2013-2014高中物 5.3 實(shí)物粒子的波粒二象性規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修.doc
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第3節(jié) 實(shí)物粒子的波粒二象性 (時間:60分鐘) 考查知識點(diǎn)及角度 難度及題號 基礎(chǔ) 中檔 稍難 對物質(zhì)波的理解與計(jì)算 1、2、3 4、5 不確定性關(guān)系 6、7、8 9、10 綜合提升 11、12 13 知識點(diǎn)一 對物質(zhì)波的理解與計(jì)算 1.關(guān)于物質(zhì)波,以下說法中正確的是 ( ). A.任何一個物體都有一種波與之對應(yīng) B.抖動細(xì)繩一端,繩上的波就是物質(zhì)波 C.動能相等的質(zhì)子和電子相比,質(zhì)子的物質(zhì)波波長短 D.宏觀物體不會發(fā)生明顯的衍射或干涉現(xiàn)象,所以沒有物質(zhì)波 解析 由德布羅意假設(shè)可知,任何一個運(yùn)動著的物體都有一種波與之對應(yīng), 故A對;繩上的波是機(jī)械波,B錯;動能相等時,由p=得質(zhì)子動量 大些,由λ=知質(zhì)子物質(zhì)波波長短,C對;宏觀物質(zhì)波波長太短,難以觀測, 但具有物質(zhì)波,D錯. 答案 AC 2.下列說法中正確的是 ( ). 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=,得其只與物體的動量有關(guān),動量越大其波長越 短. 答案 C 3.下列說法正確的是 ( ). A.物質(zhì)波屬于機(jī)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(rèn)為,任何一個運(yùn)動著的物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、 太陽都具有一種波和它對應(yīng),這種波叫做物質(zhì)波 D.宏觀物體運(yùn)動時,看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象,所以宏觀物體運(yùn)動時不 具有波動性 解析 物質(zhì)波是一切運(yùn)動著的物體所具有的波,與機(jī)械波性質(zhì)不同,宏觀物 體也具有波動性,只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯,只有C選項(xiàng)正確. 答案 C 4.質(zhì)量為m=50 kg的人,以v=15 m/s的速度運(yùn)動,試求人的德布羅意波波長. 解析 由公式λ=,p=mv得此人的德布羅意波波長λ== m =8.810-37 m. 答案 8.810-37 m 5.如果一個中子和一個質(zhì)量為10 g的子彈都以103 m/s的速度運(yùn)動,則它們的德布羅意波的波長分別是多少?(中子的質(zhì)量為1.6710-27 kg) 解析 中子的動量為p1=m1v,子彈的動量為p2=m2v, 據(jù)λ=知中子和子彈的德布羅意波長分別為 λ1=,λ2=, 聯(lián)立以上各式解得:λ1=,λ2=. 將m1=1.6710-27 kg,v=1103 m/s,h=6.6310-34 Js, m2=1.010-2kg.代入上面兩式可解得: λ1=4.010-10 m,λ2=6.6310-35 m. 答案 4.010-10 m,6.6310-35 m 知識點(diǎn)二 不確定性關(guān)系 6.以下說法正確的是 ( ). A.微觀粒子不能用“軌道”觀點(diǎn)來描述粒子的運(yùn)動 B.微觀粒子能用“軌道”觀點(diǎn)來描述粒子的運(yùn)動 C.微觀粒子位置不能精確確定 D.微觀粒子位置能精確確定 解析 微觀粒子的動量和位置是不能同時確定的,這也就決定了不能用“軌 道”的觀點(diǎn)來描述粒子的運(yùn)動(軌道上運(yùn)動的粒子在某時刻具有確定的位置 和動量).故A正確.由微觀粒子的波粒二象性可知微觀粒子位置不能精確確 定,故C正確. 答案 AC 7.由不確定性關(guān)系可以得出的結(jié)論是 ( ). A.如果動量的不確定范圍越小,則與它對應(yīng)坐標(biāo)的不確定范圍就越大 B.如果位置坐標(biāo)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(biāo)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(biāo)的不確定范圍之間有唯一確定的關(guān)系 解析 由不確定關(guān)系的定義分析可知C選項(xiàng)正確,其他三個選項(xiàng)只說明了基 本的某個方面,而沒有對不確定性關(guān)系作進(jìn)一步的認(rèn)識,故都不正確. 