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2019年高中物理 2.5 德布羅意波知能演練 粵教版選修3-5 　　　　　　　　　　 　　 1．(雙選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于一切實(shí)物粒子的運(yùn)動(dòng) B．牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于一切宏觀物體的運(yùn)動(dòng) C．牛頓運(yùn)動(dòng)定律僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng) D．研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用量子力學(xué) 解析：牛頓運(yùn)動(dòng)定律是在宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的情況下總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，它不適用于微觀粒子的高速運(yùn)動(dòng)． 答案：CD 2．(雙選)關(guān)于德布羅意波，正確的解釋是(　　) A．運(yùn)動(dòng)的物體都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波 B．微觀粒子都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波 C．德布羅意波是概率波，與機(jī)械波性質(zhì)相同 D．宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的物質(zhì)波長(zhǎng)太短，很難觀察到它的波動(dòng)性 解析：德布羅意波是概率波，以子彈為例，并不是說(shuō)子彈沿波浪形軌道前進(jìn)，故與機(jī)械波性質(zhì)不相同，C錯(cuò)． 答案：AD 3．質(zhì)量為m的粒子原來(lái)的速度為v，現(xiàn)將粒子的速度增大到2v，則該粒子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)將(粒子的質(zhì)量保持不變)(　　) A．變?yōu)樵瓉?lái)波長(zhǎng)的一半 B．保持不變 C．變?yōu)樵瓉?lái)波長(zhǎng)的 D．變?yōu)樵瓉?lái)波長(zhǎng)的兩倍 解析：由物質(zhì)波波長(zhǎng)公式λ＝＝可知選項(xiàng)A對(duì)． 答案：A 4. (雙選)關(guān)于物質(zhì)波，下列認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是(　　) A．任何運(yùn)動(dòng)的物體(質(zhì)點(diǎn))都伴隨一種波，這種波叫做物質(zhì)波 B．X射線的衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的 C．電子的衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的 D．宏觀物體盡管可以看作為物質(zhì)波，但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象 解析：據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)，都有一種波與之相對(duì)應(yīng)，這種波就叫做物質(zhì)波，故A選項(xiàng)正確；由于X射線本身就是一種波，而不是實(shí)物粒子，故X射線的衍射現(xiàn)象，并不能證實(shí)物質(zhì)波理論的正確性，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤，電子是一種實(shí)物粒子，電子的衍射現(xiàn)象表明運(yùn)動(dòng)著的實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，故C選項(xiàng)正確；由電子穿過(guò)鋁箔的衍射實(shí)驗(yàn)知，少量電子穿過(guò)鋁箔后所落位置是散亂的、無(wú)規(guī)律的，但大量電子穿過(guò)鋁箔后所落的位置呈現(xiàn)出衍射圖樣，即大量電子的行為表現(xiàn)出電子的波動(dòng)性，干涉、衍射是波的特有現(xiàn)象，只要是波，都會(huì)發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BD 5．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物質(zhì)波屬于機(jī)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(dòng)性 C．德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都具有一種波和它對(duì)應(yīng)，這種波叫做物質(zhì)波 D．宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不具有波動(dòng)性 解析：物質(zhì)波是一切運(yùn)動(dòng)著的物體所具有的波，與機(jī)械波不同；宏觀物體也具有波動(dòng)性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯，看不出來(lái)，故只有選項(xiàng)C正確． 答案：C 6．(雙選)關(guān)于不確定性關(guān)系ΔxΔp≥有以下幾種理解，其中正確的是(　　) A．