高中物理 第5章 波與粒子 第3節(jié) 實物粒子的波粒二象性 第4節(jié)“基本粒子”與恒星演化學(xué)業(yè)分層測評 魯科版選修3-5
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第3節(jié) 實物粒子的波粒二象性 第4節(jié)“基本粒子”與恒星演化 (建議用時:45分鐘) [學(xué)業(yè)達標(biāo)] 1.下列說法中正確的是( ) A.夸克模型說明電子電荷量是最小的電荷單元 B.目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了自由態(tài)的夸克 C.目前發(fā)現(xiàn)的夸克有6種 D.每種夸克都有對應(yīng)的反夸克 E.夸克模型說明電子電荷量已不再是最小的電荷單元 【解析】 夸克模型指出目前發(fā)現(xiàn)了6種夸克,每種夸克都有對應(yīng)的反夸克,所以C、D正確;夸克所帶電荷量小于電子電荷量,但還沒有發(fā)現(xiàn)自由態(tài)的夸克,這就是夸克的“禁閉”,所以A、B錯,E正確. 【答案】 CDE 2.關(guān)于宇宙和恒星的演化,下列說法正確的是( ) A.宇宙已經(jīng)停止演化 B.恒星在主序星階段時停留時間最長、最穩(wěn)定 C.當(dāng)溫度達到一定值時,恒星內(nèi)發(fā)生氦聚變,亮度增強 D.恒星最終都會演化為黑洞 E.恒星最終可能演化為中子星 【解析】 目前宇宙的演化仍在進行,A錯.恒星在主序星階段時停留時間最長、最穩(wěn)定,B對.恒星內(nèi)由氫聚變轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぞ圩儠r,亮度增加,C對.根據(jù)最終質(zhì)量的不同恒星最終演化為白矮星或中子星或黑洞,D錯,E對. 【答案】 BCE 3.關(guān)于物質(zhì)波,下列認(rèn)識正確的是( ) A.任何運動的物體(質(zhì)點)都伴隨一種波,這種波叫物質(zhì)波 B.X射線的衍射實驗,證實了物質(zhì)波假設(shè)是正確的 C.電子的衍射實驗,證實了物質(zhì)波假設(shè)是正確的 D.宏觀物質(zhì)盡管可以看成物質(zhì)波,但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象 E.宏觀物質(zhì)也具有波動性,只是其波動性不容易顯現(xiàn) 【解析】 據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論,任何一個運動的物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、太陽,都有一種波與之相對應(yīng),這種波就叫物質(zhì)波,可見,A選項正確;由于X射線本身就是一種波,而不是實物粒子,故X射線的衍射現(xiàn)象,并不能證實物質(zhì)波理論的正確性,故B選項錯誤;電子是一種實物粒子,電子的衍射現(xiàn)象表明運動著的實物粒子具有波動性,故C選項正確;由電子穿過鋁箔的衍射實驗知,少量電子穿過鋁箔后所落位置是散亂的,無規(guī)律的,但大量電子穿過鋁箔后所落的位置呈現(xiàn)出衍射圖樣,即大量電子的行為表現(xiàn)出電子的波動性,干涉、衍射是波的特有現(xiàn)象,只要是波,都會發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,故D選項錯誤,E正確. 【答案】 ACE 4.電子的運動受波動性的支配,對氫原子的核外電子,下列說法正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號:18850068】 A.電子繞核運動的“軌道”其實是沒有意義的 B.電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置 C.電子繞核運動時電子邊運動邊振動 D.電子在核外的位置是不確定的 E.電子只能在其軌道上做勻速圓周運動 【解析】 根據(jù)電子的波粒二象性,其在某時刻出現(xiàn)的位置不能確定,但其在某點出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配,所以A、B、D正確,C、E錯誤. 【答案】 ABD 5.光通過單縫所發(fā)生的現(xiàn)象,用位置和動量的不確定性關(guān)系的觀點加以解釋,正確的是( ) A.單縫寬,光是沿直線傳播,這是因為單縫寬,位置不確定量Δx大,動量不確定量Δp小,可以忽略 B.當(dāng)能發(fā)生衍射現(xiàn)象時,動量不確定量Δp就不能忽略 C.單縫越窄,中央亮紋越寬,是因為位置不確定量越小,動量不確定量越大的緣故 D.當(dāng)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象時,位置的不確定量Δx不能忽略 E.當(dāng)單縫較寬,光子的動量不確定量Δp不能忽略 【解析】 光在傳播過程中的位置和動量的不確定關(guān)系為ΔxΔp≥.