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

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)波的理解與計算1、2、34、5不確定性關(guān)系6、7、89、10綜合提升11、1213知識點(diǎn)一對物質(zhì)波的理解與計算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AC2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，得其只與物體的動量有關(guān)，動量越大其波長越短答案C3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C4質(zhì)量為m50 kg的人，以v15 m/s的速度運(yùn)動，試求人的德布羅意波波長解析由公式，pmv得此人的德布羅意波波長 m8.81037 m.答案8.81037 m5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1.671027 kg)解析中子的動量為p1m1v，子彈的動量為p2m2v，據(jù)知中子和子彈的德布羅意波長分別為1，2，聯(lián)立以上各式解得：1，2.將m11.671027 kg，v1103 m/s，h6631034 Js，m21.0102kg.代入上面兩式可解得：1401010 m，26.631035 m.答案4.01010 m，6.631035 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AC7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C8關(guān)于不確定性關(guān)系xp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xp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CD9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 nmC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.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B10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x大，動量不確定量p小，可以忽略B當(dāng)能發(fā)生衍射現(xiàn)象時，動量不確定量p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xp可知A、B、C選項(xiàng)都正確答案ABC11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m1.671027kg，可以估算德布羅意波長1.821010m的熱中子的動能的數(shù)量級為 ()A1017J B1019J C1021J D1024J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1021J.答案C12金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級是1010m.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e1.61019C，質(zhì)量為m0.901030kg)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eUmv2據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知，電子的德布羅意波長，其中pmv，解方程組可得U153 V.答案153 V13已知5.31035Js，試求下列情況中速度測定的不確定量(1)一個球的質(zhì)量m1.0 kg，測定其位置的不確定量為106m.(2)電子的質(zhì)量me9.01031kg，測定其位置的不確定量為1010 m(即在原子的數(shù)量級)解析(1)m1.0 kg，x106m，由xp，pmv知v1m/s5.31029m/s.(2)me9.01031kg，x1010mv2m/s5.89105m/s.答案(1)v15.31029m/s(2)v25.89105m/s