高中物理第十七章波粒二象性第四节概率波第五节不确定性关系自我小测新人教版.docx

不确定性关系1 物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光波的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹。对这个实验结果，下列认识正确的是()A曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的波动性B单个光子通过双缝后的落点可以预测C只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方2 以下说法正确的是()A物体都具有波动性B抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C通常情况下，质子比电子的波长长D核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道3 电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是()A氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置4 根据不确定性关系xp，判断下列说法正确的是()A采取办法提高测量x精度时，p的精度下降B采取办法提高测量x精度时，p的精度上升Cx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关Dx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关5从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式xp判断下列说法正确的是()A入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置B狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D更宽的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了6关于宏观物体和微观粒子的特性，下列说法正确的是()A经典物理学中的粒子任意时刻有确定位置和速度以及时空中的确定轨道B在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显出波动性，那么光只通过一个缝时就显出粒子性C光学中某些现象表明光具有波动性，而某些现象又表明光具有粒子性，说明光有时是波，有时是粒子D经典物理的粒子模型和波动模型在微观世界变成了波粒二象性模型7 经150 V电压加速的电子束沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则()A所有电子的运动轨迹均相同B所有电子到达屏上的位置坐标均相同C电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置8 一电子具有400 m/s的速率，动量的不确定范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大？920世纪20年代，剑桥大学学生G.泰勒做了一个实验：在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底板，整个装置如图所示。小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹。泰勒对这照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是51013 J(h6.631034 Js)。(1)假如起作用的光波波长约500 nm，计算从一个光子到下一光子到达底片所相隔的平均时间及光束中两邻近光子之间的平均距离；(2)如果当时实验用的箱子长为1.2 m，根据(1)的计算结果，能否找到支持光的概率波的证据？参考答案1 解析：曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的粒子性，选项A错误；单个光子通过双缝后的落点不可以预测，在某一位置出现的概率受波动规律支配，选项B错误；大量光子的行为才能表现出光的波动性，干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方，故选项C错误，D正确。答案：D2 解析：任何物体都具有波动性，故A对；对宏观物体而言，其波动性难以观测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，故B错；电子的动量往往比质子的动量小，由知，电子的波长长，故C错；核外电子绕核运动的规律是概率问题，无确定的轨道，故D对。答案：AD3 解析：微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确。答案：CD4 解析：不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关。无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定性关系所给出的限度，故选项A、D正确。答案：AD5 解析：由xp，狭缝变小了，即x减小了，p变大，即动量的不确定性变大了，故C正确，A、B、D错误。答案：C6 解析：任意时刻的确定位置和速度以及时空中的确定轨道，这是经典物理学中粒子运动的基本特征，所以选项A正确；但经典的粒子模型和波动模型在微观世界变成了波粒二象性模型，选项D正确；光具有波粒二象性，某些现象表明光具有波动性，而某些现象又表明光具有粒子性，一般说大量光子容易表现出波动性，个别光子容易表现出粒子性，但不能说光有时是波，有时是粒子，选项B、C错误。答案：AD7 解析：电子属于微观粒子，由不确定关系可知A、B、C均错；电子被加速后其德布罗意波波长11010 m，穿过铝箔时发生衍射，电子到达屏上的位置受波动规律支配，只能通过概率波进行统计性的描述。答案：D8 解析：电子的动量为pmv9.11031400 kgm/s3.61028 kgm/s。p0.01%p1.01043.61028 kgm/s3.61032 kgm/s，由不确定性关系式，得电子位置的不确定范围：xm1.5103 m。答案：1.5103 m9解析：(1)对于500 nm的光子能量为hh6.631034J4.01019 J因此每秒到达底片的光子数为n个1.25106 个如果光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是ts8.0107 s。两相邻光子间平均距离为xct3.01088.0107 m240 m。(2)由(1)的计算结果可知，两光子间距有240 m，而箱子长只有1.2 m，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运