2020-2021學(xué)年高中物理第十七章波粒二象性5概率波不確定性關(guān)系課時作業(yè)含解析新人教版選修

PAGE3-概率波不確定性關(guān)系(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每題5分，共20分)1.在做雙縫干涉實驗時，發(fā)現(xiàn)100個光子中有96個通過雙縫后打到了觀察屏上的b處，則b處是 ()A.亮紋B.暗紋C.既有可能是亮紋也有可能是暗紋D.以上各種情況均有可能【解析】選A。由光子按波的概率分布的特點(diǎn)去判斷，由于大部分光子都落在b點(diǎn)，故b處一定是亮紋，故A正確。2.根據(jù)不確定性關(guān)系ΔxΔp≥，判斷下列說法正確的是()A.采取辦法提高測量Δx精度時，Δp的精度下降B.采取辦法提高測量Δx精度時，Δp的精度上升C.Δx與Δp測量精度與測量儀器及測量方法是否完備有關(guān)D.不確定性關(guān)系僅適用于微觀粒子，不適用于宏觀物體【解析】選A。不確定性原理表明，粒子的位置與動量不可同時被確定，位置的不確定性與動量的不確定性遵守不等式：Δx·Δp≥，由公式可知，采取辦法提高測量Δx精度時，Δp的精度下降。故A正確，B錯誤；由公式Δx·Δp≥可得，Δx與Δp測量精度與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)，故C錯誤。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，故D錯誤。3.經(jīng)150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出，穿過鋁箔射到其后的屏上，則()A.所有電子的運(yùn)動軌跡均相同B.所有電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)均相同C.電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)可用牛頓運(yùn)動定律確定D.電子到達(dá)屏上的位置受波動規(guī)律支配，無法用確定的坐標(biāo)來描述它的位置【解析】選D。電子被加速后，動能Ek=eU，動量p=，其德布羅意波波長λ==1×10-10m，穿過鋁箔時發(fā)生衍射。電子的運(yùn)動不再遵守牛頓運(yùn)動定律，不可能同時準(zhǔn)確地知道電子的位置和動量，不可能用“軌跡”來描述電子的運(yùn)動，只能通過概率波來描述。所以A、B、C均錯誤。4.如圖所示，燈絲F發(fā)射的電子束經(jīng)過電場加速后從陽極上的狹縫S穿出，通過兩條平行狹縫S1、S2后，在熒光屏上形成明顯的雙縫干涉圖樣。已知一個電子從狹縫S穿出時動量為p，普朗克常量為h，則 ()A.經(jīng)過電場加速后，電子的德布羅意波長為B.加速電壓越大，電子的德布羅意波長越大C.熒光屏上暗條紋的位置是電子不能到達(dá)的位置D.熒光屏上亮條紋的位置是電子到達(dá)概率大的位置【解析】選D。電子的德布羅意波長λ=，且加速電壓越大，電子加速后的動量p越大，德布羅意波長越小，A、B錯誤；熒光屏上暗條紋的位置是電子到達(dá)概率小的位置，亮條紋的位置是電子到達(dá)概率大的位置，C錯誤，D正確。二、計算題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)5.已知運(yùn)動的微小灰塵質(zhì)量為m=10-10kg10-6m，【解析】由不確定性關(guān)系ΔpΔx≥，得Δv≥，代入數(shù)據(jù)得Δv≥5×10-19m答案：5×10-19m【能力挑戰(zhàn)區(qū)】6.(18分)已知=5.3×10-35J·s，試求下列情況中速度測定的不確定量，并根據(jù)計算結(jié)果，討論在宏觀和微觀世界中進(jìn)行測量的不同情況。(1)一個球的質(zhì)量m=1.0kg，測定其位置的不確定量為10(2)電子的質(zhì)量me=9.0×10-31kg，測定其位置的不確定量為10-10m【解析】(1)m=1.0kg，Δx=10-6m由ΔxΔp≥，Δp=mΔv知Δv1==m/s=5.3×10-29m/s。(2)me=9.0×10-31kg，Δx=10-10Δv