教科版選修35光的波粒二象性 實(shí)物粒子的波粒二象性 不確定關(guān)系 第1課時(shí) 作業(yè).docx

4.3光的波粒二象性4.4實(shí)物粒子的波粒二象性4.5不確定關(guān)系1.對(duì)光的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法中正確的是()a個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性b高頻光是粒子，低頻光是波c光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不再具有波動(dòng)性了d光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)得明顯，在另外某種場(chǎng)合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯解析個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性；光與物質(zhì)相互作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)為波動(dòng)性，光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，頻率高的光粒子性強(qiáng)，頻率低的光波動(dòng)性強(qiáng)，光的粒子性表現(xiàn)明顯時(shí)仍具有波動(dòng)性，因?yàn)榇罅苛Ｗ拥膫€(gè)別行為呈現(xiàn)出波動(dòng)規(guī)律，故正確選項(xiàng)為a、d.答案ad2.下列關(guān)于德布羅意波的認(rèn)識(shí)，正確的解釋是()a光波是一種物質(zhì)波bx光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的c電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的d宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動(dòng)性解析宏觀物體由于動(dòng)量太大，德布羅意波長(zhǎng)太小，所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)象，但仍具有波動(dòng)性，d項(xiàng)錯(cuò)；x光是波長(zhǎng)極短的電磁波，是光子，它的衍射不能證實(shí)物質(zhì)波的存在，b項(xiàng)錯(cuò)只有c項(xiàng)正確答案c3.物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下列認(rèn)識(shí)正確的是()a曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，光子的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子b單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出波動(dòng)性c干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方d只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出波動(dòng)性解析光是一種概率波，對(duì)于一個(gè)光子通過(guò)單縫落在何處，是不確定的，但概率最大的是中央亮紋處，可達(dá)95%以上，還可能落到暗紋處，不過(guò)落在暗紋處的概率最小(注意暗紋處并非無(wú)光子到達(dá))故c、d選項(xiàng)正確答案cd1(光的波粒二象性)下列有關(guān)光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是()a有的光是波，有的光是粒子b光子與電子是同樣的一種粒子c光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著d大量光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性答案c解析一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動(dòng)性，有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說(shuō)有的光是波，有的光是粒子雖然光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒(méi)有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場(chǎng)形式存在的物質(zhì)，所以，不能說(shuō)光子與電子是同樣的一種粒子光的波粒二象性的理論和實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射性越好，即波動(dòng)性越顯著；光的波長(zhǎng)越短，其光子能量越大，個(gè)別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著故選項(xiàng)c正確，a、b、d錯(cuò)誤2(對(duì)物質(zhì)波的理解)利用金屬晶格(大小約1010 m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是使電子通過(guò)電場(chǎng)加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為u，普郎克常量為h，則下列說(shuō)法中正確的是()a該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電子具有波動(dòng)性b實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波長(zhǎng)為c加速電壓u越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯d若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯答案ab解析得到電子的衍射圖樣，說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，a正確；由德布羅意波長(zhǎng)公式而動(dòng)量p兩式聯(lián)立得，b正確；由公式可知，加速電壓越大，電子的波長(zhǎng)越小，衍射現(xiàn)象越不明顯；用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長(zhǎng)小，其衍射現(xiàn)象不如電子的衍射現(xiàn)象明顯故c、d錯(cuò)誤3(對(duì)概率波的理解)在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入的整個(gè)光強(qiáng)的95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)光子通過(guò)單縫，那么該光子()a一定落在中央亮紋處b一定落在亮紋處c可能落在暗紋處d落在中央亮紋處的可能性最大答案cd解析根據(jù)光波是概率波的概念，對(duì)于一個(gè)光子通過(guò)單縫落在何處，是不確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處當(dāng)然也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過(guò)，落在暗紋處的概率很小，故c、d選項(xiàng)正確4說(shuō)明光具有粒子性的現(xiàn)象是()a光電效應(yīng) b光的干涉c光的衍射 