2023高考物理量子力学练习题及答案
2023年高考物理高频考点：力学综合复习卷(强化版)
2023年高考物理高频考点：力学综合复习卷（强化版）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，在匀强电场中一带正电粒子先后经过a、b两点。
已知粒子的比荷为k，粒子经过a点时速率为，经过b点时速率为，粒子经过a、b两点时速度方向与连线的夹角分别为、，连线长度为L。
若粒子只受电场力作用，则下列无法确定的是（）A．场强的大小B．场强的方向C．a、b两点的电势差D．粒子在a、b两点的电势能之差第(2)题如图所示为某工地上的自动卸货车作业过程。
卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角θ先缓慢增大，当货物开始加速下滑时倾角θ保持不变。
在卸货的全过程中（ ）A．货物受到车厢的摩擦力一直增大B．货物受到车厢的支持力一直减小C．地面对货车的支持力一直大于总重力D．地面对货车的摩擦力先为零、后水平向左第(3)题在离地高度相同的A、B两点抛出两质量不同的小球A和B，A的初速度斜向上，B的初速度水平。
某时刻两小球恰好在C点相碰，如图所示，此时两小球均未落地且A、B两点连线中点恰好与C点在同一竖直线上，不计阻力，则两小球在此过程中（ ）A．位移相同B．速度的变化量相同C．动能的增量相同D．机械能的增量相同第(4)题玻尔原子模型认为氢原子的轨道和能量都是量子化的，轨道半径，能级，其中表示基态氢原子半径，表示氢原子所在能级的量子数，…。
在高真空与极低温度的宇宙空间观察到一种量子数的氢原子，处在很高的激发态，被称为里德伯原子，它具有寿命长、半径大、电偶极矩强等普通氢原子不具有的特点。
关于里德伯原子，下列说法正确的是（ ）A．里德伯原子的能量比普通氢原子的小B．里德伯原子的电离能比普通氢原子的大C．已知普通氢原子从能级跃迁到能级放出紫光，则里德伯原子从能级跃迁到能级放出紫外线D．已知基态氢原子半径为0.053 nm，则里德伯原子半径会达到微米级第(5)题2020年10月2日，全国蹦床锦标赛男子蹦床团体决赛在天津团泊体育中心举行，最终山西队夺得男子团体冠军。
2023年高考福建卷物理真题试卷含答案
2023年高考福建卷物理真题试卷含答案 一、关于物体运动状态的分析，下列说法正确的是？ A. 物体速度为零时，加速度也一定为零 B. 物体加速度方向与速度方向相同时，物体做减速运动 C. 物体加速度减小时，速度也一定减小 D. 物体加速度方向与速度变化量方向相同（答案：D） 解析：物体速度为零时，加速度不一定为零，例如竖直上抛的物体到达最高点时；物体加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动；物体加速度减小时，如果加速度方向与速度方向相同，速度仍然增大；根据加速度的定义，加速度方向与速度变化量方向总是相同。
二、关于电场和磁场，下列说法正确的是？ A. 电场线和磁感线都是闭合曲线 B. 电场线和磁感线都不能相交 C. 电场中任意两点间电势差与零电势点的选取有关 D. 磁场中磁感应强度越大的地方，磁感线越密集（答案：B、D） 解析：电场线不是闭合曲线，它从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远；磁感线是闭合曲线；电场线和磁感线都不能相交，否则在同一点会有两个不同的方向；电场中任意两点间电势差与零电势点的选取无关，由电场本身的性质决定；磁场中磁感应强度越大的地方，磁感线越密集，这是磁感线的基本性质。
三、关于光的折射和全反射，下列说法正确的是？ A. 光从光密介质射入光疏介质时，一定发生折射 B. 光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角 C. 光从光密介质射入光疏介质时，若入射角大于或等于临界角，则发生全反射 D. 光在两种介质界面上发生全反射时，光线一定沿着界面传播（答案：B、C） 解析：光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于零，则不发生折射，而是直线传播；光从光密介质射入光疏介质时，折射角总是大于入射角；当入射角大于或等于临界角时，会发生全反射；光在两种介质界面上发生全反射时，光线是沿着界面返回的，但不一定沿着界面的切线方向。
