2019年高中物理 第十七章 波粒二象性 第4節(jié) 概率波 第5節(jié) 不確定性關(guān)系分層演練鞏固落實(shí) 新人教版選修3-5.doc
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2019年高中物理 第十七章 波粒二象性 第4節(jié) 概率波 第5節(jié) 不確定性關(guān)系分層演練鞏固落實(shí) 新人教版選修3-5 1.(多選)下列各種波屬于概率波的是( ) A.聲波 B.無(wú)線電波 C.光波 D.物質(zhì)波 答案:CD 2.(多選)(xx南通中學(xué)高二檢測(cè))以下說(shuō)法中正確的是( ) A.光波和物質(zhì)波都是概率波 B.實(shí)物粒子不具有波動(dòng)性 C.光的波動(dòng)性是光子之間相互作用引起的 D.光通過(guò)狹縫后在屏上形成明暗相間的條紋,光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過(guò)波動(dòng)規(guī)律確定 解析:選AD.光波和物質(zhì)波都是概率波,光子在空間出現(xiàn)的概率可通過(guò)波動(dòng)規(guī)律來(lái)確定,故A、D正確,B錯(cuò)誤;光的波動(dòng)性是光的屬性,不是光子間相互作用引起的,C錯(cuò)誤. 3.(多選)下列說(shuō)法正確的是( ) A.宏觀物體的動(dòng)量和位置可準(zhǔn)確測(cè)定 B.微觀粒子的動(dòng)量和位置可準(zhǔn)確測(cè)定 C.微觀粒子的動(dòng)量和位置不可同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定 D.宏觀粒子的動(dòng)量和位置不可同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定 解析:選AC.根據(jù)不確定關(guān)系的理解可知,A、C兩項(xiàng)正確. 4.(選做題)(多選)根據(jù)不確定性關(guān)系ΔxΔp≥,判斷下列說(shuō)法正確的是( ) A.采取辦法提高測(cè)量Δx精度時(shí),Δp的精度下降 B.采取辦法提高測(cè)量Δx精度時(shí),Δp的精度上升 C.Δx與Δp測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備有關(guān) D.Δx與Δp測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)關(guān) 解析:選AD.不確定性關(guān)系表明無(wú)論采用什么方法試圖確定Δx和Δp中的一個(gè),必然引起另一個(gè)較大的不確定性,這樣的結(jié)果與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)關(guān),無(wú)論怎樣改善測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法,都不可能逾越不確定性關(guān)系所給出的不確定限度.故A、D正確. 一、單項(xiàng)選擇題 1.(xx廣州高二檢測(cè))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 2.下列說(shuō)法正確的是( ) A.光子相當(dāng)于高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) B.光的直線傳播只是宏觀近似規(guī)律 C.電子和其他微粒的物質(zhì)波不是概率波 D.光子與電子是同樣的一種粒子 解析:選B.光子是能量粒子,不能看成高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),A錯(cuò)誤;光的波長(zhǎng)很短,比一般物體的尺寸小得多,所以光的衍射非常不明顯,可看成直線傳播,它只是一種近似,B正確;電子和其他微粒,由于同樣具有波粒二象性,所以它們的物質(zhì)波也是概率波,C錯(cuò)誤;雖然光子與電子都是微觀粒子,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,D錯(cuò)誤. 3.對(duì)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) A.不受外力作用時(shí)光子就會(huì)做勻速運(yùn)動(dòng) B.光子受到恒定外力作用時(shí)就會(huì)做勻變速運(yùn)動(dòng) C.只要知道電子的初速度和所受外力,就可以確定其任意時(shí)刻的速度 D.運(yùn)用牛頓力學(xué)無(wú)法確定微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 解析:選D.光子不同于宏觀力學(xué)的粒子,不能用宏觀粒子的牛頓力學(xué)規(guī)律分析光子的運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;根據(jù)概率波、不確定性關(guān)系可知,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,故選D. 4.1927年戴維孫和革末完成了電子衍射實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一.如圖所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖,下列說(shuō)法不正確的是( ) A.亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方 B.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的 C.該實(shí)驗(yàn)再次說(shuō)明光子具有波動(dòng)性 D.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性 解析:選C.亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方,該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的及實(shí)物粒子具有波動(dòng)性,該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明光子具有波動(dòng)性,選項(xiàng)C說(shuō)法不正確. 5.下列說(shuō)法正確的是( ) A.概率波就是機(jī)械波 B.物質(zhì)波是一種概率波 C.概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是一樣的,都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 D.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若有一個(gè)光子,則能確定這個(gè)光子落在哪個(gè)點(diǎn)上 解析:選B.概率波與機(jī)械波是兩個(gè)概念,本質(zhì)不同;物質(zhì)波是一種概率波,符合概率波的特點(diǎn);光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若有一個(gè)光子,這個(gè)光子的落點(diǎn)是不確定的,但有概率較大的位置. 6.