沪科科版选修35光是波还是粒子 实物是粒子还是波 第1课时 作业.docx

2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波1目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的，u夸克带电荷量为e，d夸克的带电荷量为e，e为元电荷，那么质子是由_个u夸克和_个d夸克组成的，中子是由_个u夸克和_个d夸克组成的【解析】质子带电量为e，应由2个u夸克和1个d夸克组成，中子带电量为0，应由1个u夸克和2个d夸克组成【答案】21122.现在，科学家们正在设法寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同质量和相同电荷量，但电荷的电性相反。据此，若有反粒子，则它的质量数为_，电荷数为_。解析：由于正粒子为42he，质量数为4，电荷数为2；根据题中对“反粒子”的定义，反粒子的质量数也为4，而电荷数则应为2。答案：423.当热核反应产生的斥力与引力作用达到_时，恒星停止收缩，进入了主序星阶段。_便是一颗处于主序星阶段的恒星。答案：平衡太阳4.恒星演化后期产生大爆炸，外部形成星状星云，内部塌缩成致密的天体，或_，或_，或_。答案：白矮星中子星黑洞5.研究微观世界的_、_，与研究宇宙的理论竟然是相互沟通、相互支撑的。答案：粒子物理量子物理6下列说法中正确的是()a夸克模型说明电子电荷量是最小的电荷单元b目前已经发现了自由态的夸克 c目前发现的夸克有8种 d每种夸克都有对应的反夸克【解析】夸克模型指出目前发现了6种夸克，每种夸克都有对应的反夸克，所以c错误，d正确；夸克所带电荷量小于电子电荷量，但还没有发现自由态的夸克，这就是夸克的“禁闭”，所以a、b错【答案】d7(多选)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【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【答案】ac8(多选)光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是()a单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量x大，动量不确定量p小，可以忽略 b当能发生衍射现象时，动量不确定量p就不能忽略c单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故d当发生明显衍射现象时，位置的不确定量x不能忽略【解析】光在传播过程中的位置和动量的不确定关系为xp.发生衍射时x0，所以p不能忽略，故b对缝越宽p越小，缝越窄p越大，所以a、c正确【答案】abc9(多选)下列说法中正确的是()a光的波粒二象性，就是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的b光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说c光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量h中，频率表示波的特征，表示粒子的特征d光波和物质波都是概率波【解析】牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，故a错误；光子说并没有否定光的电磁说，光子能量公式h，体现了其粒子性和波动性，b错误，c正确；光波和物质波都是概率波，d正确【答案】cd10.关于反粒子，下列说法正确的是()a.电子的反粒子就是正电子，它的电荷量与电子相同，但带的是正电荷b.质子的反粒子就是反质子，它的电荷量与质子相同，但带的是负电荷c.粒子与它的反粒子质量相同d.粒子与它的反粒子的物理性质相反解析：反粒子与“正粒子”具有相同的质量和相同的电荷量，具有相反的电性和相反的物理性质。答案：abcd11.下列关于加速器的说法中，正确的是()a.加速器不能用于研究高能物理b.加速器能使带电粒子加速到很高的能量c.加速器使许多实验不再依赖于天然的宇宙射线d.利用加速器可进行的实验很少答案：bc12.根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙大爆炸后温度降到下列哪一个值时，电子与质子复合成中性的氢原子()a.1032 kb.1013 kc.104 kd.3 000 k答案：d13.根据宇宙大爆炸的理论,宇宙处于夸克和反夸克主导的弱电时期,其时间范围是()a.010-35s b.010-10sc.01sd.0108s答案:a14.关于物质波,下列说法正确的是()a.速度相等的电子和质子,电子的波长大b.动能相等的电子和质子,电子的波长小c.动量相等的电子和中子,中子的波长小d.甲电子速度是乙电子的3倍,甲电子的波长也是乙电子的3倍解析:由=hp可知,动量大的波长小,电子与质子的速度相等时,电子动量小,波长大。电子与质子动能相等时,由动量与动能的关系式p=2mek可知,电子的动量小,波长大。动量相等的电子与中子,其波长应相等。如果甲、乙两电子的速度远小于光速,甲的速度是乙的3倍,则甲的波长应是乙的13。答案:a15.