2018_2019学年高中物理专题09概率波和不确定性关系练习（含解析）.docx

课时09 概率波和不确定性关系1下列关于物质波的说法中正确的是（）A实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是本质相同的物体B物质波和光波都不是概率波C粒子的动量越大，其波动性越易观察D粒子的动量越小，其波动性越易观察【答案】D【解析】实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但实物粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同，故A错误；物质波和光波都是概率波，故B错误；又由=hp可知，p越小，越大，波动性越明显，故D正确。所以D正确，ABC错误。2关于光的波粒二象性，以下说法中正确的是（）A光的波动性与机械波，光的粒子性与质点都是等同的B光子和质子、电子等是一样的粒子C大量光子易显出粒子性，少量光子易显出波动性D紫外线、X射线和射线中，射线的粒子性最强，紫外线的波动性最显著【答案】D【解析】光的波动性与机械波、光的粒子性与质点有本质区别，故A错误；光子实质上是以场的形式存在的一种“粒子”，而电子、质子是实物粒子，故B错误；光是一种概率波，大量光子往往表现出波动性，少量光子则往往表现出粒子性，故C错误；频率越高的光的粒子性越强，频率越低的光的波动性越显著，故D正确。故D正确，ABC错误。3一个光子和一个电子具有相同的波长，则（）A光子具有较大的动量B光子具有较小的能量C电子与光子的动量相等D电子和光子的动量不确定【答案】C【解析】根据hp可知，相同的波长具有相同的动量由Ekp22m知二者能量不同只有C正确4在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（）A一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处C一定落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大【答案】D【解析】根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹，故概率最大落在中央亮纹处，也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，综上所述，故ABC错误，D正确。5下列说法中正确的是（）A概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象B普朗克常量h用国际单位制的基本单位表示是kgm2s3C只要入射光强度足够大，就能发生光电效应，但单位时间内逸出的光电子数目不变D光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方【答案】D【解析】概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故A错误；普朗克常量的单位为kgm2/s2，故B错误；光电效应与入射光强度无关，只与频率有关。故C错误；根据波粒二象性可知，干涉条纹亮的地方就是光子到达概率大的地方，故D正确；6（多选）用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图案如图所示，则（）A光的能量在胶片上分布不均匀B单个光子的分布是随机的，大量光子的分布满足统计规律C时间较长的图案不同于强光的单缝衍射图样D图案表明光是一种概率波【答案】ABD【解析】时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，说明了单个光子表现为粒子性，光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹，说明光的能量在胶片上分布不均匀，光到达胶片上不同位置的概率不相同，即图案表明光是一种概率波，故AD正确；时间较长的图案表明光子到达的较多，于强光的单缝衍射图样相同，选项C错误；据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，单个光子的分布是随机的，而大量光子表现为波动性，光子的分布满足统计规律，故B正确；故选ABD。本题主要考查了光的波粒二象性及其表现形式，其实这类题目往往考查的内容很基础，故只要注意基础知识的积累，就能顺利解决此类题目.7在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子（）A一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处C可能落在亮纹处D可能落在暗纹处【答案】CD【解析】根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，故落在中央亮纹处概率最大。也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故CD正确。故选：CD。8下列关于波粒二象性的说法不正确的是（）A光电效应揭示了光的波动性,光的衍射和干涉揭示了光的粒子性B随着电磁波频率的增大其波动性越不显著,粒子性越显著C大量光子的行为显示波动性,个别光子的行为显示粒子性D不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性【答案】A【解析】A、光电效应揭示了光的粒子性，衍射和干涉是波特有的性质，揭示了光的波动性，A错误；B、电磁波频率越高，波长越短，衍射和干涉现象越不明显，波动性越不显著，粒子性越显著，B正确；C、光既是波又是粒子，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，C正确；D、一切运动的微粒都具有波粒二象性，D正确。故选：BCD。能力提高之百尺竿头1下列说法中正确的是（）A概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象B只要增大入射光强度，就一定能发生光电效应C如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目不变D光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方【答案】D【解析】概率波是物质波，传播不需要介质，而机械波传播需要介质，故概率波和机械波的本质是不一样的，但是都能发生干涉和衍射现象，故A错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光强无关，故B错误；如果能发生光电效应，只增大入射光强度，则光子的密集程度增加，故单位时间内逸出的光电子数目增加，故C错误；光波是概率波，故光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方，故D正确；故选D。点睛：本题考查了实物粒子和光子的波粒二象性，但应该注意，虽所有的微观粒子都具有波粒二象性，但光子跟电子、质子等粒子还是有很基本的区别的光子没有静质量，电子、质子等都有静质量光子的运动速度永远是c，电子、质子等却可以有低于光速c的各种不同的运动速度2德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式=hp。现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H和二价镁离子Mg2，已知氢离子与镁离子质量比为1：24，求加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波的波长之比为A1：4 B1：43 C4：l D43：l【答案】D【解析】离子加速后的动能：Ek=qU；离子的德布罗意波波长：；所以：，故ABC错误，D正确故选D.