以300m/s的速度射向靶子，试计算此子弹位置的不确定范围．(设其动量的不确定范围为0.02%)答案 大于或等于8.8×10－32m解析 Δpx＝mv×0.02%＝10×10－3×300×0.02×10－2kg·m·s－1＝6×10－4kg·m·s－1由Δx·Δpx≥知，位置的不确定范围是3Δx≥＝m＝8.8×10－32m.10．已知电子的质量为me＝9.1×10－31kg，＝5.3×10－35J·s，测定电子速度的不确定量为2×10－6m/s，求其位置测定的不确定量．答案 29.1m[探究与拓展题]11．光子的动量p与波长λ的关系为p＝，静止的原子核放出一个波长为λ的光子．(已知普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c)，则：(1)质量为M的反冲核的速度为多少？(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？答案 (1) (2)λ解析 (1)由λ＝得p＝，由光子与原子核组成的系统动量守恒，得0＝p－Mv′，故v′＝＝.(2)由德布罗意波长公式λ′＝知，反冲核运动时物质波波长λ′＝＝＝λ.3