经150v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:电子被150v电压加速后其波长为=hp=h2meu=1.010-10m,穿过铝箔时发生衍射。答案:d16下列所述正确的是 ()a原子是组成物质的不可再分的最小微粒b原子是最大的微粒c原子由原子核和核外电子构成，质子和中子组成了原子核d质子、中子本身也是复合粒子，它们也有着自己复杂的结构解析由所学过的内容及本节内容可知，只有c、d正确答案cd9下列叙述正确的是 ()a强子是参与强相互作用的粒子b轻子是不参与强相互作用的粒子c目前发现的轻子只有8种d夸克有6种，它们带的电荷量分别为元电荷的或答案abd10正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步你推测反氢原子的结构是 ()a由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成b由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成c由一个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成d由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成解析反氢原子的结构是由反粒子构成的物质，正电子、负质子等都属于反粒子答案b11太阳放出的大量中微子向地球飞来，科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变为一个子和一个子，若在衰变过程中发现子速度方向与中微子原来的方向一致，则子的运动方向 ()a可能与子同方向b可能与子反方向c不一定与子在同一条直线上d一定与子在同一条直线上解析在衰变中动量守恒，发现子速度方向与中微子原来的方向一致，则子的运动方向一定与子在同一条直线上，可能与子同方向也可能与子反方向答案abd12众所周知，地球围绕着太阳做椭圆运动，阳光普照大地，万物生长，根据学过的知识试论述随着岁月的流逝，地球公转的周期、日地的平均距离及地球表面的温度的变化趋势解析太阳内部进行着剧烈的热核反应，在反应过程中向外释放着巨大的能量，这些能量以光子的形式放出根据爱因斯坦质能方程：emc2知，太阳质量在不断减小地球绕太阳旋转是靠太阳对地球的万有引力来提供向心力的，gm2r.现因m减小，即提供的向心力减小，不能满足所需的向心力，地球将慢慢向外做离心运动，使轨道半径变大，日地平均距离变大由上式可知，左边的引力g减小，半径r增大，引起地球公转的角速度变化，从而使公转周期变化，由gmr，得t2，即t增大由于日地间距离变大，地球接收到太阳的能量将会减少，地球表面温度将会下降答案见解析8估算运动员跑步时的德布罗意波长为什么我们观察不到运动员的波动性？【解析】设运动员的质量m60 kg，运动员跑步时速度约为v10 m/s，则其德布罗意波长为： m1.11036 m.这个波长极短，因而观察不到运动员的波动性【答案】见解析10(1)如图531所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光那么在荧光屏上将看到_图531(2)一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电子质量为9.11031 kg) 【导学号：64772069】【解析】(1)由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹(2)由不确定性关系xp得电子位置的不确定范围x m2.90103 m.【答案】(1)明暗相间的干涉条纹(2)2.90103 m11如图532所示为示波管示意图，电子的加速电压u104 v，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1 mm范围内，可以认为令人满意，则电子的速度是否可以完全确定？是否可以用经典力学来处理？电子质量m9.11031 kg.图532【解析】x104 m，由xp得，动量的不确定量最小值约为p51031 kgm/s，其速度不确定量最小值v0.55 m/s.mv2eu1.61019104 j1.61015 j，v6107 m/s，v远小于v，电子的速度可以完全确定，可以用经典力学来处理【答案】可以完全确定可以用经典力学来处理11.k介子衰变的方程为：，其中k介子和介子带负的基元电荷，0介子不带电。一个k介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧ap，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧pb，两轨迹在p点相切，如图所示，它们的半径与之比为21。0介子的轨迹未画出。求的动量大小与0的动量大小之比。解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知：轨道半径所以，即又由动量守恒定律得，所以。答案： 7.古巴名将罗伯斯在多哈室内田径世锦赛男子60米栏中,以7秒34的成绩夺得冠军,并打破世锦赛纪录。设罗伯斯质量约为74kg,计算他在60 m栏跑中的德布罗意波长为多少?解析:罗伯斯在60米