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

4.3光的波粒二象性4.4實物粒子的波粒二象性4.5不確定關(guān)系1.對光的認(rèn)識，以下說法中正確的是()a個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性b高頻光是粒子，低頻光是波c光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了d光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯解析個別光子的行為表現(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)為波動性，光的波動性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，頻率高的光粒子性強，頻率低的光波動性強，光的粒子性表現(xiàn)明顯時仍具有波動性，因為大量粒子的個別行為呈現(xiàn)出波動規(guī)律，故正確選項為a、d.答案ad2.下列關(guān)于德布羅意波的認(rèn)識，正確的解釋是()a光波是一種物質(zhì)波bx光的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的c電子的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的d宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動性解析宏觀物體由于動量太大，德布羅意波長太小，所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)象，但仍具有波動性，d項錯；x光是波長極短的電磁波，是光子，它的衍射不能證實物質(zhì)波的存在，b項錯只有c項正確答案c3.物理學(xué)家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如果曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，對這個實驗結(jié)果下列認(rèn)識正確的是()a曝光時間不長時，光子的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點子b單個光子的運動表現(xiàn)出波動性c干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方d只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出波動性解析光是一種概率波，對于一個光子通過單縫落在何處，是不確定的，但概率最大的是中央亮紋處，可達95%以上，還可能落到暗紋處，不過落在暗紋處的概率最小(注意暗紋處并非無光子到達)故c、d選項正確答案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光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，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)出波動性，有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，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，但電子是實物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以，不能說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驗表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性光的波長越長，衍射性越好，即波動性越顯著；光的波長越短，其光子能量越大，個別或少數(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c正確，a、b、d錯誤2(對物質(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，方法是使電子通過電場加速后，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，則下列說法中正確的是()a該實驗說明了電子具有波動性b實驗中電子束的德布羅意波長為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，說明電子具有波動性，a正確；由德布羅意波長公式而動量p兩式聯(lián)立得，b正確；由公式可知，加速電壓越大，電子的波長越小，衍射現(xiàn)象越不明顯；用相同動能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長小，其衍射現(xiàn)象不如電子的衍射現(xiàn)象明顯故c、d錯誤3(對概率波的理解)在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，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，對于一個光子通過單縫落在何處，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，落在暗紋處的概率很小，故c、d選項正確4說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下列說法中正確的是()a光的波粒二象性學(xué)說就是牛頓的微粒說加上惠更斯的波動說組成的b光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的電磁理論c光子說并沒有否定電磁說，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解析光的波動性不是惠更斯的波動說中宏觀意義下的機械波光的粒子性是指光的能量是一份一份的，不是牛頓微粒說中的經(jīng)典微粒光子說與電磁說不矛盾，它們是不同領(lǐng)域的不同表述6關(guān)于光子和運動著的電子，下列論述正確的是()a光子和電子一樣都是實物粒子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、電子等實物；二是電場、磁場等，統(tǒng)稱場光是傳播著的電磁場根據(jù)物質(zhì)波理論，一切運動的物體都具有波動性，故光子和電子都具有波粒二象性綜上所述，c選項正確7下列物理實驗中，能說明粒子具有波動性的是()a通過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通過測試多種物質(zhì)對x射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長變大的成分c通過電子雙縫實驗，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象d利用晶體做電子束衍射實驗，證實了電子的波動性答案cd8下列說法中正確的是()a質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長小b速度大的物體，其德布羅意波長小c動量大的物體，其德布羅意波長小d動能大的物體，其德布羅意波長小答案c解析由德布羅意假說知德布羅意波長，式中h為普朗克常量，p為運動物體的動量，可見p越大，越小故c正確，a、b、d錯誤9如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的_也相等a速度 b動能 c動量 d總能量答案c10如圖1所示為證實電子波存在的實驗裝置，從f上出來的熱電子可認(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算電子的德布羅意波長(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.11一個電子被加速后，以極高的速度在空間運動，關(guān)于它的運動，下列說法中正確的是()a電子在空間做勻速直線運動b電子上下左右顫動著前進c電子運動軌跡是正弦曲線d無法預(yù)言它的路徑答案d解析根據(jù)概率波的知識可知，某個電子在空間中運動的路徑我們無法確定，只能根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律確定大量電子的運動區(qū)域，故選項d正確12關(guān)于電子的運動規(guī)律，以下說法正確的是()a電子如果表現(xiàn)出粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律b電子如果表現(xiàn)出粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律c電子如果表現(xiàn)出波動性，則無法用軌跡來描述它們的運動，空間分布的概率遵循波動規(guī)律d電子如果表現(xiàn)出波動性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律答案c解析由于電子是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無法用軌跡描述其運動，也不遵從牛頓運動定律，所以選項a、b錯誤；大量電子表現(xiàn)出波動性，無法用軌跡描述其運動，但可確定電子在某點附近出現(xiàn)的概率且遵循波動規(guī)律，選項c正確，d錯誤13關(guān)于不確定關(guān)系xpx有以下幾種理解，正確的是()a微觀粒子的動量不可確定b微觀粒子的位置不可確定c微觀粒子的動量和位置不可同時確定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、動量的精度相互制約，此長彼消，當(dāng)粒子的位置不確定性更小時，粒子動量的不確定性更大；反之亦然，故不能同時準(zhǔn)確確定粒子的位置和動量，不確定關(guān)系是自然界中的普遍規(guī)律，對微觀世界的影響顯著，對宏觀世界的影響可忽略，故c、d正確14在單縫衍射實驗中，從微觀粒子運動的不確定關(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，粒子動量的不確定性越大d縫越寬，粒子動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，則動量的不確定性越小，反之亦然，因此選項b、c正確15已知5.31035 js，試求下列情況中速度測定的不確定量，并根據(jù)計算結(jié)果，討論在宏觀和微觀世界中進行測量的不同情況(1)一個球的質(zhì)量 m1.0 kg，測定其位置的不確定量為106 m.(2)電子的質(zhì)量me9.11031 kg，測定其位置的不確定量為1010 m.答案見解析解析(1)球的速度測定的不確定量v m/s5.31029 m/s這個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，其運動遵從經(jīng)典物理學(xué)理論(2)原子中電子的速度測定的不確定量v