發(fā)生衍射時Δx>0,所以Δp不能忽略,故B對.縫越寬Δp越小,縫越窄Δp越大,所以A、C正確. 【答案】 ABC 6.為了驗證光的波粒二象性,在雙縫干涉實驗中將光屏換成照相底片,并設(shè)法減弱光的強度,下列說法正確的是 ( ) A.使光子一個一個地通過雙縫干涉實驗裝置的狹縫,如果時間足夠長,底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣 B.使光子一個一個地通過雙縫干涉實驗裝置的狹縫,如果時間足夠長,底片上將出現(xiàn)不太清晰的雙縫干涉圖樣 C.大量光子的運動規(guī)律顯示出光的粒子性 D.個別光子的運動顯示出光的粒子性 E.大量光子的運動規(guī)律顯示出光的波動性 【解析】 單個光子運動具有不確定性,大量光子落點的概率分布遵循一定規(guī)律,顯示出光的波動性.使光子一個一個地通過雙縫,如果時間足夠長,底片上會出現(xiàn)明顯的干涉圖樣,A、E正確,B、C錯誤;由光的波粒二象性知,個別光子的運動顯示出光的粒子性,D正確. 【答案】 ADE 7.目前普遍認(rèn)為,質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成的,u夸克帶電荷量為e,d夸克的帶電荷量為-e,e為元電荷,那么質(zhì)子是由____________個u夸克和________個d夸克組成的,中子是由________個u夸克和________個d夸克組成的. 【解析】 質(zhì)子帶電量為e,應(yīng)由2個u夸克和1個d夸克組成,中子帶電量為0,應(yīng)由1個u夸克和2個d夸克組成. 【答案】 2 1 1 2 8.估算運動員跑步時的德布羅意波長.為什么我們觀察不到運動員的波動性? 【解析】 設(shè)運動員的質(zhì)量m=60 kg,運動員跑步時速度約為v=10 m/s,則其德布羅意波長為: λ=== m≈1.110-36 m. 這個波長極短,因而觀察不到運動員的波動性. 【答案】 見解析 [能力提升] 9.下列說法中正確的是( ) A.光的波粒二象性,就是由牛頓的微粒說和惠更斯的波動說組成的 B.光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說 C.光子說并沒有否定光的電磁說,在光子能量ε=hν中,頻率ν表示波的特征,ε表示粒子的特征 D.光波和物質(zhì)波都是概率波 E.光的波動性是光子本身固有的性質(zhì),不是光子之間相互作用引起的 【解析】 牛頓的微粒說認(rèn)為光是由物質(zhì)微粒組成的,惠更斯的波動說認(rèn)為光是機械波,都是從宏觀現(xiàn)象中形成的觀念,故A錯誤;光子說并沒有否定光的電磁說,光子能量公式ε=hν,體現(xiàn)了其粒子性和波動性,B錯誤,C正確;光波和物質(zhì)波都是概率波,D正確;光的波動性是光子本身固有的性質(zhì),不是光子之間相互作用引起的,E正確. 【答案】 CDE 10.(1)如圖531所示是一個粒子源,產(chǎn)生某種粒子,在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板,粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光.那么在熒光屏上將看到________. 圖531 (2)一電子具有200 m/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9.110-31 kg) 【導(dǎo)學(xué)號:18850069】 【解析】 (1)由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子,它的運動受波動性支配,對大量粒子運動到達屏上某點的概率,可以用波的特征進行描述,即產(chǎn)生雙縫干涉,在屏上將看到干涉條紋. (2)由不確定性關(guān)系ΔxΔp≥得電子位置的不確定范圍Δx≥= m=2.9010-3 m. 【答案】 (1)明暗相間的干涉條紋 (2)2.9010-3 m 11.如圖532所示為示波管示意圖,電子的加速電壓U=104 V,打在熒光屏上電子的位置確定在0.1 mm范圍內(nèi),可以認(rèn)為令人滿意,則電子的速度是否可以完全確定?是否可以用經(jīng)典力學(xué)來處理?電子質(zhì)量m=9.110-31 kg. 圖532 【解析】 Δx=10-4 m,由ΔxΔp≥得,動量的不確定量最小值約為Δp≈510-31 kgm/s,其速度不確定量最小值Δv≈0.55 m/s.mv2=eU=1.610-19104 J=1.610-15 J,v=6107 m/s,Δv遠小于v,電子的速度可以完全確定,可以用經(jīng)典力學(xué)來處理. 【答案】 可以完全確定 可以用經(jīng)典力學(xué)來處理- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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