高中物理 第5章 波与粒子 第3节 实物粒子的波粒二象性 第4节“基本粒子”与恒星演化学业分层测评 鲁科版选修3-5

第3节 实物粒子的波粒二象性 第4节“基本粒子”与恒星演化(建议用时：45分钟)学业达标1下列说法中正确的是()A夸克模型说明电子电荷量是最小的电荷单元B目前已经发现了自由态的夸克 C目前发现的夸克有6种 D每种夸克都有对应的反夸克E夸克模型说明电子电荷量已不再是最小的电荷单元【解析】夸克模型指出目前发现了6种夸克，每种夸克都有对应的反夸克，所以C、D正确；夸克所带电荷量小于电子电荷量，但还没有发现自由态的夸克，这就是夸克的“禁闭”，所以A、B错，E正确【答案】CDE2关于宇宙和恒星的演化，下列说法正确的是()A宇宙已经停止演化B恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定C当温度达到一定值时，恒星内发生氦聚变，亮度增强D恒星最终都会演化为黑洞E恒星最终可能演化为中子星【解析】目前宇宙的演化仍在进行，A错恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定，B对恒星内由氢聚变转变为氦聚变时，亮度增加，C对根据最终质量的不同恒星最终演化为白矮星或中子星或黑洞，D错，E对【答案】BCE3关于物质波，下列认识正确的是()A任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波BX射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D宏观物质尽管可以看成物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象E宏观物质也具有波动性，只是其波动性不容易显现【解析】据德布罗意物质波理论，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项正确；由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，故B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项正确；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后所落的位置呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故D选项错误，E正确【答案】ACE4电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法正确的是() 【导学号：18850068】A电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C电子绕核运动时电子边运动边振动D电子在核外的位置是不确定的E电子只能在其轨道上做匀速圆周运动【解析】根据电子的波粒二象性，其在某时刻出现的位置不能确定，但其在某点出现的概率受波动规律支配，所以A、B、D正确，C、E错误【答案】ABD5光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是()A单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量x大，动量不确定量p小，可以忽略 B当能发生衍射现象时，动量不确定量p就不能忽略C单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故D当发生明显衍射现象时，位置的不确定量x不能忽略E当单缝较宽，光子的动量不确定量p不能忽略【解析】光在传播过程中的位置和动量的不确定关系为xp.发生衍射时x0，所以p不能忽略，故B对缝越宽p越小，缝越窄p越大，所以A、C正确【答案】ABC6为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是 ()A使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C大量光子的运动规律显示出光的粒子性D个别光子的运动显示出光的粒子性E大量光子的运动规律显示出光的波动性【解析】单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A、E正确，B、C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D正确【答案】ADE7目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的，u夸克带电荷量为e，d夸克的带电荷量为e，e为元电荷，那么质子是由_个u夸克和_个d夸克组成的，中子是由_个u夸克和_个d夸克组成的【解析】质子带电量为e，应由2个u夸克和1个d夸克组成，中子带电量为0，应由1个u夸克和2个d夸克组成【答案】21128估算运动员跑步时的德布罗意波长为什么我们观察不到运动员的波动性？【解析】设运动员的质量m60 kg，运动员跑步时速度约为v10 m/s，则其德布罗意波长为： m1.11036 m.这个波长极短，因而观察不到运动员的波动性【答案】见解析能力提升9下列说法中正确的是()A光的波粒二象性，就是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说C光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量h中，频率表示波的特征，表示粒子的特征D光波和物质波都是概率波E光的波动性是光子本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的【解析】牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，故A错误；光子说并没有否定光的电磁说，光子能量公式h，体现了其粒子性和波动性，B错误，C正确；光波和物质波都是概率波，D正确；光的波动性是光子本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，E正确【答案】CDE10(1)如图531所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光那么在荧光屏上将看到_图531(2)一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电子质量为9.11031 kg) 【导学号：18850069】【解析】(1)由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹(2)由不确定性关系xp得电子位置的不确定范围x m2.90103 m.【答案】(1)明暗相间的干涉条纹(2)2.90103 m11如图532所示为示波管示意图，电子的加速电压U104 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m9.11031 kg.图532【解析】x104 m，由xp得，动量的不确定量最小值约为p51031 kgm/s，其速度不确定量最小值v0.55 m/s.mv2eU1.61019104 J1.61015 J，v6107 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