高中物理 第17章 第4、5节 概率波 不确定性关系同步练习 新人教版选修35.doc

【成才之路】2016高中物理 第17章 第4、5节 概率波 不确定性关系同步练习 新人教版选修3-5基础夯实一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1下列说法正确的是()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，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上答案：b解析：概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置。2关于光的波粒二象性的理解，正确的是()a大量的光子中有些光子表现出波动性，有些光子表现出粒子性b光在传播时是波，而与物质相互作用时就变成粒子c高频光是粒子，低频光是波d波粒二象性是光的属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著答案：d解析：光的波粒二象性是光的属性，不论其频率的高低还是光在传播或者是与物质相互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的效果易呈现出波动性，个别光子的效果易表现粒子性，光的频率越高，粒子性越强，光的频率越低，波动性越强，故a、b、c错误，d正确。3对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是()a不受外力作用时光子就会做匀速运动b光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动c只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度d运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律答案：d解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项a、b错误；根据概率波、不确定关系可知，选项c错误，故选d。4下列各种波属于概率波的是()a声波b无线电波c光波d物质波答案：cd解析：光波的波动性具有概率波的规律，任一运动的物体均有一种物质波与之对应，且这种物质波也具有概率波的规律。概率波与机械波和电磁波的本质不同。5在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()a使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样b单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样c光子通过狭缝的运动路线是直线d光的波动性是大量光子运动的规律答案：ad解析：个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，a、d选项正确。单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，b、c选项错。6从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是()a光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性b光的频率越高，光子的能量越大c在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方d在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方答案：bd解析：光具有波粒二象性，光的频率越高，光子的能量越大，a错，b正确。在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方，暗纹是光子到达概率小的地方，c错，d正确。二、非选择题7一电子具有200m/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9.11031kg)答案：x2.90103m解析：由不确定性关系xp得：电子位置的不确定范围 xm2.90103m.8在双缝干涉实验中，某光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律？请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成。答案：在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点根本不能预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波。能力提升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是()若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹这一实验结果证明了光具有波动性这一实验结果否定了光具有粒子性a对b对c对d对答案：a解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子行为表现为粒子性。上述实验表明光具有波粒二象性，故正确，即a正确。2下列说法正确的是()a光波是一种概率波b光波是一种机械波c单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变d单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变答案：a解析：据光的电磁说可知b选项错误。据光的波粒二象性可知，光是一种概率波，a选项正确，任何单色光在传播过程中其频率总保持不变，但波速v 却随介质的改变而改变(v)。据eh知，单色光在传播过程中，单个光子的能量总保持不变，c选项不正确。据n，v得，光密介质的折射率较大，故当光从光密介质进入光疏介质时波长变大，d选项错误。3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光波是宏观概念中那种连续的波答案：c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，都不正确。4.光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，正确的是()a单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量x越大，动量不确定量p越大的缘故b单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量x越大，动量不确定量p越小的缘故c单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量x越小，动量不确定量p越小的缘故d单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量x越小，动量不确定量p越大的缘故答案：bd解析：由粒子位置不确定量x与粒子动量不确定量p的不确定关系：xp可知，单缝越宽，位置不确定量x越大，动量不确定量p越小，所以光沿直线传播，b正确；单缝越窄，位置不确定量x越小，动量不确定量p越大，所以中央亮纹越宽，d正确。5如图所示，灯丝f发射的电子束经过电场加速后从阳极上狭缝s穿出，通过两条平行狭缝s1、s2后，在荧光屏上形成明显的双缝干涉图样。已知一个电子从狭缝s穿出时动量为p，普朗克常量为h，则()a经过电场加速后，电子的德布罗意波长为b经过电场加速后，电子的德布罗意波长为c荧光屏上暗纹的位置是电子不能到达的位置d荧光屏上亮纹的位置是电子到达概率大的位置答案：bd解析：电子的德布罗意波长，b正确，荧光屏上暗纹的位置是电子到达概率小的位置，亮纹的位置是电子到达概率大的位置，d正确。二、非选择题6在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0109m，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？答案：p0.531025kgm/s解析：单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量即x1.0109m，由xp有：10109p，则p0.531025kgm/s7我们能感知光现象，是因为我们接收到了一定能量的光，一个频率是106hz的无线电波的光子的能量是多大？一个频率为61014hz的绿色光子和1018hz的光子的能量各是多大？请结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明：为什么低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著。解析：由公式eh得：e1h16.631034106j6.631028je2h26.63103461014j3.978101