2018-2019學(xué)年高中物理 第十七章 波粒二象性 課時提升作業(yè)七 17.4-17.5 概率波 不確定性關(guān)系 新人教版選修3-5

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1、課時提升作業(yè) 七 概率波不確定性關(guān)系(20分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分)1.(2017紹興高二檢測)下列關(guān)于概率波的說法中,正確的是()A.概率波就是機(jī)械波B.物質(zhì)波是一種概率波C.概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是一樣的,都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若有一個粒子,則可以確定它從其中的哪一個縫中穿過【解析】選B。德布羅意波是概率波,它與機(jī)械波是兩個不同的概念,二者的本質(zhì)不同,故A錯誤;物質(zhì)波也就是德布羅意波,指粒子在空間中某點(diǎn)某時刻可能出現(xiàn)的幾率符合一定的概率函數(shù)規(guī)律,故B正確;概率波和機(jī)械波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,但其本質(zhì)是不一樣的,故C錯誤;根據(jù)測不準(zhǔn)

2、原理,在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若有一個粒子,則不能確定它從其中的哪一個縫中穿過,故D錯誤。故選B。2.(多選)(2017衡水高二檢測)下列關(guān)于物質(zhì)波的認(rèn)識中正確的是()A.任何一個物體都有一種波和它對應(yīng),這就是物質(zhì)波B.X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的C.電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的D.物質(zhì)波是一種概率波【解析】選A、C、D。任何一個運(yùn)動著的物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、太陽,都有一種波與之對應(yīng),這種波稱為物質(zhì)波,所以要物體運(yùn)動時才有物質(zhì)波,故A選項(xiàng)正確;衍射現(xiàn)象是一切波的性質(zhì)特征。X射線是原子的外層電子受激發(fā)而發(fā)出一種電磁波,不是物質(zhì)波,故B選項(xiàng)錯誤;電子是實(shí)物粒子,衍射是波特有

3、的,所以電子束的衍射圖樣證實(shí)了德布羅意物質(zhì)波的假設(shè)是正確的,故C選項(xiàng)正確;物質(zhì)波,又稱德布羅意波,是概率波,指空間中某點(diǎn)某時刻可能出現(xiàn)的幾率,其中概率的大小受波動規(guī)律的支配,故D選項(xiàng)正確。故選A、C、D。3.(多選)對不確定性關(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】選C、D。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:xp,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A

4、、B錯誤、C、D正確。故選C、D。4.(多選)(2017許昌高二檢測)用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),隨著時間的增加,在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖像,則()A.圖像(a)表明光具有粒子性B.圖像(c)表明光具有波動性C.用紫外光觀察不到類似的圖像D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波【解析】選A、B、D。圖像(a)以一個個的亮點(diǎn),即每次只照亮一個位置,這表明光是一份一份傳播的,說明光具有粒子性,故A正確;圖像(c)有明顯的明暗相間的干涉條紋,而干涉是波特有的性質(zhì),故表明光具有波動性,故B正確;因?yàn)樽贤夤馐遣豢梢姽?所以直接用眼睛觀察不到類似的圖像,但是用感光膠片就能觀察到類似現(xiàn)象,故C

5、錯誤;因?yàn)閱蝹€光子所能到達(dá)的位置不能確定,但大量光子卻表現(xiàn)出波動性,即光子到達(dá)哪個位置是一個概率問題,故此實(shí)驗(yàn)表明了光是一種概率波,故D正確。故選A、B、D。二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫出規(guī)范的解題步驟)5.(10分)一電子具有200m/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9.110-31kg)【解析】由不確定性關(guān)系xp得電子位置的不確定范圍x=m=2.9010-3m。答案:x2.9010-3m6.(12分)(2017南陽高二檢測)德布羅意認(rèn)為:任何一個運(yùn)動著的物體,都有一種波與它對應(yīng),波長是=,式中p是運(yùn)動物體的動量,h

6、是普朗克常量。已知某種紫光的波長是440nm,若將電子加速,使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10-4倍,求:(1)電子的動量的大小。(2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長的關(guān)系,并計(jì)算加速電壓的大小。(電子質(zhì)量m=9.110-31kg,電子電荷量e=1.610-19C,普朗克常量h=6.610-34Js,加速電壓的計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字)【解析】(1)根據(jù)德布羅意波波長公式,則有=電子的動量為:p=代入數(shù)據(jù)解得p=kgm/s=1.510-23kgm/s(2)電子在電場中加速,根據(jù)動能定理,則有:eU=mv2即加速電壓為U=代入數(shù)據(jù)得:U=8102V答案:(1)1.510-23kgm/s(2)U=8102V3