2014年高二物理课下综合提升：第十七章第4、5节（新人教版选修3-5）

1 对于微观粒子的运动 下列说法中正确的是 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 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 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 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 运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律 解析 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 答案 答案 D 2 在单缝衍射实验中 中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的 在单缝衍射实验中 中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的 95 以上 假设以上 假设 现在只让一个光子通过单缝 那么该光子现在只让一个光子通过单缝 那么该光子 A 一定落在中央亮纹处 一定落在中央亮纹处 B 一定落在亮纹处 一定落在亮纹处 C 可能落在暗纹处 可能落在暗纹处 D 落在中央亮纹处的可能性最大 落在中央亮纹处的可能性最大 解析 解析 对于一个光子通过单缝落在何处 是不可确定的 但概率最大的是落在中央亮 纹处 可达到 95 以上 也可落在其他亮纹处 还可能落在暗纹处 不过 落在暗纹处的 概率很小 故选项 C D 正确 答案 答案 CD 3 如图 如图 1 所示是一个粒子源 产生某种微观粒子 在其正前方安所示是一个粒子源 产生某种微观粒子 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发光 那么在荧光屏上将看到 A 只有两条亮纹 只有两条亮纹 图图 1 B 有多条明暗相间的条纹 有多条明暗相间的条纹 C 没有亮纹 没有亮纹 D 只有一条亮纹 只有一条亮纹 解析 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 答案 B 4 在单缝衍射实验中 从微观粒子运动的不确定关系可知 在单缝衍射实验中 从微观粒子运动的不确定关系可知 A 缝越窄 粒子位置的不确定性越大 缝越窄 粒子位置的不确定性越大 B 缝越宽 粒子位置的不确定性越大 缝越宽 粒子位置的不确定性越大 C 缝越窄 粒子动量的不确定性越大 缝越窄 粒子动量的不确定性越大 D 缝越宽 粒子动量的不确定性越大 缝越宽 粒子动量的不确定性越大 解析 解析 由不确定性关系 x p 知缝宽时 位置不确定性越大 则动量的不确定性 h 4 较小 反之亦然 因此选项 B C 正确 答案 答案 BC5 电子的运动受波动性的支配 对于氢原子的核外电子 下列说法正确的 电子的运动受波动性的支配 对于氢原子的核外电子 下列说法正确的 是是 A 氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置 氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置 B 电子绕核运动时 可以运用牛顿运动定律确定它的轨道 电子绕核运动时 可以运用牛顿运动定律确定它的轨道 C 电子绕核运动的 电子绕核运动的 轨道轨道 其实是没有意义的其实是没有意义的 D 电子轨道只不过是电子出现的概 电子轨道只不过是电子出现的概 率比较大的位置率比较大的位置 解析 解析 微观粒子的波动性是一种概率波 对应微观粒子的运动 牛顿运动定律已经不 适用了 所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置 电子的 轨 道 其实是没有意义的 电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置 综上所述 C D 正确 答案 答案 CD 6 1924 年 法国物理学家德布罗意提出 任何一个运动着的物体都年 法国物理学家德布罗意提出 任何一个运动着的物体都 有一种波与它对应 有一种波与它对应 1927 年 两位美国物理学家在实验中得到了电子束通年 两位美国物理学家在实验中得到了电子束通 过铝箔时的衍射图案 如图过铝箔时的衍射图案 如图 2 所示 图中所示 图中 亮圆亮圆 表示电子落在其上的表示电子落在其上的 大 大 暗圆暗圆 表示电子落在其上的表示电子落在其上的 小 小 图图 2 解析 解析 由于光是概率波 因此光子只是在亮纹处出现的概率大 而在暗纹处出现的概 率小 答案 答案 概率概率 概率概率 7 质量为 质量为 m 的粒子被限制在的粒子被限制在 x 到到 x 的区域内运动 在它朝的区域内运动 在它朝 l 2 l 2 x 轴正方向运动时 其动量测量值的最小不确定量轴正方向运动时 其动量测量值的最小不确定量 p 解析 解析 x l 由 x p 知 p h 4 h 4 l 答案 答案 h 4 l 8 一灰尘质量为 一灰尘质量为 m 10 12 kg 速度为 速度为 v 10 m s 用毫米刻度尺测得其某一时刻位 用毫米刻度尺测得其某一时刻位 置为置为 x 52 33 cm 毫米刻度尺的最大误差 毫米刻度尺的最大误差 x 0 05 cm 则其速度的最小误差为 则其速度的最小误差为 m s 解析 解析 灰尘速度的最小误差即其不确定量 动量的不确定量 p m v 则由不确定性 关系 x p 得 v m s 1 0 10 19 m s h 4 h 4 m x 6 626 10 34 4 10 12 5 10 4 答案 答案 1 0 10 19 9 如图 如图 3 所示为示波管示意图 电子的加速电压所示为示波管示意图 电子的加速电压 U 104 V 打在荧光屏上电子的位置确定在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 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 电子质量电子质量 m 9 1 10 31 kg 图图 3 解析 解析 x 10 4 m 由 x p 得 动量的不确定量最小值约为 p 5 10 31 h 4 kg m s 其速度不确定量最小值