1、十六 实物粒子的波粒二象性【基础巩固】(25分钟60分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.以下说法中正确的是()A.电子是实物粒子,运动过程中只能体现粒子性B.光子的数量越多,传播过程中其粒子性越明显C.光在传播过程中,只能显现波动性D.高速飞行的子弹由于德布罗意波长较短,故不会“失准”【解析】选D。根据德布罗意理论可知,实物同样具有波粒二象性,实物粒子的运动有特定的轨道,是因为实物粒子的波动性不明显而已,故A错误;大量光子的作用效果往往表现为波动性,故B错误;光子既有波动性又有粒子性,光在传播过程中,即可以表现波动性也可以表现粒子性,故C错误;高速飞行的子弹由于德布罗意波长较
2、短,粒子性明显,故不会“失准”,故D正确。【补偿训练】下列说法中正确的是()A.质量大的物体,其物质波波长短B.速度大的物体,其物质波波长短C.动量大的物体,其物质波波长短D.动能大的物体,其物质波波长短【解析】选C。由物质波的波长=得,其波长只与物体的动量有关,动量越大其波长越短。2.氢原子处在不同的能级时,具有不同形状的电子云,这些电子云是()A.电子运动时辐射的电磁波B.电子运动轨道的形状C.反映电子在各处出现的概率分布D.电子衍射产生的图样【解析】选C。电子的运动并没有确定的轨道,电子云是电子在各处出现的概率分布图,故C正确。3.一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的
3、氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波波长为()【解析】选A。中子的动量p1=,氘核的动量p2=,对撞后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波波长为3=,故A正确,B、C、D错误。4.在单缝衍射实验中,中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上,假设现在只让一个光子能通过单缝,那么该光子()A.一定落在中央亮纹处B.一定落在亮纹处C.可能落在亮纹处D.一定落在暗纹处【解析】选C。根据光是概率波的概念,对于一个光子通过单缝落在何处是不确定的,但由题意知中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上,故落在中央亮纹处概率最大。也有可能落在暗纹处,但是落在暗纹处的机率很小,
4、故C正确,A、B、D错误。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5.质量为m=50 kg的人,以v=15 m/s的速度运动,试求此人的德布罗意波波长。【解析】由公式=,p=mv得此人的德布罗意波波长=m8.810-37 m。答案:8.810-37 m6.(6分)(多选)根据不确定性关系xp ,判断下列说法正确的是()A.采取办法提高测量x精度时,p的精度下降B.采取办法提高测量x精度时,p的精度上升C.x与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D.x与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关【解析】选A、D。不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定x和
5、p中的一个,必然引起另一个较大的不确定性,这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关,无论怎样改善测量仪器和测量方法,都不可能逾越不确定性关系所给出的不确定限度。故A、D正确。【补偿训练】(多选)由不确定性关系可以得出的结论是()A.如果动量的不确定范围越小,则与它对应位置坐标的不确定范围就越大B.如果位置坐标的不确定范围越小,则动量的不确定范围就越大C.动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D.动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系【解析】选A、B、C。本题主要考查对不确定性关系xp 的理解,不确定性关系表示确定位置、动量的精度相互制约,此长彼消,当粒子的位置不确定性小时
6、,粒子动量的不确定性大;反之亦然。故不能同时确定粒子的位置和动量。故A、B、C正确。7.(14分)如图所示为示波管示意图,电子的加速电压U=104 V,打在荧光屏上电子的位置确定在0.1 mm范围内,可以认为令人满意,则电子的速度是否可以完全确定?是否可以用经典力学来处理?电子质量m=9.110-31 kg。【解析】x=10-4 m,由xp 得,动量的不确定量最小值约为p510-31 kgm/s,其速度不确定量最小值v0.55 m/s。mv2=eU=1.610-19104 J=1.610-15 J,v=6107 m/s,v远小于v,电子的速度可以完全确定,可以用经典力学来处理。答案:可以完全确定 可以用经典力学来处理
