粵教版選修35光子 康普頓效應(yīng)及其解釋 德布羅意波 第1課時 作業(yè).docx

2.2光子2.3康普頓效應(yīng)及其解釋2.4德布羅意波1(多選)關(guān)于不確定性關(guān)系xp有以下幾種理解，正確的是() a微觀粒子的動量不可確定b微觀粒子的位置不可確定c微觀粒子的動量和位置不可同時確定d不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于宏觀物體【解析】由xp可知，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，當(dāng)粒子的位置不確定性大時，粒子動量的不確定性小故不能同時測量粒子的位置和動量，故a、b錯，c對不確定性關(guān)系是自然界中的普遍規(guī)律，對微觀粒子的影響顯著，對宏觀物體的影響可忽略，故d正確【答案】cd2關(guān)于宇宙和恒星的演化，下列說法正確的是()a宇宙已經(jīng)停止演化b恒星在主序星階段時停留時間最長、最穩(wěn)定c當(dāng)溫度達(dá)到一定值時，恒星內(nèi)發(fā)生氦聚變，亮度減弱d恒星最終都會演化為黑洞【解析】目前宇宙的演化仍在進(jìn)行，a錯恒星在主序星階段時停留時間最長、最穩(wěn)定，b對恒星內(nèi)由氫聚變轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぞ圩儠r，亮度增加，c錯根據(jù)最終質(zhì)量的不同恒星最終演化為白矮星或中子星或黑洞，d錯【答案】b3(多選)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當(dāng)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象時，位置的不確定量x不能忽略【解析】光在傳播過程中的位置和動量的不確定關(guān)系為xp.發(fā)生衍射時x0，所以p不能忽略，故b對縫越寬p越小，縫越窄p越大，所以a、c正確【答案】abc4關(guān)于不確定性關(guān)系xp有以下幾種理解，正確的是() a微觀粒子的動量不可確定b微觀粒子的位置不可確定c微觀粒子的動量和位置不可同時確定d不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于宏觀物體e微觀世界粒子的質(zhì)量較小，不能準(zhǔn)確把握粒子的運(yùn)動狀態(tài)【解析】由xp可知，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，當(dāng)粒子的位置不確定性大時，粒子動量的不確定性小故不能同時測量粒子的位置和動量，故a、b錯，c、e對不確定性關(guān)系是自然界中的普遍規(guī)律，對微觀粒子的影響顯著，對宏觀物體的影響可忽略，故d正確【答案】cde5下列說法不正確的是()a在微觀物理學(xué)中可以用“軌跡”來描述粒子的運(yùn)動b實(shí)物粒子與光子一樣都具有波粒二象性c在光的衍射實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)明條紋的地方光子到達(dá)的概率較大d粒子的動量越小，其波動性越易觀察解析：選a實(shí)物粒子也具有波動性，是概率波，故a錯誤，b正確。光是概率波，在明條紋處光子出現(xiàn)的概率大，故c正確。物質(zhì)波的波長，故粒子動量越小，波長越大，波動性越明顯，故d正確。6根據(jù)物質(zhì)波理論，以下說法中正確的是()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人觀察到是因?yàn)樗牟ㄩL太長d速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動性更為明顯解析：選bd由物質(zhì)波理論可知，一切物質(zhì)都有波動性，故a錯b對。由可知c錯，d對。7下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波長和頻率為1 mhz的無線電波的波長，由表中數(shù)據(jù)可知()質(zhì)量/kg速度/ms1波長/m彈子球2.01021.01023.31030電子(100 ev)9.110315.01061.21010無線電波(1 mhz)3.01083.0102a要檢測彈子球的波動性幾乎不可能b無線電波通常情況下只能表現(xiàn)出波動性c電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動性d只有可見光才有波動性解析：選abc彈子球的波長很小，所以要檢測彈子球的波動性幾乎不可能，故選項(xiàng)a正確。無線電波的波長很長，波動性明顯，所以選項(xiàng)b正確。電子的波長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)動著的物體都具有波動性，所以選項(xiàng)d錯誤。8.已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 hz和5.441014 hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()a波長 b頻率c能量 d動量解析：選a金屬的逸出功wh0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程ekhw可知，從金屬鉀表面飛出的光電子的最大初動能較金屬鈣的大，金屬鈣表面飛出的光電子能量e小，因，所以從鈣表面逸出的光電子具有較大的波長，選項(xiàng)a正確。9利用金屬晶格(大小約1010 m)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，然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，則下述說法中正確的是()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的波長為c加速電壓u越大，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)象將更加明顯解析：選ab衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象，a對；根據(jù)判斷b對；發(fā)生明顯衍射的條件取決于入射波的波長與障礙物的大小比較差不多或比它大，但將加速電壓u越大將導(dǎo)致電子束的德布羅意波的波長更小，所以衍射現(xiàn)象越不明顯，d項(xiàng)也是同樣的道理，所以c、d錯誤。10質(zhì)量為10 g、速度為300 m/s在空中飛行的子彈，其德布羅意波長是多少？為什么我們無法觀察出其波動性？【解析】子彈在空中飛行時的動量pmv10103300 kgm/s3 kgm/s子彈的德布羅意波長為 m2.211034 m由于子彈的德布羅意波長極短，故無法觀察到其波動性【答案】2.211034 m由于子彈的德布羅意波長極短，無法觀察到其波動性11已知5.31035 js，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106 m.(2)電子的質(zhì)量m9.01031 kg，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，x1106 m，由xp，pmv知v1 m/s5.31029 m/s.(2)me9.01031 kg，x21010 mv2 m/s5.89105 m/s.【答案】(1)5.31029 m/s(2)5.89105 m/s12目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成的，u夸克帶電荷量為e，d夸克的帶電荷量為e，e為元電荷，那么質(zhì)子是由_個u夸克和_個d夸克組成的，中子是由_個u夸克和_個d夸克組成的【解析】質(zhì)子帶電量為e，應(yīng)由2個u夸克和1個d夸克組成，中子帶電量為0，應(yīng)由1個u夸克和2個d夸克組成【答案】211213如圖所示為示波管示意圖，電子的加速電壓u104 v，打在熒光屏上電子的位置確定在0.1 mm范圍內(nèi)，可以認(rèn)為令人滿意，則電子的速度是否可以完全確定？是否可以用經(jīng)典力學(xué)來處理？電子質(zhì)量m9.11031 kg.【解析】x104 m，由xp得，動量的不確定量最小值約為p51031 kgm/s，其速度不確定量最小值v0.55 m/s.mv2eu1.61019104 j1.61015 j，v6107 m/s，v遠(yuǎn)小于v，電子的速度可以完全確定，可以用經(jīng)典力學(xué)來處理【答案】可以完全確定可以用經(jīng)典力學(xué)來處理14質(zhì)量為10 g、速度為300 m/s在空中飛行的子彈，其德布羅意波長是多少？為什么我們無法觀察出其波動性？【解析】子彈在空中飛行時的動量pmv10103300 kgm/s3 kgm/s子彈的德布羅意波長為 m2.211034 m由于子彈的德布羅意波長極短，故無法觀察到其波動性【答案】2.211034 m由于子彈的德布羅意波長極短，無法觀察到其波動性15一顆質(zhì)量為5.0 kg的炮彈：(1)以200 m/s的速度運(yùn)動時，它的德布羅意波長多大；(2)假設(shè)它以光速運(yùn)動，它的德布羅意波長多大；(3)若