该题结合动能定理考查对德布罗意波的理解以及德布罗意波波长的计算，关键是正确得出离子的波长的公式3下列关于概率波的说法中,正确的是（）A概率波就是机械波B物质波是一种概率波C概率波和机械波的本质是一样的,都能发生干涉和衍射现象D在光的双缝干涉实验中,若有一个粒子,则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过【答案】B【解析】A、德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；B、物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B正确；C、概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；D、根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D错误。此题要理解物质波的概念，知道一切运动的物体才有物质波，电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来。4以下说法中正确的是（）A光波是概率波，物质波不是概率波 B实物粒子不具有波动性C实物粒子也具有波动性，只是不明显 D光的波动性是光子之间相互作用引起的【答案】C【解析】光波和物质波都是概率波，选项A错误；实物粒子也具有波动性，只是不明显，选项B错误，C正确；光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的，选项D错误；故选C.宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的更容易体现波动性，波长短可以体现粒子性5下列说法中正确的是（）A在关于物质波的表达式和中，能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长或频率v是描述物质的波动性的典型物理量B光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性C天然放射现象的发现，揭示了原子的核式结构D射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比射线要强【答案】AD【解析】在关于物质波的表达式=hv和中，能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长或频率v是描述物质的波动性的典型物理量，A正确；光电效应既显示了光的粒子性，不能显示了光的波动性，故B错误；天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂结构，C错误；射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比射线要强，D正确；此题考查了物质波、光电效应、天然放射现象以及核反应；重点掌握光的波粒二象性，知道什么现象体现了粒子性，什么现象体现了波动性。11以下说法符合物理学史的是_A普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元B康普顿效应只表明光子具有能量C德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性D汤姆逊通过粒子散射实验，提出了原子具有核式结构E戴维孙与GP汤姆孙利用晶体做了电子束的衍射实验，从而证实了电子的波动性【答案】ACE【解析】普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故A正确；康普顿效应不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量，故B错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故C正确；卢瑟福在用粒子轰击金箔的实验中发现了质子，并预言了中子的存在，提出原子核式结构学说，故D错误；戴维孙和GP汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了衍射图样，从而证实电子具有波动性故E正确。考点：物理学史；光的波粒二象性本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。12关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A能量较大的光子其波动性越显著。B光波频率越高，粒子性越明显。C波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。D个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性。【答案】A【解析】能量较大的光子的波长短，其粒子性越显著，故A错误；光的波长越长，其波动性越显著，频率越高，波长越短，其粒子性越显著，故B正确；光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，故C正确；个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，故D正确；本题选择不正确的，故选A.本题考查了光的波粒二象性，有时波动性明显，有时粒子性明显个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性13关于不确定性关系xph4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【答案】CD【解析】不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式：xph4，不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体，故AB错误、CD正确故选CD本题要知道不确定性原理，理解粒子的位置与动量不可同时被确定，要知道不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体14德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是=hp，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量.已知某种紫光的波长是440nm，若将电子加速，使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的104倍.（1）求电子的动量大小；（2）试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系.【答案】（1）1.51023kgm/s（2）U=h22em2【解析】试题分析：根据德布罗意波波长公式与动量表达式，即可求解；根据动能定理，即可求解。（1）根据德布罗意波波长公式：=hp，电子的动量为：p=h代入数据解得：p=1.510-23kgm/s（2）根据动能定理：eU=12mv2=p22m又因：p=h联立以上解得：U=h22em2本题主要考查德布罗意波波长公式、动量的表达式与动能定理。15爱因斯坦的相对论提出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：E=mc2，其中c为光在真空中的速度c=3108m/s，电子的质量为m=9.110-31kg，其中普朗克常量为h=6.6310-34J s；计算频率为v=51014Hz光子具有的动量是多少？若一电子的动量与该光子相同，该电子的