d康普頓效應(yīng)答案ad5下列說(shuō)法中正確的是()a光的波粒二象性學(xué)說(shuō)就是牛頓的微粒說(shuō)加上惠更斯的波動(dòng)說(shuō)組成的b光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的電磁理論c光子說(shuō)并沒(méi)有否定電磁說(shuō)，在光子的能量h中，表示波的特性，表示粒子的特性d光波不同于宏觀觀念中那種連續(xù)的波答案cd解析光的波動(dòng)性不是惠更斯的波動(dòng)說(shuō)中宏觀意義下的機(jī)械波光的粒子性是指光的能量是一份一份的，不是牛頓微粒說(shuō)中的經(jīng)典微粒光子說(shuō)與電磁說(shuō)不矛盾，它們是不同領(lǐng)域的不同表述6關(guān)于光子和運(yùn)動(dòng)著的電子，下列論述正確的是()a光子和電子一樣都是實(shí)物粒子b光子能發(fā)生衍射現(xiàn)象，電子不能發(fā)生衍射現(xiàn)象c光子和電子都具有波粒二象性d光子具有波粒二象性，而電子只具有粒子性答案c解析物質(zhì)可分為兩大類：一是質(zhì)子、電子等實(shí)物；二是電場(chǎng)、磁場(chǎng)等，統(tǒng)稱場(chǎng)光是傳播著的電磁場(chǎng)根據(jù)物質(zhì)波理論，一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波動(dòng)性，故光子和電子都具有波粒二象性綜上所述，c選項(xiàng)正確7下列物理實(shí)驗(yàn)中，能說(shuō)明粒子具有波動(dòng)性的是()a通過(guò)研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性b通過(guò)測(cè)試多種物質(zhì)對(duì)x射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長(zhǎng)變大的成分c通過(guò)電子雙縫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象d利用晶體做電子束衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了電子的波動(dòng)性答案cd8下列說(shuō)法中正確的是()a質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)小b速度大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)小c動(dòng)量大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)小d動(dòng)能大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)小答案c解析由德布羅意假說(shuō)知德布羅意波長(zhǎng)，式中h為普朗克常量，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，可見p越大，越小故c正確，a、b、d錯(cuò)誤9如果一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，則它們的_也相等a速度 b動(dòng)能 c動(dòng)量 d總能量答案c10如圖1所示為證實(shí)電子波存在的實(shí)驗(yàn)裝置，從f上出來(lái)的熱電子可認(rèn)為初速度為零，所加的加速電壓u104 v，電子質(zhì)量為m9.11031kg，普朗克常量h6.631034 js.電子被加速后通過(guò)小孔k1和k2后入射到薄的金箔上，發(fā)生衍射作用，結(jié)果在照相底片上形成同心圓明暗條紋試計(jì)算電子的德布羅意波長(zhǎng)(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案1.231011 m解析將euek，p，聯(lián)立，得，代入數(shù)據(jù)可得1.231011 m.11一個(gè)電子被加速后，以極高的速度在空間運(yùn)動(dòng)，關(guān)于它的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()a電子在空間做勻速直線運(yùn)動(dòng)b電子上下左右顫動(dòng)著前進(jìn)c電子運(yùn)動(dòng)軌跡是正弦曲線d無(wú)法預(yù)言它的路徑答案d解析根據(jù)概率波的知識(shí)可知，某個(gè)電子在空間中運(yùn)動(dòng)的路徑我們無(wú)法確定，只能根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律確定大量電子的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，故選項(xiàng)d正確12關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以下說(shuō)法正確的是()a電子如果表現(xiàn)出粒子性，則無(wú)法用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律b電子如果表現(xiàn)出粒子性，則可以用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律c電子如果表現(xiàn)出波動(dòng)性，則無(wú)法用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，空間分布的概率遵循波動(dòng)規(guī)律d電子如果表現(xiàn)出波動(dòng)性，則可以用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律答案c解析由于電子是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無(wú)法用軌跡描述其運(yùn)動(dòng)，也不遵從牛頓運(yùn)動(dòng)定律，所以選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；大量電子表現(xiàn)出波動(dòng)性，無(wú)法用軌跡描述其運(yùn)動(dòng)，但可確定電子在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率且遵循波動(dòng)規(guī)律，選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤13關(guān)于不確定關(guān)系xpx有以下幾種理解，正確的是()a微觀粒子的動(dòng)量不可確定b微觀粒子的位置不可確定c微觀粒子的動(dòng)量和位置不可同時(shí)確定d不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于宏觀物體答案cd解析不確定關(guān)系表示位置、動(dòng)量的精度相互制約，此長(zhǎng)彼消，當(dāng)粒子的位置不確定性更小時(shí)，粒子動(dòng)量的不確定性更大；反之亦然，故不能同時(shí)準(zhǔn)確確定粒子的位置和動(dòng)量，不確定關(guān)系是自然界中的普遍規(guī)律，對(duì)微觀世界的影響顯著，對(duì)宏觀世界的影響可忽略，故c、d正確14在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，從微觀粒子運(yùn)動(dòng)的不確定關(guān)系可知()a縫越窄，粒子位置的不確定性越大b縫越寬，粒子位置的不確定性越大c縫越窄，粒子動(dòng)量的不確定性越大d縫越寬，粒子動(dòng)量的不確定性越大答案bc解析由不確定關(guān)系xpx知縫越寬，粒子位置的不確定性越大，則動(dòng)量的不確定性越小，反之亦然，因此選項(xiàng)b、c正確15已知5.31035 js，試求下列情況中速度測(cè)定的不確定量，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，討論在宏觀和微觀世界中進(jìn)行測(cè)量的不同情況(1)一個(gè)球的質(zhì)量 m1.0 kg，測(cè)定其位置的不確定量為106 m.(2)電子的質(zhì)量me9.11031 kg，測(cè)定其位置的不確定量為1010 m.答案見解析解析(1)球的速度測(cè)定的不確定量v m/s5.31029 m/s這個(gè)速度不確定量在宏觀世界中微不足道，可認(rèn)為球的速度是確定的，其運(yùn)動(dòng)遵從經(jīng)典物理學(xué)理論(2)原子中電子的速度測(cè)定的不確定量v