答案 C 8.關(guān)于不確定性關(guān)系ΔxΔp≥有以下幾種理解,其中正確的是 ( ). A.微觀粒子的動量不可確定 B.微觀粒子的坐標(biāo)不可確定 C.微觀粒子的動量和位置不可能同時確定 D.不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子,也適用于其他宏觀粒 子 解析 本題主要考查對不確定性關(guān)系ΔxΔp≥的理解,不確定性關(guān)系表示 確定位置、動量的精度相互制約,此長彼消,當(dāng)粒子的位置不確定性小時, 粒子動量的不確定性大;反之亦然.故不能同時準(zhǔn)確確定粒子的位置和動 量.不確定性關(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 世界的影響不可忽略,故C、D正確. 答案 CD 9.電子顯微鏡的最高分辨率高達(dá)0.2 nm,如果有人制造出質(zhì)子顯微鏡,在加速到相同速度的情況下,質(zhì)子顯微鏡的最高分辨率將 ( ). A.小于0.2 nm B.大于0.2 nm C.等于0.2 nm D.以上說法均不正確 解析 電子顯微鏡是以利用電子的波動性為工作原理的儀器,其分辨率與電 子的德布羅意波的波長成反比,物質(zhì)波的波長與實(shí)物粒子的動量有關(guān),即λ =.在同樣速度的情況下,由于質(zhì)子的質(zhì)量大,故其物質(zhì)波的波長短,質(zhì)子 顯微鏡的分辨率要高于電子顯微鏡的分辨率. 答案 B 10.光通過單縫所發(fā)生的現(xiàn)象,用位置和動量的不確定性關(guān)系的觀點(diǎn)加以解釋,正確的是 ( ). A.單縫寬,光是沿直線傳播,這是因?yàn)閱慰p寬,位置不確定量Δx大,動量 不確定量Δp小,可以忽略 B.當(dāng)能發(fā)生衍射現(xiàn)象時,動量不確定量Δp就不能忽略 C.單縫越窄,中央亮紋越寬,是因?yàn)槲恢貌淮_定量越小,動量不確定量越 大的緣故 D.以上解釋都是不對的 解析 由不確定性關(guān)系ΔxΔp≥可知A、B、C選項(xiàng)都正確. 答案 ABC 11.在中子衍射技術(shù)中,常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相近.已知中子質(zhì)量m=1.6710-27kg,可以估算德布羅意波長λ=1.8210-10m的熱中子的動能的數(shù)量級為 ( ). A.10-17J B.10-19J C.10-21J D.10-24J 解析 德布羅意波理論中子動量p=,中子動能Ek==,代入數(shù) 據(jù)可估算出數(shù)量級10-21J. 答案 C 12.金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級是10-10m.電子經(jīng)加速電場加速,形成一電子束,電子束照射該金屬晶體時,獲得明顯的衍射圖樣.問這個加速電場的電壓約為多少? (已知電子的電荷量為e=1.610-19C,質(zhì)量為m=0.9010-30kg) 解析 據(jù)波長發(fā)生明顯衍射的條件可知,當(dāng)運(yùn)動電子的德布羅意波波長與晶 格大小差不多時,可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象. 設(shè)加速電場的電壓為U,電子經(jīng)電場加速后獲得的速度為v,對加速過程由 動能定理得eU=mv2 ① 據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知,電子的德布羅意波長 λ=, ② 其中p=mv, ③ 解①②③方程組可得U==153 V. 答案 153 V 13.已知=5.310-35Js,試求下列情況中速度測定的不確定量. (1)一個球的質(zhì)量m=1.0 kg,測定其位置的不確定量為10-6m. (2)電子的質(zhì)量me=9.010-31kg,測定其位置的不確定量為10-10 m(即在原 子的數(shù)量級) 解析 (1)m=1.0 kg,Δx=10-6m,由ΔxΔp≥, Δp=mΔv知Δv1≥=m/s=5.310-29m/s. (2)me=9.010-31kg,Δx=10-10m Δv2≥=m/s=5.89105m/s. 答案 (1)Δv1≥5.310-29m/s (2)Δv2≥5.89105m/s- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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