粤教版选修35光子 康普顿效应及其解释 德布罗意波 第1课时 作业.docx

2.2光子2.3康普顿效应及其解释2.4德布罗意波1(多选)关于不确定性关系xp有以下几种理解，正确的是() a微观粒子的动量不可确定b微观粒子的位置不可确定c微观粒子的动量和位置不可同时确定d不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体【解析】由xp可知，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性大；反之，当粒子的位置不确定性大时，粒子动量的不确定性小故不能同时测量粒子的位置和动量，故a、b错，c对不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观粒子的影响显著，对宏观物体的影响可忽略，故d正确【答案】cd2关于宇宙和恒星的演化，下列说法正确的是()a宇宙已经停止演化b恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定c当温度达到一定值时，恒星内发生氦聚变，亮度减弱d恒星最终都会演化为黑洞【解析】目前宇宙的演化仍在进行，a错恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定，b对恒星内由氢聚变转变为氦聚变时，亮度增加，c错根据最终质量的不同恒星最终演化为白矮星或中子星或黑洞，d错【答案】b3(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】abc4关于不确定性关系xp有以下几种理解，正确的是() a微观粒子的动量不可确定b微观粒子的位置不可确定c微观粒子的动量和位置不可同时确定d不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体e微观世界粒子的质量较小，不能准确把握粒子的运动状态【解析】由xp可知，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性大；反之，当粒子的位置不确定性大时，粒子动量的不确定性小故不能同时测量粒子的位置和动量，故a、b错，c、e对不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观粒子的影响显著，对宏观物体的影响可忽略，故d正确【答案】cde5下列说法不正确的是()a在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动b实物粒子与光子一样都具有波粒二象性c在光的衍射实验中，出现明条纹的地方光子到达的概率较大d粒子的动量越小，其波动性越易观察解析：选a实物粒子也具有波动性，是概率波，故a错误，b正确。光是概率波，在明条纹处光子出现的概率大，故c正确。物质波的波长，故粒子动量越小，波长越大，波动性越明显，故d正确。6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解析：选bd由物质波理论可知，一切物质都有波动性，故a错b对。由可知c错，d对。7下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 mhz的无线电波的波长，由表中数据可知()质量/kg速度/ms1波长/m弹子球2.01021.01023.31030电子(100 ev)9.110315.01061.21010无线电波(1 mhz)3.01083.0102a要检测弹子球的波动性几乎不可能b无线电波通常情况下只能表现出波动性c电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性d只有可见光才有波动性解析：选abc弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的波动性几乎不可能，故选项a正确。无线电波的波长很长，波动性明显，所以选项b正确。电子的波长与金属晶格的尺寸相差不大，能发生明显的衍射现象，所以选项c正确。一切运动着的物体都具有波动性，所以选项d错误。8.已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 hz和5.441014 hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的()a波长 b频率c能量 d动量解析：选a金属的逸出功wh0，根据爱因斯坦光电效应方程ekhw可知，从金属钾表面飞出的光电子的最大初动能较金属钙的大，金属钙表面飞出的光电子能量e小，因，所以从钙表面逸出的光电子具有较大的波长，选项a正确。9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，然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，则下述说法中正确的是()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的波长为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解析：选ab衍射现象是波所特有的现象，a对；根据判断b对；发生明显衍射的条件取决于入射波的波长与障碍物的大小比较差不多或比它大，但将加速电压u越大将导致电子束的德布罗意波的波长更小，所以衍射现象越不明显，d项也是同样的道理，所以c、d错误。10质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？【解析】子弹在空中飞行时的动量pmv10103300 kgm/s3 kgm/s子弹的德布罗意波长为 m2.211034 m由于子弹的德布罗意波长极短，故无法观察到其波动性【答案】2.211034 m由于子弹的德布罗意波长极短，无法观察到其波动性11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m9.01031 kg，测定其位置的不确定量为1010 m(即在原子的数量级)【解析】(1)m1.0 kg，x1106 m，由xp，pmv知v1 m/s5.31029 m/s.(2)me9.01031 kg，x21010 mv2 m/s5.89105 m/s.【答案】(1)5.31029 m/s(2)5.89105 m/s12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】211213如图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.【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14质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？【解析】子弹在空中飞行时的动量pmv10103300 kgm/s3 kgm/s子弹的德布罗意波长为 m2.211034 m由于子弹的德布罗意波长极短，故无法观察到其波动性【答案】2.211034 m由于子弹的德布罗意波长极短，无法观察到其波动性15一颗质量为5.0 kg的炮弹：(1)以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长多大；(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长多大；(3)若