1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价十六实物粒子的波粒二象性不确定关系(15分钟30分)一、选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)1.如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的哪一个物理量也相等()A.速度B.动能C.动量D.总能量【解析】选C。由公式p=可知,它们的动量相等,C项正确。2.由不确定关系可以得出的结论是()A.如果动量的不确定范围越小,则与之对应的坐标的不确定范围就越大B.如果坐标的不确定范围越小,则动量的不确定范围就越大C.动量的不确定范围和与之对应的坐标的不
2、确定范围不成反比关系D.动量的不确定范围和与之对应的坐标的不确定范围有唯一确定的关系【解析】选C。根据不确定关系xpx,可知动量的不确定范围和与之对应的坐标的不确定范围不是成反比关系。【加固训练】(多选)关于电子的运动,下列说法正确的是()A.对于一个运动的电子,同时测量其位置和动量,如果位置测量结果越精确,则动量测量结果也就越准确B.经典的理论所认为的电子的轨道其实是电子出现概率最大的地方组成的图形C.电子在能量不确定范围小的能级停留时间长D.“电子云”描述了电子在核周围出现的概率密度【解析】选B、C、D。由不确定关系xp,不能同时确定电子的位置和动量,如果位置测量结果越精确,则动量测量误差
3、就越大,A错。经典的理论所认为的电子的轨道并不实际存在,电子的位置在原子内没有确定位置,用点的疏密表示电子出现的概率分布,称为“电子云”。“电子云”描述电子在原子核周围出现的概率密度,B、D正确。由能量和时间的不确定关系,电子在能量不确定范围小的能级停留时间长,C正确。3.经150 V电压加速的电子束,沿同一方向射出,穿过铝箔后射到其后的屏上,已知电子质量me=9.010-31 kg,则()A.所有电子的运动轨迹均相同B.所有电子到达屏上的位置坐标均相同C.电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D.电子到达屏上的位置受波动规律支配,无法用确定的坐标来描述它的位置【解析】选D。电子被加速后其
4、德布罗意波波长=110-10 m,穿过铝箔时发生衍射,它是概率波,由测不准原理得无法确定坐标。4.(多选)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是()A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性 B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象D.利用晶体做电子的衍射实验,证实了电子的波动性【解析】选C、D。干涉和衍射是波特有的现象。由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线有波长变大的成分,并不能证实物质波理论的正确性,即A、B并不能说明粒子的波动性,证明粒子的波动性只能是C、D。故选项C、D正确。
5、二、非选择题(6分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)5.任何一个运动着的物体,小到电子、质子、大到行星、太阳,都有一种波与之对应,波长是=,式中p是运动物体的动量,h是普朗克常量,人们把这种波叫作德布罗意波。现有一个德布罗意波长为1的物体1和一个德布罗意波长为2的物体2,二者相向正撞后粘在一起,已知|p1|p2|,则粘在一起的物体的德布罗意波长为多少?【解析】由动量守恒定律有p2-p1=(m1+m2)v及p=得-=,所以=答案:【总结提升】有关德布罗意波计算的一般方法(1)首先计算物体的速度,再计算其动量。如果知道物体动能也可以直接用p=计算其动量。(2)再根据=计算德布
6、罗意波长。(3)需要注意的是:德布罗意波长一般都很短,比一般的光波波长还要短,可以根据结果的数量级大致判断结果是否合理。(4)宏观物体的波长小到可以忽略,其波动性很不明显。(10分钟20分)6.(6分)(多选)关于不确定性关系xpx有以下几种理解,其中正确的是()A.微观粒子的动量不可确定B.微观粒子的位置坐标不可确定C.微观粒子的动量和位置不可能同时确定D.不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子,也适用于其他宏观粒子【解析】选C、D。本题主要考查对不确定性关系xpx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,粒子动量的不确定性大;反之亦然。故
7、不能同时准确确定粒子的位置和动量。不确定性关系是自然界中的普遍规律,对微观世界的影响显著,对宏观世界的影响可忽略,故C、D正确。7.(14分)已知=5.310-35 Js。试求下列情况中速度测定的不确定量,并根据计算结果,讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况。(1)一个球的质量m=1.0 kg,测定其位置的不确定量为10-6 m。(2)电子的质量me=9.010-31 kg,测定其位置的不确定量为10-10 m(即为原子的数量级)。【解题指南】解答本题时应把握以下两点:(1)由不确定关系xpx,求出动量的不确定关系。(2)由px=mvx计算出速度测量的不确定关系。【解析】由xpx得:(1)球的速度测定的不确定量vx=5.310-29 m/s(2)电子的速度测定的不确定量vx=5.9105 m/s。球的速度不确定量在宏观世界中微不足道,可认为球的速度是确定的,其运动遵从经典力学理论。电子的速度不确定量不可忽略,不能认为原子中的电子具有确定的速度,其运动不能用经典物理学理论处理。答案:见解析关闭Word文档返回原板块
