2019_2020学年高中物理第十七章波粒二象性4+5不确定性关系课时作业含解析新人教版选修3.doc

不确定性关系 A组素养达标1(多选)下列说法正确的是()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：CD2下列各种波不是概率波的是()A声波B无线电波C光波 D物质波解析：概率波包括了物质波、电磁波等，无线电波和光波是电磁波中的某一段范围，所以也属于概率波，声波属于机械波，故A符合题意答案：A3(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不能忽略C当发生衍射现象时，动量不确定量p可以忽略D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解析：由不确定性关系xp可知，A、B、D均正确答案：ABD4(多选)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，也适用于其他宏观物体解析：不确定性关系xp表示确定位置、动量的精度互相制约，此消彼长，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物体，不过这些不确定量微乎其微，故C、D正确答案：CD5(多选)以下说法正确的是()A微观粒子不能用“轨道”观点来描述粒子的运动B微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动C微观粒子位置不能精确预测D微观粒子位置能精确预测解析：微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，这也就决定了不能用“轨道”的观点来描述粒子的运动(轨道上运动的粒子在某时刻具有确定的位置和动量)，故选项A正确由微观粒子的波粒二象性可知微观粒子位置不能精确预测，故选项C正确答案：AC6(多选)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)9.010315.01061.21010无线电波(1 MHz)3.01083.3102A.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表现出波动性C电子照射到金属晶体上能观察到波动性D只有可见光才有波动性解析：弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A对；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B对；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C对；由物质波理论知，D错答案：ABC7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，已知电子质量me9.01031 kg，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：电子束穿过铝箔时发生衍射，受波动规律支配，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，所以A、B、C均错误，D正确答案：D8一个电子(初动能视作零)经200 V电压加速，已知电子的质量为9.11031 kg，计算这个运动着的电子的波长原子大小的数量级为10141015m，当它在原子中或原子附近运动时，能否产生衍射现象？解析：由Uemv2，p，可得电子波长8.71011 m.因原子大小的数量级为10141015 m，所以能产生衍射现象答案：8.71011 m能产生衍射现象B组素养提升9.如图所示是一个粒子源，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()A只有两条亮纹B有多条明暗相间的条纹C没有亮纹D只有一条亮纹解析：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的某点的概率，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，所以B正确答案：B10(多选)1927年戴维孙和汤姆孙完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一如图所示的是该实验装置的简化图下列说法正确的是()A亮条纹是电子到达概率大的地方B该实验说明物质波理论是正确的C该实验说明了光子具有波动性D该实验说明实物粒子具有波动性解析：该实验说明物质波理论是正确的、实物粒子也具有波动性、亮条纹是电子到达概率大的地方，不能说明光子具有波动性，故选项A、B、D正确，C错误答案：ABDC组学霸冲刺11.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？普朗克常量h6.631034 Js，电子质量m9.11031 kg，电子电荷量e1.61019 C.解析：x104 m，由xp得，动量的不确定量最小值p51031 kgm/s，其速度不确定量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12在实验室做了一个这样的光学实验，即在一个密闭的暗箱里依次放上小灯泡(紧靠暗箱的左内壁)、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、感光胶片(紧靠暗箱的右内壁)，整个装置如图所示小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在感光胶片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹对感光胶片进行了光能量测量，得出每秒到达感光胶片的光能量是51013 J假如起作用的光波波长约为500 nm，且当时实验测得暗箱的长度为1.2 m，若光子依次通过狭缝，普朗克常量h6.631034 Js，求：(1)每秒钟到达感光胶片的光子数目；(2)光束中相邻两光子到达感光胶片相隔的时间和相邻两光子之间的平均距离；(3)根据第(2)问的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？请简要说明理由解析：(1)设每秒到达感光胶片的光能量为E0，对于500 nm的光子，能量E每秒到达感光胶片的光子数n代入数据得n1.26106(个)(2)光子是依次到达感光胶片的，光束中相邻两光子到达感光胶片的时间间隔t代入数据得t7.9107 s相邻两光子间的平均距离sct代入数据得s2.4102 m(3)由第(2)问的计算结果可知，两光子间距为2.4102 m，而小灯泡到感光胶片之间的距离只有1.2 m，所以在熏黑玻璃右侧的暗箱里一般不可能有两个光子同时同向在运动