四、关于万有引力定律和天体运动，下列说法正确的是？ A. 万有引力定律只适用于质点间的相互作用 B. 天体运动都遵循开普勒三定律 C. 地球同步卫星的轨道半径是一定的 D. 地球同步卫星的周期与地球的自转周期不同（答案：C） 解析：万有引力定律适用于任何两个可以看作质点的物体间的相互作用，但质点模型是一种理想模型，实际物体在一定条件下才可以看作质点；天体运动在只受万有引力作用时，才遵循开普勒三定律；地球同步卫星的轨道半径是一定的，等于地球半径加上一定的高度；地球同步卫星的周期与地球的自转周期相同，所以称为“同步”。
高二物理量子物理练习题及答案
高二物理量子物理练习题及答案第一题：小明是一位高二学生，正在学习量子物理。
他遇到了一个练习题，请根据以下题目及答案给出解析。
题目：在一个电子束实验中，电子通过一个狭缝后形成干涉图样。
若间距为d的两条暗纹距离中心的距离为y，则电子波长为λ。
小明计算出干涉图案中相邻两个亮纹之间的间距为x，请推导出计算λ的公式。
答案：在干涉图样中，相邻两个亮纹之间的间距x可以表示为：x = λD/d，其中D为屏幕到狭缝的距离。
根据几何关系，可以得到下列表达式：tanθ = y / D，其中θ为小角度。
进而可得：y = D tanθ，将其代入x =λD/d中，可得到结果：x = λD / (d tanθ)解析：这个题目考察了学生对干涉图样和波长之间的关系的理解，同时还考察了几何关系的运用。
在解答题目时，小明首先要明确干涉图案中相邻两个亮纹之间的间距是与波长有关的，然后通过几何关系的运用，得到了计算λ的公式。
第二题：小明继续进行量子物理的练习题，以下是他遇到的另一个问题，请根据题目及答案给出解析。
题目：在其他物理实验中，小明观察到一束光经过一个光栅后形成了衍射图样。
若光栅缝宽为d，中心条纹到第一个次级最暗条纹的距离为y，则光的波长为λ。
小明计算出光栅条纹间距为x，请推导出计算λ的公式。
答案：光栅条纹间距x可以表示为：x = λD / d，其中D为屏幕到光栅的距离。
根据几何关系与几何光学原理，可以得到下列表达式：tanθ = y / D，其中θ为小角度。
进一步可以得到：y = D tanθ，将其代入x = λD / d中，解得：x = λ/y解析：在这个问题中，小明需要理解光栅衍射图样中光波长与条纹间距之间的关系，以及应用几何关系来推导计算λ的公式。
小明通过几何光学原理和几何关系，成功地找到了解决问题的思路，并最终推导出结果。
通过以上两道量子物理练习题，我们可以看到小明在学习量子物理方面有了不错的掌握，他通过理解干涉和衍射现象，并熟练运用几何关系，成功地解答了这两道题目。
2024高考物理波粒二象性练习题及答案精选
2024高考物理波粒二象性练习题及答案精选一、单项选择题1. 假设电子的质量为m，速度为v，动量为p，则根据量子力学理论，对于电子的波动性来说，下面哪个式子是正确的？A. p = mvB. λ = h/mvC. E = hνD. E = mc²答案：B2. 一束光通过一个狭缝后形成的衍射图样中，可观察到明暗相间的条纹，这表明光的波动性。
下列哪个现象正好能够验证光的波动性？A. 光与物质之间的相互作用B. 光的反射和折射C. 光的干涉和衍射D. 光的吸收和发射答案：C3. 下列哪一组粒子中，具有波动性的只有：A. 电子、质子B. 电子、中子C. 电子、光子D. 质子、中子答案：C4. 在双缝干涉实验中，缝宽减小，其他条件不变，干涉条纹的间距会：A. 变大B. 变小C. 不变D. 消失答案：B5. 下列哪个实验表明了电子具有波动性？A. 干涉实验B. 衍射实验C. 碰撞实验D. 反射实验答案：B二、解答题1. 有一束波长为500 nm的光，通过一条缝宽为0.2 mm的狭缝后，发生衍射。
