《2019-2020学年高中物理课时分层作业15实物粒子的波粒二象性不确定关系含解析教科版选修3-52.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理课时分层作业15实物粒子的波粒二象性不确定关系含解析教科版选修3-52.doc（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、课时分层作业(十五)实物粒子的波粒二象性不确定关系(时间：40分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共6小题，每小题8分，共48分)1关于物质波，下列说法正确的是()A速度相等的电子和质子，电子的波长长B动能相等的电子和质子，电子的波长短C动量相等的电子和中子，中子的波长短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 A由可知，动量大的粒子的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，选项A正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式p可知，电子的动量小，波长长，选项B错误；动量相等的电子与中子，其波长应相等，选项C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速
2、度是乙的三倍，则甲的波长应是乙的，选项D错误2(多选)关于电子的运动规律，以下说法不正确的是()A电子如果表现粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B电子如果表现粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C电子如果表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D电子如果表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律ABD由于运动对应的物质波是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵循牛顿运动定律，A、B错误；大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，可确定电子在某点附近出现的概率，且概率遵循波动
3、规律，C正确，D错误3(多选)根据不确定性关系xp，判断下列说法正确的是()A采取办法提高测量x精度时，p的精度下降B采取办法提高测量x精度时，p的精度上升Cx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关Dx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关AD不确定性关系表明，无论采用什么方法试图确定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性关系所给出的限度故A、D正确4(多选)下表列出了不同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知()质量/kg速度
4、/(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正确一切运动的物体都具有波动性，所以选项D错误5物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减
5、弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明：如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这个实验结果有下列认识，其中正确的是()A曝光时间不长时，底片上只能出现一些不规则的点，表现出光的波动性B单个光子通过双缝后的落点可以预测C只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D少数光子落点不确定，体现了粒子性，大量光子的行为符合统计规律，受波动规律支配，体现了波动性，故只有D正确6(多选)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()A氢原子的核外电子可以用确定的坐标描
6、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C电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置CD微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，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正确二、非选择题(14分)7在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近已知中子质量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，求德布罗意波长1.82
7、1010 m的热中子动能解析根据德布罗意波长公式可算出中子动量大小，再由p22mEk，即可算出热中子的动能由，p22mEk，得Ek，代入数据得Ek3.971021 J.答案3.971021 J能力提升练一、选择题(本题共2小题，每小题8分，共16分)1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
8、的质子替代电子，衍射现象将更加明显A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错误；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；用相同动能的质子替代电子，波长变小，衍射现象相比电子不明显，故D错误2(多选)如图所示，灯丝F发射的电子束经过电场加速后从阳极上狭缝S穿出，通过两条平行狭缝S1、S2后，在荧光屏上形成明显的双缝干涉图样已知一个电子从狭缝S穿出时动量为p，普朗克常量为h，则()A经过电场加速后，电子的德布罗意波长为B经过电场加速后，电子的德布罗意波长为C荧光屏上暗纹的位置是电子不能到达的位置D荧光屏上亮纹的位
9、置是电子到达概率大的位置BD电子的德布罗意波长，B正确，A错误，荧光屏上暗纹的位置是电子到达概率小的位置，亮纹的位置是电子到达概率大的位置，C错误，D正确二、非选择题(22分)3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)