2021学年高中物理课时作业1819实物粒子的波粒二象性不确定关系含解析教科版选修35

1课时作业18实物粒子的波粒二象性课时作业19不确定关系时间：45分钟一、选择题(1～6为单选，7～9为多选)1．下列说法中正确的是(C)A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性解析：任何一个运动的物体都具有波动性，但因为宏观物体的德布罗意波波长很短，所以很难看到它的衍射和干涉现象，所以C项对，B、D项错；物质波不同于宏观意义上的波，故A项错误．2．下列关于物质波说法中正确的是(D)A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性3．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是(B)A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确解析：由课本知识知，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验．4．下列说法中正确的是(C)A．质量大的物体，其德布罗意波长短B．速度大的物体，其德布罗意波长短C．动量大的物体，其德布罗意波长短D．动能大的物体，其德布罗意波长短解析：由物质波的波长λ＝hp，得其只与物体的动量有关，动量越大其波长越短．5．经150V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则(D)A．所有电子的运动轨迹均相同2B．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：电子被加速后其德布罗意波长λ＝hp＝1×10－10m，穿过铝箔时发生衍射．6．显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱．在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是(B)A．电子显微镜分辨本领较强B．质子显微镜分辨本领较强C．两种显微镜分辨本领相同D．两种显微镜分辨本领无法比较解析：在电场中加速eU＝12mv2＝p22m，又由德布罗意波公式λ＝hp得λ＝h2meU，所以经相同电压加速后的质子与电子相比，质子的德布罗意波波长短，波动性弱，从而质子显微镜分辨本领较强，即选项B正确．7．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，正确的是(ABC)A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δpx小，可以忽略B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δpx就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故D．以上解释都不对解析：光在传播过程中的位置和动量的不确定关系为ΔxΔpx≥h4π.发生衍射时Δx0，所以Δpx不能忽略，故选项B正确；缝越宽，Δpx越小，缝越窄，Δpx越大，所以选项A、C正确．故选A、B、C.8．由不确定关系可以得出的结论是(ABC)A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大B．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系9．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则下列说法正确的是(ABD)3A．图像(a)表明光具有粒子性B．图像(c)表明光具有波动性C．用紫外光不能产生干涉D．实验表明光是一种概率波解析：用很弱的光做双缝干涉实验得到的图片上的一个一个无分布规律的光点，体现了光的粒子性，故选项A正确；经过较长时间曝光的图片(c)，出现了明暗相间的条纹，波动性较为明显，本实验表明光是一种概率波，但不能表明光是一种电磁波，故选项B、D均正确；紫外光也属于波，也能发生干涉，故选项C错误．二、非选择题10．质量为10g的子弹，以300m/s的速度射向靶子，试计算此子弹位置不确定性的范围．(设其动量的不确定范围为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≥h4π知，子弹位置的不确定性的范围是Δx≥h4π·Δpx＝6.63×10－344×3.14×6×10－4m＝8.8×10－32m.11．质量为10g的子弹与电子的速率相同，均为500m/s，其测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，则它们位置的最小不确定量各为多少？(电子质量为9.1×10－31kg)答案：1.06×10－31m1.16×10－3m解析：测量准确度即速度的不确定量，故子弹、电子的速度不确定量均为Δv＝0.05m/s，子弹动量的不确定量Δp1＝m1Δv＝5×10－4kg·m/s，电子动量的不确定量Δp2＝m2Δv＝4.55×10－32kg·m/s，由ΔxΔpx≥h4π得，子弹位置的最小不确定量4Δx1＝6.626×10－344×3.14×5×10－4m≈1.06×10－31m.电子位置的最小不确定量Δx2＝6.626×10－344×3.14×4.55×10－32m≈1.16×10－3m.12．如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F上漂出来的热电子可认为初速度为零，所加的加速电压U＝104V，电子质量为m＝9.1×10－31kg.电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，发生衍射现象，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．答案：1.23×10－11m解析：将eU＝Ek＝12mv2，p＝2mEk，λ＝hp联立，得λ＝h2meU，代入数据可得λ≈1.23×10－11m.