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(shí) 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(dòng)量不可確定b微觀粒子的位置不可確定c微觀粒子的動(dòng)量和位置不可同時(shí)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(shí)，粒子動(dòng)量的不確定性大；反之，當(dāng)粒子的位置不確定性大時(shí)，粒子動(dòng)量的不確定性小故不能同時(shí)測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量，故a、b錯(cuò)，c對(duì)不確定性關(guān)系是自然界中的普遍規(guī)律，對(duì)微觀粒子的影響顯著，對(duì)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(shuō)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(shí)停留時(shí)間最長(zhǎng)、最穩(wěn)定c當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，恒星內(nèi)發(fā)生氦聚變，亮度減弱d恒星最終都會(huì)演化為黑洞【解析】目前宇宙的演化仍在進(jìn)行，a錯(cuò)恒星在主序星階段時(shí)停留時(shí)間最長(zhǎng)、最穩(wěn)定，b對(duì)恒星內(nèi)由氫聚變轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぞ圩儠r(shí)，亮度增加，c錯(cuò)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(cuò)【答案】b3(多選)光通過(guò)單縫所發(fā)生的現(xiàn)象，用位置和動(dòng)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(dòng)量不確定量p小，可以忽略 b當(dāng)能發(fā)生衍射現(xiàn)象時(shí)，動(dòng)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(dòng)量不確定量越大的緣故d當(dāng)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象時(shí)，位置的不確定量x不能忽略【解析】光在傳播過(guò)程中的位置和動(dòng)量的不確定關(guān)系為xp.發(fā)生衍射時(shí)x0，所以p不能忽略，故b對(duì)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(dòng)量不可確定b微觀粒子的位置不可確定c微觀粒子的動(dòng)量和位置不可同時(shí)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(dòng)狀態(tài)【解析】由xp可知，當(dāng)粒子的位置不確定性小時(shí)，粒子動(dòng)量的不確定性大；反之，當(dāng)粒子的位置不確定性大時(shí)，粒子動(dòng)量的不確定性小故不能同時(shí)測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量，故a、b錯(cuò)，c、e對(duì)不確定性關(guān)系是自然界中的普遍規(guī)律，對(duì)微觀粒子的影響顯著，對(duì)宏觀物體的影響可忽略，故d正確【答案】cde5下列說(shuō)法不正確的是()a在微觀物理學(xué)中可以用“軌跡”來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)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(dòng)量越小，其波動(dòng)性越易觀察解析：選a實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，是概率波，故a錯(cuò)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(zhǎng)，故粒子動(dòng)量越小，波長(zhǎng)越大，波動(dòng)性越明顯，故d正確。6根據(jù)物質(zhì)波理論，以下說(shuō)法中正確的是()a微觀粒子有波動(dòng)性，宏觀物體沒有波動(dòng)性b宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)性c宏觀物體的波動(dòng)性不易被人觀察到是因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng)d速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動(dòng)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(dòng)性，故a錯(cuò)b對(duì)。由可知c錯(cuò)，d對(duì)。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(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/ms1波長(zhǎng)/m彈子球2.01021.01023.31030電子(100 ev)9.110315.01061.21010無(wú)線電波(1 mhz)3.01083.0102a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能表現(xiàn)出波動(dòng)性c電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動(dòng)性d只有可見光才有波動(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)著的物體都具有波動(dòng)性，所以選項(xiàng)d錯(cuò)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(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()a波長(zhǎng) b頻率c能量 d動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)，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(guò)電場(chǎng)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(shuō)法中正確的是()a該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電子具有波動(dòng)性b實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波的波長(zhǎng)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(dòng)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(duì)；根據(jù)判斷b對(duì)；發(fā)生明顯衍射的條件取決于入射波的波長(zhǎng)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(zhǎng)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(cuò)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(zhǎng)是多少？為什么我們無(wú)法觀察出其波動(dòng)性？【解析】子彈在空中飛行時(shí)的動(dòng)量pmv10103300 kgm/s3 kgm/s子彈的德布羅意波長(zhǎng)為 m2.211034 m由于子彈的德布羅意波長(zhǎng)極短，故無(wú)法觀察到其波動(dòng)性【答案】2.211034 m由于子彈的德布羅意波長(zhǎng)極短，無(wú)法觀察到其波動(dòng)性11已知5.31035 js，試求下列情況中速度測(cè)定的不確定量(1)一個(gè)球的質(zhì)量m1.0 kg，測(cè)定其位置的不確定量為106 m.(2)電子的質(zhì)量m9.01031 kg，測(cè)定其位置的不確定量為1010 m(即在原子的數(shù)量級(jí))【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(gè)u夸克和_個(gè)d夸克組成的，中子是由_個(gè)u夸克和_個(gè)d夸克組成的【解析】質(zhì)子帶電量為e，應(yīng)由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子帶電量為0，應(yīng)由1個(gè)u夸克和2個(gè)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(lái)處理？電子質(zhì)量m9.11031 kg.【解析】x104 m，由xp得，動(dòng)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(lái)處理【答案】可以完全確定可以用經(jīng)典力學(xué)來(lái)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(zhǎng)是多少？為什么我們無(wú)法觀察出其波動(dòng)性？【解析】子彈在空中飛行時(shí)的動(dòng)量pmv10103300 kgm/s3 kgm/s子彈的德布羅意波長(zhǎng)為 m2.211034 m由于子彈的德布羅意波長(zhǎng)極短，故無(wú)法觀察到其波動(dòng)性【答案】2.211034 m由于子彈的德布羅意波長(zhǎng)極短，無(wú)法觀察到其波動(dòng)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(dòng)時(shí)，它的德布羅意波長(zhǎng)多大；(2)假設(shè)它以光速運(yùn)動(dòng)，它的德布羅意波長(zhǎng)多大；(3)若