2024-2025學年高中物理課時作業(yè)1819實物粒子的波粒二象性不確定關(guān)系含解析教科版選修3-5

PAGEPAGE4課時作業(yè)18實物粒子的波粒二象性課時作業(yè)19不確定關(guān)系時間：45分鐘一、選擇題(1～6為單選，7～9為多選)1．下列說法中正確的是(C)A．物質(zhì)波屬于機械波B．只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動性C．德布羅意認為任何一個運動的物體，小到電子、質(zhì)子、中子，大到行星、太陽都有一種波與之相對應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波D．宏觀物體運動時，看不到它的衍射和干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運動時不具有波動性解析：任何一個運動的物體都具有波動性，但因為宏觀物體的德布羅意波波長很短，所以很難看到它的衍射和干涉現(xiàn)象，所以C項對，B、D項錯；物質(zhì)波不同于宏觀意義上的波，故A項錯誤．2．下列關(guān)于物質(zhì)波說法中正確的是(D)A．實物粒子具有粒子性，在任何條件下都不行能表現(xiàn)出波動性B．宏觀物體不存在對應(yīng)波的波長C．電子在任何條件下都能表現(xiàn)出波動性D．微觀粒子在肯定條件下能表現(xiàn)出波動性3．在歷史上，最早證明白德布羅意波存在的試驗是(B)A．弱光衍射試驗B．電子束在晶體上的衍射試驗C．弱光干涉試驗D．以上都不正確解析：由課本學問知，最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射試驗．4．下列說法中正確的是(C)A．質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長短B．速度大的物體，其德布羅意波長短C．動量大的物體，其德布羅意波長短D．動能大的物體，其德布羅意波長短解析：由物質(zhì)波的波長λ＝eq\f(h,p)，得其只與物體的動量有關(guān)，動量越大其波長越短．5．經(jīng)150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出，穿過鋁箔后射到其后的屏上，則(D)A．全部電子的運動軌跡均相同B．全部電子到達屏上的位置坐標均相同C．電子到達屏上的位置坐標可用牛頓運動定律確定D．電子到達屏上的位置受波動規(guī)律支配，無法用確定的坐標來描述它的位置解析：電子被加速后其德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)＝1×10－10m，穿過鋁箔時發(fā)生衍射．6．顯微鏡觀看微小結(jié)構(gòu)時，由于受到衍射現(xiàn)象的影響而視察不清，因此視察越細小的結(jié)構(gòu)，就要求波長越短，波動性越弱．在加速電壓值相同的狀況下，電子顯微鏡與質(zhì)子顯微鏡的辨別本事，下列判定正確的是(B)A．電子顯微鏡辨別本事較強B．質(zhì)子顯微鏡辨別本事較強C．兩種顯微鏡辨別本事相同D．兩種顯微鏡辨別本事無法比較解析：在電場中加速eU＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(p2,2m)，又由德布羅意波公式λ＝eq\f(h,p)得λ＝eq\f(h,\r(2meU))，所以經(jīng)相同電壓加速后的質(zhì)子與電子相比，質(zhì)子的德布羅意波波長短，波動性弱，從而質(zhì)子顯微鏡辨別本事較強，即選項B正確．7．光通過單縫所發(fā)生的現(xiàn)象，用位置和動量的不確定關(guān)系的觀點加以說明，正確的是(ABC)A．單縫寬，光是沿直線傳播，這是因為單縫寬，位置不確定量Δx大，動量不確定量Δpx小，可以忽視B．當能發(fā)生衍射現(xiàn)象時，動量不確定量Δpx就不能忽視C．單縫越窄，中心亮紋越寬，是因為位置不確定量越小，動量不確定量越大的原因D．以上說明都不對解析：光在傳播過程中的位置和動量的不確定關(guān)系為ΔxΔpx≥eq\f(h,4π).發(fā)生衍射時Δx>0，所以Δpx不能忽視，故選項B正確；縫越寬，Δpx越小，縫越窄，Δpx越大，所以選項A、C正確．故選A、B、C.8．由不確定關(guān)系可以得出的結(jié)論是(ABC)A．假如動量的不確定范圍越小，則與它對應(yīng)位置坐標的不確定范圍就越大B．假如位置坐標的不確定范圍越小，則動量的不確定范圍就越大C．動量和位置坐標的不確定范圍之間的關(guān)系不是反比例函數(shù)D．動量和位置坐標的不確定范圍之間有唯一的確定關(guān)系9．用極微弱的可見光做雙縫干涉試驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖像，則下列說法正確的是(ABD)A．圖像(a)表明光具有粒子性B．圖像(c)表明光具有波動性C．用紫外光不能產(chǎn)生干涉D．試驗表明光是一種概率波解析：用很弱的光做雙縫干涉試驗得到的圖片上的一個一個無分布規(guī)律的光點，體現(xiàn)了光的粒子性，故選項A正確；經(jīng)過較長時間曝光的圖片(c)，出現(xiàn)了明暗相間的條紋，波動性較為明顯，本試驗表明光是一種概率波，但不能表明光是一種電磁波，故選項B、D均正確；紫外光也屬于波，也能發(fā)生干涉，故選項C錯誤．二、非選擇題10．質(zhì)量為10g的子彈，以300m/s的速度射向靶子，試計算此子彈位置不確定性的范圍．(設(shè)其動量的不確定范圍為0.02%)答案：大于或等于8.8×10－32m解析：Δp＝mv×0.02%＝10×10－3×300×0.02×10－2kg·m·s－1＝6×10－4kg·m·s－1由Δx·Δpx≥eq\f(h,4π)知，子彈位置的不確定性的范圍是Δx≥eq\f(h,4π·Δpx)＝eq\f(6.63×10－34,4×3.14×6×10－4)m＝8.8×10－32m.11．質(zhì)量為10g的子彈與電子的速率相同，均為500m/s，其測量精確度為0.01%，若位置和速率在同一試驗中同時測量，則它們位置的最小不確定量各為多少？(電子質(zhì)量為9.1×10－31kg)答案：1.06×10－31m1.16×10－3m解析：測量精確度即速度的不確定量，故子彈、電子的速度不確定量均為Δv＝0.05m/s，子彈動量的不確定量Δp1＝m1Δv＝5×10－4kg·m/s，電子動量的不確定量Δp2＝m2Δv＝4.55×10－32kg·m/s，由ΔxΔpx≥eq\f(h,4π)得，子彈位置的最小不確定量Δx1＝eq\f(6.626×10－34,4×3.14×5×10－4)m≈1.06×10－31m.電子位置的最小不確定量Δx2＝eq\f(6.626×10－34,4×3.14×4.55×10－32)m≈1.16×10－3m.12．如圖所示為證明電子波存在的試驗裝置，從F上漂出來的熱電子可認為初速度為零，所加的加速電壓U＝104V，電子質(zhì)量為m＝9.1×10－31kg.電子被加速后通過小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，發(fā)生衍射現(xiàn)象，結(jié)果在照相底片上形