《2019-2020學年高中物理 課時分層作業(yè)15 實物粒子的波粒二象性 不確定關(guān)系（含解析）教科版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學年高中物理 課時分層作業(yè)15 實物粒子的波粒二象性 不確定關(guān)系（含解析）教科版選修3-5（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時分層作業(yè)(十五)實物粒子的波粒二象性不確定關(guān)系(時間：40分鐘分值：100分)基礎達標練一、選擇題(本題共6小題，每小題8分，共48分)1關(guān)于物質(zhì)波，下列說法正確的是()A速度相等的電子和質(zhì)子，電子的波長長B動能相等的電子和質(zhì)子，電子的波長短C動量相等的電子和中子，中子的波長短D甲電子速度是乙電子的3倍，甲電子的波長也是乙電子的3倍 A由可知，動量大的粒子的波長短，電子與質(zhì)子的速度相等時，電子動量小，波長長，選項A正確；電子與質(zhì)子動能相等時，由動量與動能的關(guān)系式p可知，電子的動量小，波長長，選項B錯誤；動量相等的電子與中子，其波長應相等，選項C錯誤；如果甲、乙兩電子的速度遠小于光速，甲的速

2、度是乙的三倍，則甲的波長應是乙的，選項D錯誤2(多選)關(guān)于電子的運動規(guī)律，以下說法不正確的是()A電子如果表現(xiàn)粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律B電子如果表現(xiàn)粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律C電子如果表現(xiàn)波動性，則無法用軌跡來描述它們的運動，空間分布的概率遵循波動規(guī)律D電子如果表現(xiàn)波動性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律ABD由于運動對應的物質(zhì)波是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無法用軌跡描述其運動，也不遵循牛頓運動定律，A、B錯誤；大量電子表現(xiàn)出波動性，無法用軌跡描述其運動，可確定電子在某點附近出現(xiàn)的概率，且概率遵循波動

3、規(guī)律，C正確，D錯誤3(多選)根據(jù)不確定性關(guān)系xp，判斷下列說法正確的是()A采取辦法提高測量x精度時，p的精度下降B采取辦法提高測量x精度時，p的精度上升Cx與p測量精度與測量儀器及測量方法是否完備有關(guān)Dx與p測量精度與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)AD不確定性關(guān)系表明，無論采用什么方法試圖確定坐標和相應動量中的一個，必然引起另一個較大的不確定性，這樣的結(jié)果與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)，無論怎樣改善測量儀器和測量方法，都不可能逾越不確定性關(guān)系所給出的限度故A、D正確4(多選)下表列出了不同物體在某種速度下的德布羅意波波長和頻率為1 MHz的無線電波的波長，由表中數(shù)據(jù)可知()質(zhì)量/kg速度

4、/(ms1)波長/m彈子球2.01021.01023.31030電子(100 eV)9.010315.01061.21010無線電波(1 MHz)3.01083.3102A要檢測彈子球的波動性幾乎不可能B無線電波通常情況下只表現(xiàn)出波動性C電子照射到金屬晶體上能觀察到波動性D只有可見光才有波動性ABC彈子球的波長很小，所以要檢測彈子球的波動性幾乎不可能，故選項A正確無線電波的波長很長，波動性明顯，所以選項B正確電子的波長與金屬晶格的尺寸相差不大，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以選項C正確一切運動的物體都具有波動性，所以選項D錯誤5物理學家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減

5、弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫實驗結(jié)果表明：如果曝光時間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對這個實驗結(jié)果有下列認識，其中正確的是()A曝光時間不長時，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點，表現(xiàn)出光的波動性B單個光子通過雙縫后的落點可以預測C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方D少數(shù)光子落點不確定，體現(xiàn)了粒子性，大量光子的行為符合統(tǒng)計規(guī)律，受波動規(guī)律支配，體現(xiàn)了波動性，故只有D正確6(多選)電子的運動受波動性的支配，對于氫原子的核外電子，下列說法正確的是()A氫原子的核外電子可以用確定的坐標描

6、述它們在原子中的位置B電子繞核運動時，可以運用牛頓運動定律確定它的軌道C電子繞核運動的“軌道”其實是沒有意義的D電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置CD微觀粒子的波動性是一種概率波，對于微觀粒子的運動，牛頓運動定律已經(jīng)不適用了，所以氫原子的核外電子不能用確定的坐標描述它們在原子中的位置，電子的“軌道”其實是沒有意義的，電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置，綜上所述，C、D正確二、非選擇題(14分)7在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近已知中子質(zhì)量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，求德布羅意波長1.82

7、1010 m的熱中子動能解析根據(jù)德布羅意波長公式可算出中子動量大小，再由p22mEk，即可算出熱中子的動能由，p22mEk，得Ek，代入數(shù)據(jù)得Ek3.971021 J.答案3.971021 J能力提升練一、選擇題(本題共2小題，每小題8分，共16分)1利用金屬晶格(大小約1010 m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過電場加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說法中正確的是()A該實驗說明了電子具有波動性B實驗中電子束的德布羅意波波長為C加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯D若用相同動能

8、的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯A得到電子的衍射圖樣，說明電子具有波動性，A正確；由德布羅意波波長公式，而動量p，兩式聯(lián)立得，B錯誤；從公式可知，加速電壓越大，電子的波長越小，衍射現(xiàn)象就越不明顯，C錯誤；用相同動能的質(zhì)子替代電子，波長變小，衍射現(xiàn)象相比電子不明顯，故D錯誤2(多選)如圖所示，燈絲F發(fā)射的電子束經(jīng)過電場加速后從陽極上狹縫S穿出，通過兩條平行狹縫S1、S2后，在熒光屏上形成明顯的雙縫干涉圖樣已知一個電子從狹縫S穿出時動量為p，普朗克常量為h，則()A經(jīng)過電場加速后，電子的德布羅意波長為B經(jīng)過電場加速后，電子的德布羅意波長為C熒光屏上暗紋的位置是電子不能到達的位置D熒光屏上亮紋的位

9、置是電子到達概率大的位置BD電子的德布羅意波長，B正確，A錯誤，熒光屏上暗紋的位置是電子到達概率小的位置，亮紋的位置是電子到達概率大的位置，C錯誤，D正確二、非選擇題(22分)3科學家設想未來的宇航事業(yè)中利用太陽帆來加速星際飛船，設該飛船所在地每秒每單位面積接收到的光子數(shù)為n，光子平均波長為，太陽帆面積為S，反射率100%，設太陽光垂直射到太陽帆上，飛船總質(zhì)量為m.(1)求飛船加速度的表達式(光子動量p)；(2)若太陽帆是黑色的，飛船的加速度又為多少？解析(1)光子垂直射到太陽帆上再反射，動量變化量為2p，設光對太陽帆的壓力為F，單位時間打到太陽帆上的光子數(shù)為N，則NnS由動量定理有FtNt2p所以FN2p而光子動量p，所以F由牛頓第二定律可得飛船加速度的表達式為a.(2)若太陽帆是黑色的，光子垂直打到太陽帆上不再反射(被太陽帆吸收)，光子動量變化量為p，故太陽帆上受到的光壓力為F，飛船的加速度a.答案(1)(2)- 5 -