2013-2014高中物 5.3 實(shí)物粒子的波粒二象性規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修.doc

第3節(jié) 實(shí)物粒子的波粒二象性 (時(shí)間：60分鐘)考查知識(shí)點(diǎn)及角度難度及題號(hào)基礎(chǔ)中檔稍難對(duì)物質(zhì)波的理解與計(jì)算1、2、34、5不確定性關(guān)系6、7、89、10綜合提升11、1213知識(shí)點(diǎn)一對(duì)物質(zhì)波的理解與計(jì)算1關(guān)于物質(zhì)波，以下說(shuō)法中正確的是 ()A任何一個(gè)物體都有一種波與之對(duì)應(yīng)B抖動(dòng)細(xì)繩一端，繩上的波就是物質(zhì)波C動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子相比，質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)短D宏觀物體不會(huì)發(fā)生明顯的衍射或干涉現(xiàn)象，所以沒(méi)有物質(zhì)波解析由德布羅意假設(shè)可知，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與之對(duì)應(yīng)，故A對(duì)；繩上的波是機(jī)械波，B錯(cuò)；動(dòng)能相等時(shí)，由p得質(zhì)子動(dòng)量大些，由知質(zhì)子物質(zhì)波波長(zhǎng)短，C對(duì)；宏觀物質(zhì)波波長(zhǎng)太短，難以觀測(cè)，但具有物質(zhì)波，D錯(cuò)答案AC2下列說(shuō)法中正確的是 ()A質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)短B速度大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)短C動(dòng)量大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)短D動(dòng)能大的物體，其德布羅意波長(zhǎng)短解析由物質(zhì)波的波長(zhǎng)，得其只與物體的動(dòng)量有關(guān)，動(dòng)量越大其波長(zhǎng)越短答案C3下列說(shuō)法正確的是 ()A物質(zhì)波屬于機(jī)械波B只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動(dòng)性C德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)都具有一種波和它對(duì)應(yīng)，這種波叫做物質(zhì)波D宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不具有波動(dòng)性解析物質(zhì)波是一切運(yùn)動(dòng)著的物體所具有的波，與機(jī)械波性質(zhì)不同，宏觀物體也具有波動(dòng)性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯，只有C選項(xiàng)正確答案C4質(zhì)量為m50 kg的人，以v15 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，試求人的德布羅意波波長(zhǎng)解析由公式，pmv得此人的德布羅意波波長(zhǎng) m8.81037 m.答案8.81037 m5如果一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)量為10 g的子彈都以103 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，則它們的德布羅意波的波長(zhǎng)分別是多少？(中子的質(zhì)量為1.671027 kg)解析中子的動(dòng)量為p1m1v，子彈的動(dòng)量為p2m2v，據(jù)知中子和子彈的德布羅意波長(zhǎng)分別為1，2，聯(lián)立以上各式解得：1，2.將m11.671027 kg，v1103 m/s，h6631034 Js，m21.0102kg.代入上面兩式可解得：1401010 m，26.631035 m.答案4.01010 m，6.631035 m知識(shí)點(diǎn)二不確定性關(guān)系6以下說(shuō)法正確的是 ()A微觀粒子不能用“軌道”觀點(diǎn)來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)B微觀粒子能用“軌道”觀點(diǎn)來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)C微觀粒子位置不能精確確定D微觀粒子位置能精確確定解析微觀粒子的動(dòng)量和位置是不能同時(shí)確定的，這也就決定了不能用“軌道”的觀點(diǎn)來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)(軌道上運(yùn)動(dòng)的粒子在某時(shí)刻具有確定的位置和動(dòng)量)故A正確由微觀粒子的波粒二象性可知微觀粒子位置不能精確確定，故C正確答案AC7由不確定性關(guān)系可以得出的結(jié)論是 ()A如果動(dòng)量的不確定范圍越小，則與它對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的不確定范圍就越大B如果位置坐標(biāo)的不確定范圍越小，則動(dòng)量的不確定范圍就越大C動(dòng)量和位置坐標(biāo)的不確定范圍之間的關(guān)系不是反比例函數(shù)D動(dòng)量和位置坐標(biāo)的不確定范圍之間有唯一確定的關(guān)系解析由不確定關(guān)系的定義分析可知C選項(xiàng)正確，其他三個(gè)選項(xiàng)只說(shuō)明了基本的某個(gè)方面，而沒(méi)有對(duì)不確定性關(guān)系作進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，故都不正確答案C8關(guān)于不確定性關(guān)系xp有以下幾種理解，其中正確的是 ()A微觀粒子的動(dòng)量不可確定B微觀粒子的坐標(biāo)不可確定C微觀粒子的動(dòng)量和位置不可能同時(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，也適用于其他宏觀粒子解析本題主要考查對(duì)不確定性關(guān)系xp的理解，不確定性關(guān)系表示確定位置、動(dòng)量的精度相互制約，此長(zhǎng)彼消，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；反之亦然故不能同時(shí)準(zhǔn)確確定粒子的位置和動(dòng)量不確定性關(guān)系是自然界中的普遍規(guī)律，對(duì)微觀世界的影響顯著，對(duì)宏觀世界的影響不可忽略，故C、D正確答案CD9電子顯微鏡的最高分辨率高達(dá)0.2 nm，如果有人制造出質(zhì)子顯微鏡，在加速到相同速度的情況下，質(zhì)子顯微鏡的最高分辨率將 ()A小于0.2 nm B大于0.2 nmC等于0.2 nm D以上說(shuō)法均不正確解析電子顯微鏡是以利用電子的波動(dòng)性為工作原理的儀器，其分辨率與電子的德布羅意波的波長(zhǎng)成反比，物質(zhì)波的波長(zhǎng)與實(shí)物粒子的動(dòng)量有關(guān)，即.在同樣速度的情況下，由于質(zhì)子的質(zhì)量大，故其物質(zhì)波的波長(zhǎng)短，質(zhì)子顯微鏡的分辨率要高于電子顯微鏡的分辨率答案B10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?zhuān)_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以上解釋都是不對(duì)的解析由不確定性關(guān)系xp可知A、B、C選項(xiàng)都正確答案ABC11在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長(zhǎng)與晶體中原子間距相近已知中子質(zhì)量m1.671027kg，可以估算德布羅意波長(zhǎng)1.821010m的熱中子的動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為 ()A1017J B1019J C1021J D1024J解析德布羅意波理論中子動(dòng)量p，中子動(dòng)能Ek，代入數(shù)據(jù)可估算出數(shù)量級(jí)1021J.答案C12金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級(jí)是1010m.電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速，形成一電子束，電子束照射該金屬晶體時(shí)，獲得明顯的衍射圖樣問(wèn)這個(gè)加速電場(chǎng)的電壓約為多少？(已知電子的電荷量為e1.61019C，質(zhì)量為m0.901030kg)解析據(jù)波長(zhǎng)發(fā)生明顯衍射的條件可知，當(dāng)運(yùn)動(dòng)電子的德布羅意波波長(zhǎng)與晶格大小差不多時(shí)，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象設(shè)加速電場(chǎng)的電壓為U，電子經(jīng)電場(chǎng)加速后獲得的速度為v，對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理得eUmv2據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知，電子的德布羅意波長(zhǎng)，其中pmv，解方程組可得U153 V.答案153 V13已知5.31035Js，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106m.(2)電子的質(zhì)量me9.01031kg，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，x106m，由xp，pmv知v1m/s5.31029m/s.(2)me9.01031kg，x1010mv2m/s5.89105m/s.答案(1)v15.31029m/s(2)v25.89105m/s