第2章第五节知能优化训练

1(单选)关于物质波，说法不正确的是()A只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波B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C由于宏观物体的德布罗意波长太小，所以无法观察到它们的波动性D电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的解析：选B.所有运动的物体都具有波动性，只是宏观物体的德布罗意波长太短，无法观察到它们的波动性2(单选)若某个质子的动能与某个氦核的动能相等，则这两个粒子的德布罗意波长之比()A12B21C14 D41解析：选B.由p及得：，因质子与氦核的动能相同，所以，选B.3(单选)关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是()A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒也具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波粒二象性中的波动性，是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是相同的D波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的解析：选C.不能将微观粒子的波动性和粒子性看成宏观概念中的波和粒子它们在本质上是不相同的4(单选)已知粒子的质量m6.641027 kg，速度v3107 m/s，要观察到粒子明显的衍射现象，障碍物的尺寸约为()A3.31010 m B3.31012 mC3.31015 m D3.31018 m解析：选C.根据德布罗意假说 m3.31015 m要观察到明显的衍射现象，障碍物的尺寸与波长差不多，C正确5一质量为450 g的足球以10 m/s的速度在空中飞行；一个初速度为零的电子，通过电压为100 V的电场加速试分别计算它们的德布罗意波长，其中，电子质量为9.11031 kg.解析：物体的动量pmv，其德布罗意波长足球的德布罗意波长1 m1.471034 m电子经电场加速后，速度增加为v2，根据动能定理m2veU，p2m2v2该电子的德布罗意波长2 m1.21010 m.答案：1.471034 m1.21010 m一、单项选择题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以上选项都不正确解析：选B.根据课本知识我们知道，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故B正确2下列关于机械波和物质波的说法中，正确的是()A介质是物质，所以机械振动在介质中的传播形成的波叫做物质波B宏观物体形成的波叫机械波，微观物质形成的波叫微波C物质波是运动的粒子在空间分布的概率，受波动规律支配D物质波是概率波，而光波不是解析：选C.由物质波的概念可知C项正确3质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大到2v，则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()A保持不变B变为原来波长的两倍C变为原来波长的一半 D变为原来波长的倍解析：选C.根据公式可以判断选项C正确4关于电子云，下列说法正确的是()A电子云是真实存在的实体B电子云周围的小圆点就是电子的真实位置C电子云上的小圆点表示的是电子的概率分布D电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道解析：选C.由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，在历史上，人们常用小圆点表示这种概率，小圆点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C正确5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解析：选B.本题结合显微镜考查实物粒子的物质波，在电场中加速eUmv2，又由物质波公式得，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，不易发生明显衍射，从而质子显微镜分辨本领较强，即B选项正确6经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则()A所有电子的运动轨迹均相同B所有电子到达屏上的位置坐标均相同C电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：选D.电子被加速后其德布罗意波长11010 m，穿过铝箔时发生衍射二、双项选择题7频率为的光子的动量为p，能量为E，光子的速度为()A. BpEC. D.解析：选AC.由波速和频率的关系式v，德布罗意波的波长公式，以及光子的能量公式Eh可得：v.8在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()A使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性解析：选AD.根据光的波粒二象性知，大量光子经过单缝时，光子的行为体现出波动性，少数光子经过单缝时，光子的行为体现出粒子性，故少数光子经过单缝将会出现无规则的点，具有随机性，大量光子通过单缝后将体现出波动性，底片上出现衍射图样故选AD.9下列说法中正确的是()A核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道B抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C通常情况下，质子比电子的波长长D物质都具有波动性解析：选AD.抖动绳子产生的绳波是宏观的机械波，而不是物质波，故B项错；由知，质子质量大，一般情况下动量p大，故较小10关于不确定性关系xp有以下几种理解，其中正确的是()A微观粒子的动量不可能确定B微观粒子的坐标不可能确定C微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解析：选CD.不确定性关系xp表示确定位置、动量的精度互相制约，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小故不能同时准确确定粒子的动量和坐标不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微三、非选择题11用高压加速后的电子的德布罗意波的波长可以小到1012 m数量级用它观察尺度在1010 m数量级的微小物体时，其衍射就可以忽略不计，从而大大提高了显微镜的分辨能力一台电子显微镜用来加速电子的电压高达U106 V，求用它加速后的电子束的德布罗意波的波长(电子的质量为m0.911030 kg)解析：用电压U加速电子，由动能定理得eUEk，由物体动量和动能的关系得p，再由物质波的波长公式，可以求得该电子束的德布罗意波的波长，代入数据得1.21012 m.答案：1.21012 m12已知5.31035 Js，试求下列情况中速度测定的不确定量(1)一个球的质量m1.0 kg，测定其位置的不确定量为106 m；(2)电子的质量me9.11031 kg，测定其位置的不确定