教科版选修35 实物粒子的波粒二象性 不确定关系 第1课时 作业.docx

4.4实物粒子的波粒二象性4.5不确定关系1根据物质波理论，以下说法中正确的是（）a微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性b宏观物体和微观粒子都具有波动性c宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长d速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显答案：bd解析：一切运动的物体都有一种物质波与它对应，所以宏观物体和微观粒子都具有波动性，a选项错误，b选项正确；宏观物体的物质波波长很短，不易观察到它的波动性，所以c选项错误；速度相同的质子与电子相比，电子质量小，物质波波长更长，所以电子波动性更明显，d选项正确2关于物质波，下列认识正确的是()a任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波bx射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的c电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的d宏观物质尽管可以看成物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象e宏观物质也具有波动性，只是其波动性不容易显现【解析】据德布罗意物质波理论，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，a选项正确；由于x射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故x射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，故b选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故c选项正确；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后所落的位置呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故d选项错误，e选项正确【答案】ace3利用金属晶格(大小约1010 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为u，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是 ()a该实验说明了电子具有波动性b实验中电子束的德布罗意波波长为c加速电压u越大，电子的衍射现象越明显d若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显e若用相同动能的中子代替电子，衍射现象将不如电子明显【解析】得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，a正确；由德布罗意波波长公式，而动量p，两式联立得，b正确；从公式可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，c错误；用相同动能的质子或中子替代电子，波长变小，衍射现象相比电子不明显，故d错误，e正确【答案】abe4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5一个电子被加速后，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6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7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.8关于不确定性关系xpx有以下几种理解，其中正确的是()a微观粒子的动量不可确定b微观粒子的位置坐标不可确定c微观粒子的动量和位置不可能同时确定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答案cd解析本题主要考查对不确定性关系xpx的理解，不确定性关系表示确定位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性大；反之亦然故不能同时准确确定粒子的位置和动量不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响不可忽略，故c、d正确9根据不确定性关系xpx，判断下列说法正确的是 ()a采取办法提高测量x精度时，px的精度下降b采取办法提高测量x精度时，px的精度上升cx与px测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关dx与px测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关答案ad解析不确定关系表明，无论采用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给出的限度故a、d正确102006年7月12日清晨，在国际田联大赛洛桑站110米栏的决赛中，中国飞人刘翔以12秒88的成绩打破了沉睡13年之久的世界纪录，令世界华人为之振奋设刘翔质量为74 kg，计算刘翔110米栏跑中的德布罗意波波长，并说明其波动性是否明显答案：1.011036 m不明显解析：由德布罗意波波长公式：m1.011036 m；因波长较短，故其波动性很难表现出来11一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，求车撞墙时的不确定范围【解析】根据不确定关系xp得：xm2.641038 m.【答案】x2.641038 m12科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为s，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p)；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？【解析】(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为f，单位时间打到太阳帆上的光子数为n，则nns由动量定理有ftnt2p所以fn2p而光子动量p，所以f由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a.(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为f，飞船的加速度a.【答案】(1)(2)13一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围为其动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子位置的不确定范围有多大？(电子的质量为9.11031 kg)答案2.9103 m解析电子的动量为pmv9.11031200 kgm/s1.821028 kgm/s动量的不确定范围p0.01%p1.01041.821028 kgm/s1.821032 kgm/s由不确定性关系公式得电子位置的不确定范围x m2.9103 m.14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1.671027 kg)【解析】中子的动量为p1m1v，子弹的动量为p2m2v，据知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为1，2联立以上各式解得：1，2将m11.671027 kg，v1103 m/s，h6.631034 js，m21.0102 kg