(xx安慶高二檢測(cè))經(jīng)150 V電壓加速的電子束,沿同一方向射出,穿過(guò)鋁箔后射到其后的屏上,則( ) A.所有電子的運(yùn)動(dòng)軌跡均相同 B.所有電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)均相同 C.電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定 D.電子到達(dá)屏上的位置受波動(dòng)規(guī)律支配,無(wú)法用確定的坐標(biāo)來(lái)描述它的位置 解析:選D.電子被加速后其德布羅意波波長(zhǎng)λ==110-10 m,穿過(guò)鋁箔時(shí)發(fā)生衍射,電子的運(yùn)動(dòng)不再遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律,不可能用“軌跡”來(lái)描述電子的運(yùn)動(dòng),只能通過(guò)概率波來(lái)描述,D正確. 二、多項(xiàng)選擇題 7.用極微弱的可見(jiàn)光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),隨著時(shí)間的增加,在屏上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象,則( ) A.圖象甲表明光具有粒子性 B.圖象丙表明光具有波動(dòng)性 C.用紫外光觀察不到類似的圖案 D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波 解析:選ABD.甲圖可以看到的是光點(diǎn),說(shuō)明光具有粒子性,隨著時(shí)間的增加,這些光點(diǎn)的排列體現(xiàn)了波的干涉的規(guī)律,說(shuō)明光具有波動(dòng)性,同時(shí),這種規(guī)律是大量光點(diǎn)出現(xiàn)后才表現(xiàn)出來(lái)的,所以光是一種概率波,選項(xiàng)A、B、D正確. 8.以下關(guān)于近代物理學(xué)的說(shuō)法中正確的是( ) A.光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成正比 B.微觀粒子不能用“軌道”觀點(diǎn)來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng) C.對(duì)于電子和其他粒子,同樣具有波粒二象性,單個(gè)粒子的位置是不確定的 D.宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小,極易觀察到它的波動(dòng)性 解析:選BC.根據(jù)光電效應(yīng)方程,光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動(dòng)能隨照射光的頻率的增大而增大,但不成正比,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)不確定關(guān)系可知,不能用“軌道”的觀點(diǎn)描述粒子運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;由概率波的知識(shí)可知,選項(xiàng)C正確;宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小,極不易觀察到它的波動(dòng)性,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 9.下列敘述的情況中正確的是( ) A.光的粒子性說(shuō)明每個(gè)光子就像一個(gè)極小的球體一樣 B.光是波,與橡皮繩上的波類似 C.光是一種粒子,它和物質(zhì)作用是“一份一份”進(jìn)行的 D.光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動(dòng)的規(guī)律來(lái)描述 解析:選CD.光的粒子性說(shuō)明光是一種粒子,但到達(dá)空間某位置的概率遵守波動(dòng)規(guī)律,與宏觀概念的粒子和波有著本質(zhì)的不同,所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,D正確.根據(jù)光電效應(yīng)可知,光是一種粒子,當(dāng)它同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí),這種作用是“一份一份”進(jìn)行的,所以選項(xiàng)C正確. 10.(xx衡水高二檢測(cè))下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波波長(zhǎng)和頻率為1 MHz的無(wú)線電波的波長(zhǎng),由表中數(shù)據(jù)可知( ) 質(zhì)量/kg 速度(ms-1) 波長(zhǎng)/m 彈子球 2.010-2 1.010-2 3.310-30 電子(100 eV) 9.010-31 5.0106 1.210-10 無(wú)線電波 (1 MHz) 3.0108 3.3102 A.要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能 B.無(wú)線電波通常情況下只表現(xiàn)出波動(dòng)性 C.電子照射到金屬晶體上能觀察到波動(dòng)性 D.只有可見(jiàn)光才有波動(dòng)性 解析:選ABC.彈子球的波長(zhǎng)很小,所以要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能,故選項(xiàng)A正確.無(wú)線電波的波長(zhǎng)很長(zhǎng),波動(dòng)性明顯,所以選項(xiàng)B正確.電子的波長(zhǎng)與金屬晶格的尺寸相差不大,能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,所以選項(xiàng)C正確.一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波動(dòng)性,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 三、非選擇題 11.質(zhì)量為10 g的子彈與電子的速率相同,均為500 m/s,測(cè)量準(zhǔn)確度為0.01%,若位置和速率在同一實(shí)驗(yàn)中同時(shí)測(cè)量,試問(wèn)它們位置的最小不確定量各為多少?電子質(zhì)量m=9.110-31 kg. 解析:測(cè)量準(zhǔn)確度即為速度的不確定性,根據(jù)質(zhì)量和速度不確定量分別求出子彈和電子的動(dòng)量不確定量,再根據(jù)公式ΔxΔp≥即可分別求出子彈和電子位置的不確定量. 子彈和電子的速度不確定量為Δv=0.05 m/s 子彈動(dòng)量的不確定量Δp1=510-4 kgm/s 電子動(dòng)量的不確定量Δp2=4.610-32 kgm/s 由Δx≥,子彈位置的最小不確定量 Δx1== m=1.0610-31 m 電子位置的最小不確定量 Δx2== m =1.1510-3 m. 答案:1.0610-31 m 1.1510-3 m- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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