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学业分层测评(十五)
(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8种
D.每种夸克都有对应的反夸克
【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错误,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.
【答案】 D
2.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,亮度减弱
D.恒星最终都会演化为黑洞
【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错.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.
【答案】 B
3.(多选)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
B.X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
【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
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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.
【答案】 AC
4.(多选)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:64772068】
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
【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错误.
【答案】 ABD
5.(多选)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Δx大,动量不确定量Δp小,可以忽略
B.当能发生衍射现象时,动量不确定量Δp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Δx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ΔxΔp≥.发生衍射时Δx>0,所以Δp不能忽略,故B对.缝越宽Δp越小,缝越窄Δp越大,所以A、C正确.
【答案】 ABC
6.(多选)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
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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
【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】 AD
7.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】 2 1 1 2
8.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m=60 kg,运动员跑步时速度约为v=10 m/s,则其德布罗意波长为:
λ=== m≈1.1×10-36 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.(多选)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ε=hν中,频率ν表示波的特征,ε表示粒子的特征
D.光波和物质波都是概率波
【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ε=hν,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.
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【答案】 CD
10.(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9.1×10-31 kg) 【导学号:64772069】
【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ΔxΔp≥得电子位置的不确定范围Δx≥= m=2.90×10-3 m.
【答案】 (1)明暗相间的干涉条纹 (2)2.90×10-3 m
11.如图532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=9.1×10-31 kg.
图532
【解析】 Δx=10-4 m,由ΔxΔp≥得,动量的不确定量最小值约为Δp≈5×10-31 kg·m/s,其速度不确定量最小值Δv≈0.55 m/s.mv2=eU=1.6×10-19×104 J=1.6×10-15 J,v=6×107 m/s,Δv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
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