《高中物理 第二章 波和粒子 2.4 實(shí)物是粒子還是波課后訓(xùn)練 滬科版選修35》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第二章 波和粒子 2.4 實(shí)物是粒子還是波課后訓(xùn)練 滬科版選修35(3頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
實(shí)物是粒子還是波
1.根據(jù)物質(zhì)波理論,以下說法正確的是( ?。?。
A.微觀粒子有波動性,宏觀物體沒有波動性
B.宏觀物體和微觀粒子都具有波動性
C.宏觀物體的波動性不易被觀察到,是因?yàn)樗牟ㄩL太短
D.物質(zhì)波是一種概率波
2.在中子衍射技術(shù)中,常用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波波長與晶體中原子間距很相近。已知中子質(zhì)量m=1.6710-27 kg,普朗克常量h=6.6310-34 Js,可以估算德布羅意波波長λ=1.8210-10 m的熱中子動能的數(shù)量級為( ?。?
A.10-17 J B.10-19 J
C.10-21 J
2、 D.10-24 J
3.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顯示出粒子性
4.利用金屬晶格(大小約10-10m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣,方法是讓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,普朗克常量為h,則下列說法中正確的是( ?。?。
A.該實(shí)驗(yàn)說明了電子具有波動性
B.實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波長為
C.加速電壓U越大
3、,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
5. 2003年全世界物理學(xué)家評選出“十大最美物理實(shí)驗(yàn)”,排名第一的為1961年物理學(xué)家利用“托馬斯楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”裝置進(jìn)行電子干涉的實(shí)驗(yàn)。從輻射源射出的電子束經(jīng)兩個靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋,該實(shí)驗(yàn)說明( ?。?
A.光具有波動性 B.光具有波粒二象性
C.微觀粒子也具有波動性 D.微觀粒子也是一種電磁波
6.關(guān)于物質(zhì)波,下列認(rèn)識錯誤的是( ?。?。
A.任何運(yùn)動的物體(質(zhì)點(diǎn))都伴隨一種波,這種波叫物質(zhì)波
B.X射線的衍射實(shí)驗(yàn),證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的
C.電子的衍
4、射實(shí)驗(yàn),證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的
D.宏觀物體盡管可以看做物質(zhì)波,但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象
7.一個電子(初動能視為零)經(jīng)200 V電壓加速,已知電子的質(zhì)量為9.110-31kg,計(jì)算這個運(yùn)動著的電子的波長,當(dāng)它在原子中或原子附近運(yùn)動時(shí),能否產(chǎn)生衍射現(xiàn)象?
8.試比較電子和質(zhì)量為10 g的子彈位置的不確定量范圍。(設(shè)它們的速率為200 m/s,動量的不確定范圍為0.01%)
參考答案
1.答案:BCD
解析:根據(jù)物質(zhì)波理論,宏觀物體和微觀粒子都具有波動性,只是宏觀物體的物質(zhì)波波長太短,不易觀察到它的波動性,物質(zhì)波也是一種概率波,故正確選項(xiàng)是B、C、D。
2.答案:C
5、解析:據(jù),,即有,代入數(shù)據(jù)可得動能數(shù)量級為10-21 J,故C正確。
3.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(shí)物粒子,有靜止質(zhì)量,光子不是實(shí)物粒子,沒有靜止質(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(shí)驗(yàn)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
6、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錯誤。
4.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,
兩式聯(lián)立得,B正確;
從公式可知,加速電壓越大,電子的波長越小,衍射現(xiàn)象就越不明顯;用相同動能的質(zhì)子替代電子,質(zhì)子的波長小,衍射現(xiàn)象相比電子不明顯,故C、D錯誤。
5.答案:C
解析:該實(shí)驗(yàn)使用的是電子束,得到的是電子干涉條紋,故實(shí)驗(yàn)證明的是微觀粒子也具有波動性。
6.答案:BD
解析:據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知,任何一個運(yùn)動的物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、太陽,都有一種波與之相對應(yīng)
7、,這種波就叫物質(zhì)波,可見,A選項(xiàng)是正確的;由于X射線本身就是一種波,而不是實(shí)物粒子,故X射線的衍射現(xiàn)象并不能證實(shí)物質(zhì)波理論的正確性,即B選項(xiàng)錯誤;電子是一種實(shí)物粒子,電子的衍射現(xiàn)象表明運(yùn)動著的實(shí)物粒子具有波動性,故C選項(xiàng)是正確的;由電子穿過鋁箔的衍射實(shí)驗(yàn)知,少量電子穿過鋁箔后所落的位置是散亂的,無規(guī)律的,但大量電子穿過鋁箔后落的位置則呈現(xiàn)出衍射圖樣,即大量電子的行為表現(xiàn)出電子的波動性,干涉、衍射是波的特有現(xiàn)象,只要是波,都會發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,故選項(xiàng)D錯誤。綜合以上分析知,本題應(yīng)選B、D。
7.答案:8.710-11m 能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象
解析:由,,
可得電子波長λ=8.710-11m。
8、
因原子大小的數(shù)量級為10-14~10-15m,
所以能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。
8.答案:電子的位置不確定范圍是2.910-3 m,子彈是宏觀粒子,位置確定。
解析:對電子Δpe=0.01%p=0.01%mv=10-49.110-31200 kgm/s=1.8210-32 kgm/s,
對子彈Δpz=0.01%pz=10-40.01200 kgm/s=210-4 kgm/s,
由不確定關(guān)系,對電子:=2.910-3 m,
對子彈:=2.610-31 m,這個數(shù)據(jù)比電子的小得多,因此說,子彈的位置是確定的,或者說不確定關(guān)系對宏觀不成立。
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375