求在屏幕上相邻两个最亮条纹之间的距离。
解：根据夫琅禾费衍射公式，屏幕上相邻两个最亮条纹的间距d可以计算为：d = λL / a其中，λ为光的波长，L为狭缝到屏幕的距离，a为狭缝的宽度。
代入已知数据，可以得到：d = (500 nm) × (0.2 mm) / (500 nm) ≈ 0.2 mm答案：0.2 mm2. 一个电子的动能是E，根据德布罗意波动关系，求它的波长。
解：根据德布罗意波动关系，物质的波长λ可以计算为：λ = h / p其中，h为普朗克常量，p为电子的动量。
由动能公式E = mv²/2可知，电子的动量p可以计算为：p = √(2mE)其中，m为电子的质量，E为电子的动能。
代入已知数据，可以得到：p = √(2 × m × E)λ = h / √(2 × m × E)答案：λ = h / √(2 × m × E)3. 具有波长为100 pm的电子束通过一个缝宽为1 μm的狭缝，形成衍射图样。
量子力学答案完全版精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版⒈热辐射的峰值波长与辐射体温度之间的关系被维恩位移定律：表示，其中。
求人体热辐射的峰值波长（设体温为）。
解：，由题意，人体辐射峰值波长为：。
⒉宇宙大爆炸遗留在宇宙空间的均匀各向同性的背景热辐射相当于黑体辐射。
此辐射的峰值波长是多少？在什么波段？解：T=2.726K ，由维恩位移定律，属于毫米波。
⒊波长为的X 射线光子与静止的电子发生碰撞。
在与入射方向垂直的方向上观察时，散射X射线的波长为多大？碰撞后电子获得的能量是多少eV ？解：设碰撞后，光子、电子运动方向与入射方向夹角分别为θ,α，由能量守恒，，动量守恒:;；整理得:;联立第一式：nm c m h e 01.0;2sin 20201===-λλθλλ ;则X 射线的波长为：01.02sin 221+=θλc m h e ；电子能量：1λλhchc E e -= ⒋在一束电子束中，单电子的动能为，求此电子的德布罗意波长。
解：电子速度远小于光速，故：;则：。
5.设归一化函数： （x ）=Aexp(-2x 2)(-)a 为常数，求归一化常数A 。
解：由归一化条件 |2dx=1 得A2==A=6.设归一化波函数=A(0n为整数，a为常数，求归一化常数A解：由归一化条件|2dx得A2=1解得A=7.自由粒子的波函数为=Aexp()其中和是粒子的动量和能量，和t是空间与时间变量，ℏ是普朗克常数，A是归一化常数，试建立自由粒子波函数所满足的方程。
解：由=Aexp()，将其对时间求偏微商，得到=-E,然后对其空间求偏微商，得到：=-利用自由粒子的能量和动能的关系式：E=就可以得到：i=---------自由粒子波函数所满足的方程8．设一个微观粒子的哈密顿算符的本征方程为Ĥ=该粒子的初始波函数为=+设和是实数，求任意时刻的波函数及粒子的几率密度.解：由=exp()=dx=== exp()+ exp()粒子的几率密度===[ exp()+ exp()][ exp()+ exp()]因为和是实数，利用欧拉公式：原式=9.宽度为a的一维无限深势阱中粒子的本征函数为=求证本征函数的正交性：dx=0(m)证：===[]=0()10．原子核内的质子和中子可以粗略地当成处于无限深势阱中而不能逸出，它们在核中可以认为是自由的，按一维无限深势阱估算，质子从第一激发态（n=2）跃迁到基态（n=1）时，释放的能量是多少MeV?核的线度按a=1.0m计算。
高考物理复习 考题精选 量子论初步
拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（124）——量子论初步1、氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10 m，能量E1＝－13.6 eV.求氢原子处于基态时：(1)电子的动能．(2)原子的电势能．(3)用波长是多少的光照射可使其电离？答案解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，则：k·＝，故电子动能Ek1＝mv ＝＝eV＝13.6 eV.(2)E1＝Ek1＋Ep1，故Ep1＝E1－Ek1＝－13.6 eV－13.6 eV＝－27.2 eV.(3)设用波长λ的光照射可使氢原子电离：＝0－E1，λ＝－＝ m＝0.914 1×10－7 m.答案：(1)13.6 eV (2)－27.2 eV(3)0.914 1×10－7 m2、氢原子辐射出一个光子后，下列说法正确的是(填正确答案标号)A．电子绕核旋转半径减小B．电子的动能减小C．氢原子的电势能减小D．原子的能级值减小E．电子绕核旋转的周期增大答案 ACD3、关于太阳光谱,下列说法正确的是（ )A.太阳光谱是吸收光谱B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素答案 AB解：太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素．故AB正确，CD错误；故选：AB4、仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条不连续的亮线,其原因是( )A.氢原子只有几个能级B.氢原子只能发出平行光C.氢原子有时发光,有时不发光D.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的答案 D。
氢原子光谱只有几条不连续的亮线,原因是氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率是不连续的,D正确。
高中物理测试题量子力学
高中物理测试题量子力学高中物理测试题一、选择题1. 下列选项中，哪个最好地描述了量子力学的基本原理？A. 物质由微粒组成，这些微粒遵循经典力学的规律B. 物质的性质可以通过其微观粒子的波动和干涉来描述C. 物质的运动可以用粒子的质量和速度来解释D. 物质的性质完全由经典力学和热力学规律来决定2. 量子力学的基本假设之一是：A. 所有微观粒子都具有波动性质B. 微观粒子的运动可以由经典力学来描述C. 微观粒子的运动是完全确定的D. 微观粒子的状态可以被同时测量到3. 以下哪个现象是量子力学的基本预测之一？A. 电子的轨道分布是连续的B. 微观粒子的运动轨迹可以被精确地测量C. 微观粒子的运动速度可以任意变化D. 微观粒子的运动是不确定的4. 电子在经典物理学中被描述为：A. 小球B. 波动C. 粒子D. 波粒二象性5. 测不准原理指出：A. 无法同时测量微观粒子的位置和动量B. 微观粒子的位置和动量可以同时精确地测量C. 只有电子的位置无法测量，动量可以测量D. 只有电子的动量无法测量，位置可以测量二、填空题1. 根据波粒二象性，微观粒子既可以表现为颗粒，也可以表现为________。
2. 德布罗意假设指出，与微观粒子的运动相对应的是波动的________。
3. 测不准原理指出，如果对微观粒子的位置测量得越准确，对其动量的测量将会________。
4. 薛定谔方程描述了微观粒子的________。
5. 量子隧穿是指微观粒子能够穿过________，在经典力学中是不可能的。
三、简答题1. 请简要解释量子力学中的波粒二象性是什么意思，并举例说明。
2. 量子力学的测不准原理是什么？它对物理学有什么重要影响？3. 请简要描述薛定谔方程表示的是什么，并说明其在量子力学中的重要性。
四、计算题1. 一束光的波长为500 nm，计算它的能量（假设光为单色光）。
2. 如果一个电子的波长为2 nm，计算它的动量。
五、应用题1. 量子力学对现代科技有哪些重要应用？请选择其中一个应用，并简要描述其原理和实际意义。
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2023高考物理量子力学练习题及答案