微觀粒子的動(dòng)量不可能確定 B．微觀粒子的坐標(biāo)不可能確定 C．微觀粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)不可能同時(shí)確定 D．不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于其他宏觀粒子 解析：不確定性關(guān)系ΔxΔp≥表示確定位置、動(dòng)量的精度互相制約，此長(zhǎng)彼消，當(dāng)粒子位置不確定性變小時(shí)，粒子動(dòng)量的不確定性變大；粒子位置不確定性變大時(shí)，粒子動(dòng)量的不確定性變?。什荒芡瑫r(shí)準(zhǔn)確確定粒子的動(dòng)量和坐標(biāo)，不確定性關(guān)系也適用于其他宏觀粒子，不過(guò)這些不確定量微乎其微． 答案：CD 7．若某個(gè)質(zhì)子的動(dòng)能與某個(gè)氦核的動(dòng)能相等，則這兩個(gè)粒子的德布羅意波長(zhǎng)之比(　　) A．12 B．21 C．14 D．41 解析：由p＝mv＝和λ＝可求 又質(zhì)子和氦核的質(zhì)量是1 ：4，動(dòng)量之比為1 ：2，則波長(zhǎng)之比為2 ：1. 答案：B 8．(雙選)根據(jù)物質(zhì)波理論，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．微觀粒子有波動(dòng)性，宏觀物體沒(méi)有波動(dòng)性 B．宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)性 C．宏觀物體的波動(dòng)性不易被人觀察到是因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng) D．速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動(dòng)性更為明顯 解析：由物質(zhì)波理論可知，一切物質(zhì)都有波動(dòng)性，故A錯(cuò)，B對(duì)．由λ＝＝可知C錯(cuò)，D對(duì)． 答案：BD 9．電子的質(zhì)量m＝9.110－31 kg，電子所帶電荷量e＝1.610－19 C．求電子在經(jīng)150 V電壓加速后得到的電子射線的波長(zhǎng)． 解析：設(shè)電子在加速電場(chǎng)中被加速后獲得速度v， 由能量守恒得eU＝mv2， ∴v＝ . 電子的動(dòng)量p＝mv＝. 所以電子射線的物質(zhì)波波長(zhǎng)為 λ＝＝ m≈1.010－10 m. 答案：1.010－10 m 德布羅意 德布羅意是法國(guó)著名理論物理學(xué)家.1929年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、波動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人、物質(zhì)波理論的創(chuàng)立者、量子力學(xué)的奠基人之一． 德布羅意之前，人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)，只局限于兩種基本的物質(zhì)類型：實(shí)物和場(chǎng)．前者由原子、電子等粒子構(gòu)成，磁場(chǎng)、引力場(chǎng)則屬于后者．但是，許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間出現(xiàn)了難以解釋的矛盾．物理學(xué)家們相信，這些表面上的矛盾，勢(shì)必有其深刻的根源.1923年，德布羅意最早想到了這個(gè)問(wèn)題，并且大膽地設(shè)想，人們對(duì)于光子建立起來(lái)的兩個(gè)關(guān)系式會(huì)不會(huì)也適用于實(shí)物粒子．如果成立的話，實(shí)物粒子也同樣具有波動(dòng)性．為了證實(shí)這一設(shè)想，1923年，德布羅意提出了做電子衍射實(shí)驗(yàn)的設(shè)想.1924年，他又提出用電子在晶體上做衍射實(shí)驗(yàn)的想法.1927年，戴維孫和革末用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子具有波動(dòng)性，不久，G.P.湯姆孫與戴維孫完成了電子在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)．此后，人們相繼證實(shí)了原子、分子、中子等都具有波動(dòng)性．德布羅意的設(shè)想最終都得到了完全的證實(shí)．這些實(shí)物所具有的波動(dòng)稱為德布羅意波，即物質(zhì)波． 由于德布羅意的杰出貢獻(xiàn)，他獲得了很多的榮譽(yù)：1929年獲法國(guó)科學(xué)院亨利彭加勒獎(jiǎng)?wù)?，同年又獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，1932年，獲摩納哥阿爾伯特一世獎(jiǎng)，1952年獲聯(lián)合國(guó)教育、科學(xué)及文化組織授予的一級(jí)卡琳加獎(jiǎng)，1956年獲法國(guó)科學(xué)研究中心的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢虏剂_意于1933年當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士，1942年以后任數(shù)學(xué)科學(xué)常務(wù)秘書(shū)．他還是華沙大學(xué)、雅典大學(xué)等六所著名大學(xué)的榮譽(yù)博士，是歐、美、印度等國(guó)的科學(xué)院院士．