人教版選修35 174、5 概率波 不確定性關(guān)系 作業(yè).DOC

基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1實驗表明電子也有波粒二象性，通常電子的粒子性比光強，故電子的波長比光的波長更短，電子和光相比，我們()a更容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象b不容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象c不容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，但容易觀察到干涉現(xiàn)象d更容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，但不容易觀察到干涉現(xiàn)象答案b解析波動性越強越容易觀察到明顯的衍射和干涉，電子的波長比光的波長更短，則不容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象，故b項正確。2有關(guān)光的本性，下列說法中正確的是()a光既具有波動性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對立的b光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質(zhì)點c大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性d由于光既具有波動性，又有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性答案d解析光既具有粒子性，又具有波動性，并不是矛盾和對立的，故a錯誤；光是概率波，不同于機械波；光的粒子性也不同于質(zhì)點，故b錯誤；光既具有粒子性，又具有波動性，大量的光子波動性比較明顯，個別光子粒子性比較明顯，故c錯誤；由于光具有波動性，又具有粒子性，即光的波動性與粒子性是光子本身的一種屬性，故無法只用其中一種去說明光的一切行為，故光具有波粒二象性，故d正確。3下列關(guān)于德布羅意波的認(rèn)識，正確的解釋是()a光波是一種物質(zhì)波bx光的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的c電子的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的d宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動性答案c解析光波是一種電磁波，故a錯誤；衍射現(xiàn)象是一切波的性質(zhì)特性，x射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而發(fā)出一種電磁波，不是物質(zhì)波，故b選項錯誤；電子是實物粒子，衍射是波特有的，所以電子束的衍射圖樣證實了德布羅意物質(zhì)波的假設(shè)是正確的，故c選項正確；宏觀物體由于動量很大，德布羅意波波長太小，所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)象，但仍然具有波動性，故d選項錯誤。4如圖所示，弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成亮暗相間的條紋，與鋅板相連的驗電器的鋁箔有張角，則該實驗不能證明()a光具有波動性b從鋅板上逸出帶正電的粒子c光能發(fā)生衍射d光具有波粒二象性答案b解析在鋅板形成明暗相間的條紋，證明光發(fā)生了衍射，也說明了光具有波動性，與鋅板相連的驗電器的鋁箔有張角，證明了光電效應(yīng)的發(fā)生，說明了光粒子性的一面，因此，證明了光具有波粒二象性。5(多選)有關(guān)經(jīng)典物理學(xué)中的粒子，下列說法正確的是()a有一定的大小，但沒有一定的質(zhì)量b有一定的質(zhì)量，但沒有一定的大小c既有一定的大小，又有一定的質(zhì)量d有的粒子還有一定量的電荷答案cd解析根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)關(guān)于粒子的理論定義得c、d正確。6(多選)下列說法正確的是()a微觀粒子不能用“軌道”觀點來描述粒子的運動b微觀粒子能用“軌道”觀點來描述粒子的運動c微觀粒子的位置和動量不能同時準(zhǔn)確確定d微觀粒子的位置和動量能同時準(zhǔn)確確定答案ac解析由不確定性關(guān)系知，微觀粒子的動量和位置不能同時準(zhǔn)確確定，這也就決定了不能用“軌道”的觀點來描述粒子的運動(軌道上運動的粒子在某時刻具有確定的位置和動量)，故a、c正確，b、d錯誤。7(多選)下列各種波是概率波的是()a聲波 b無線電波c光波 d物質(zhì)波答案bcd解析聲波是機械波，a錯誤。無線電波、光波是電磁波，電磁波和物質(zhì)波均為概率波，故b、c、d正確。題組通關(guān)練8(1)(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)系的觀點加以解釋，下列敘述正確的是()a單縫寬，光沿直線傳播，是因為單縫越寬，位置不確定量x越大，動量不確定量p越大的緣故b單縫寬，光沿直線傳播，是因為單縫越寬，位置不確定量x越大，動量不確定量p越小的緣故c單縫窄，中央亮紋寬，是因為單縫越窄，位置不確定量x越小，動量不確定量p越小的緣故d單縫窄，中央亮紋寬，是因為單縫越窄，位置不確定量x越小，動量不確定量p越大的緣故(2)一電子具有200 m/s的速率，動量的不確定范圍是0.01%，我們確定該電子位置時，有多大的不確定范圍？(電子質(zhì)量為9.11031 kg，普朗克常量為6.631034 js)答案(1)bd(2)2.90103 m解析(1)由粒子位置不確定量x與粒子動量不確定量p的不確定性關(guān)系：xp可知，單縫越寬，位置不確定量x越大，動量不確定量p越小，所以光沿直線傳播，b正確；單縫越窄，位置不確定量x越小，動量不確定量p越大，所以中央亮紋越寬，d正確。(2)由不確定性關(guān)系xp知，電子位置的不確定范圍x m2.90103 m。9(1)關(guān)于電子的運動規(guī)律，以下說法正確的是()a電子如果表現(xiàn)粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律b電子如果表現(xiàn)粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動一定遵循牛頓運動定律c電子如果表現(xiàn)波動性，則無法用軌跡來描述它們的運動，空間分布的概率遵循波動規(guī)律d電子如果表現(xiàn)波動性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律(2)20世紀(jì)20年代，劍橋大學(xué)學(xué)生g泰勒做了一個實驗。在一個密閉的箱子里放上小燈泡、煙熏黑的玻璃、狹縫、針尖、照相底片，整個裝置如圖所示。小燈泡發(fā)出的光通過熏黑的玻璃后變得十分微弱，經(jīng)過三個月的曝光，在底片上針尖影子周圍才出現(xiàn)非常清晰的衍射條紋，泰勒對這張照片的平均黑度進(jìn)行了測量，得出每秒到達(dá)底片的能量是51013 j。假定起作用的光波波長約為500 nm，計算從一個光子到來和下一個光子到來所相隔的平均時間，及光束中兩鄰近光子之間的平均距離；如果當(dāng)時實驗用的箱子長為1.2 m，根據(jù)的計算結(jié)果，能否找到支持光是概率波的證據(jù)？答案(1)c(2)8.0107 s2.4102 m見解析解析(1)電子表現(xiàn)出粒子性，可以近似用軌跡描述其運動，其運動速度遠(yuǎn)小于光速時遵循牛頓運動定律，a、b錯誤；電子表現(xiàn)出波動性，無法用軌跡描述其運動，可確定電子在某點附近出現(xiàn)的概率，且概率遵循波動規(guī)律，c正確，d錯誤。(2)對于500 nm的光子能量為hh6.631034 j41019 j。因此每秒到達(dá)底片的光子數(shù)為n1.25106。如果光子是依次到達(dá)底片的，則光束中相鄰兩光子到達(dá)底片的時間間隔是t8.0107 s。兩相鄰光子間平均距離為sct3.01088.0107m2.4102 m。由的計算結(jié)果可知，兩光子間距為2.4102 m，而箱子