一、单项选择题
1. 根据量子力学的原理，下列哪个量是离散的？
A. 电子的动量
B. 电子的位置
C. 粒子的质量
D. 粒子的速度
答案：B
2. 在量子力学中，波粒二象性指的是什么？
A. 粒子存在着波动性
B. 粒子的波动速度与光速相等
C. 粒子的波动性与粒子性同时存在
D. 粒子的波动性只存在于空间中
答案：C
3. 下列哪个现象不能用经典物理学解释？
A. 光的干涉与衍射现象
B. 光电效应
C. 康普顿效应
D. 高速电子的波动性
答案：D
4. 以下哪项不是量子力学的基本假设之一？
A. 波函数包含了粒子的全部信息
B. 波函数的平方描述了粒子在不同位置出现的概率
C. 粒子的位置和速度可以同时确定
D. 波函数的演化遵循薛定谔方程
答案：C
5. 根据薛定谔方程，粒子波函数的时间演化是：
A. 线性的
B. 非线性的
C. 随机的
D. 不可逆的
答案：A
二、计算题
1. 一束入射光照射到金属表面，发生了光电效应。
入射光的波长为550 nm，逸出功为2 eV，求最大能量的光电子的动能。
答案：
入射光的能量E = hc/λ = (6.63 × 10^-34 J·s × 3.00 × 10^8 m/s) / (550 ×10^-9 m) = 1.20 × 10^-19 J
最大动能K = E - φ = 1.20 × 10^-19 J - (2 × 1.60 × 10^-19 J) = -0.40 ×10^-19 J
2. 一束入射电子的波长为1 nm，通过一个宽度为1 μm的狭缝后，到达屏幕上的交叉区域。
求交叉区域的宽度。
答案：
交叉区域的宽度Δx = λL / d，其中L为屏幕到狭缝的距离，d为狭缝的宽度。
根据德布罗意关系，电子的波长λ = h / mv，其中h为普朗克常量，m为电子质量，v为电子速度。
将已知值代入计算，可得Δx ≈ (6.63 × 10^-34 J·s) / (9.1 × 10^-31 kg × 1 × 10^6 m/s) × (1 × 10^-9 m) / (1 × 10^-6 m) ≈ 7.3 × 10^-6 m
三、解答题
1. 请简要阐述波粒二象性的概念，并说明量子力学中的波函数是如何描述粒子的。
答案：
波粒二象性是指微观粒子既具有粒子性，又具有波动性的性质。
根据量子力学的理论和实验结果，粒子在一些实验中展现出波动性质，
如干涉、衍射等；而在另一些实验中表现出粒子性质，如光电效应、
康普顿散射等。
这种二象性的存在挑战了经典物理学的观点。
在量子力学中，波函数是描述粒子的核心概念。
波函数通过解薛定
谔方程得到，并包含了粒子的全部信息。
波函数的平方给出了粒子在
不同位置出现的概率密度，并且满足归一化条件。
根据波函数的演化，我们可以计算出粒子在不同状态下的能量、位置等物理量的概率分布。
波函数的演化遵循薛定谔方程，它描述了粒子的动力学行为。
总之，量子力学中的波函数以波动性的方式描述了粒子的概率分布，并提供了粒子的全部信息。
2. 请说明为什么“粒子的位置和速度可以同时确定”的观念在量子力
学中是不成立的。
答案：
在经典物理学中，我们常常认为粒子的位置和速度可以同时确定，
即粒子的运动状态是精确可知的。
然而，在量子力学中，粒子的位置
和速度并不能同时确定，这是由于不确定关系的存在。
根据海森堡不确定性原理，我们无法同时准确测量粒子的位置和动
量（速度）这两个物理量。
具体而言，不确定关系可以用数学公式表
示为△x ·△p ≥ h / (4π)，其中△x表示位置的不确定度，△p表示动量
的不确定度，h为普朗克常量。
这意味着我们无法同时将粒子的位置和
动量精确测量。
这个不确定性原理的存在意味着在某一时刻，粒子的位置和速度并非精确而已知的，而是具有一定的不确定性。
这对我们理解微观粒子的运动行为提出了挑战，需要我们采用概率的方式来描述和预测粒子的运动状态。
综上所述，“粒子的位置和速度可以同时确定”这一经典物理学的观点在量子力学中是不成立的，而粒子的位置和速度之间存在着不确定关系。