20192020学年高中物理第十七章波粒二象性45概率波不确定性关系练习(含解析)新人教选修35

20192020学年高中物理第十七章波粒二象性4、5概率波不确定性关系练习(含分析)新人教版选修3520192020学年高中物理第十七章波粒二象性4、5概率波不确定性关系练习(含分析)新人教版选修357/7袂PAGE7螀蒄衿蒇20192020学年高中物理第十七章波粒二象性4、5概率波不确定性关系练习(含分析)新人教版选修35

4~5概率波不确定性关系

基础牢固

1.以下说法正确的选项是( )

概率波就是机械波

物质波是一种概率波

,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

剖析概率波与机械波是两个见解,实质不相同;物质波是一种概率波,吻合概率波的特点;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,但有概率较大的地址。答案B

2.(多项选择)光经过单缝所发生的现象,用地址和动量的不确定性关系的见解加以讲解,正确的选项是( )

A.单缝宽,光是沿直线流传,这是由于单缝宽,地址不确定量x大,动量不确定量p小,能够忽略

B.当能发生衍射现象时,动量不确定量p就不能够忽略

C.单缝越窄,中央亮纹越宽,是由于地址不确定量越小,动量不确定量大的缘故

剖析由不确定关系x·Δp≥?可知,A、B、C均正确。4π

答案ABC

3.(多项选择)关于光的性质,以下表达中正确的选项是( )

A.在其他相同条件下,光的频率越高,衍射现象越简单看到

B.频率越高的光,粒子性越明显;频率越低的光,颠簸性越明显

C.光的波长越长,颠簸性就越明显;光的波长越短,粒子性就越明显

,它们将严格依照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运

动

剖析光的频率越高,波长越短,光的粒子性越明显;光的频率越低,波长越长,光的颠簸性越明显,A错

误,B、C正确;光是一种概率波,光子在空间出现的概率由颠簸规律决定,每个光子经过狭缝后到达

哪个地址是不能够确定的,故D错误。

答案BC

4.物理学家做了一个幽默的实验:在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光的强度,使

光子只能一个一个地经过狭缝。实验结果表示:若是曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则

的点子;若是曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果有以下认识,其中

正确的选项是( )

A.曝光时间不长时,底片上只能出现一些不规则的点,表现出光的颠簸性

单个光子经过双缝后的落点能够展望

1

剖析少许光子落点不确定,表现了粒子性,大量光子的行为吻合统计规律,受颠簸规律支配,表现了

颠簸性,故只有D正确。

答案D

.

以下列图是一个粒子源,产生某种粒子,在其正前面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。那么在荧光屏大将看到( )

只有两条亮纹

有多条明暗相间的条纹

C.没有亮纹

D.只有一条亮纹

剖析由于粒子源产生的粒子是微观粒子,它的运动受颠簸性支配,对大量粒子运动到达屏上的某点

的概率,能够用波的特点进行描述,即产生双缝干涉,在屏大将看到干涉条纹,因此B正确。答案B

6.(多项选择)电子的运动受颠簸性的支配,关于氢原子的核外电子,以下说法正确的选项是( )

氢原子的核外电子能够用确定的坐标描述它们在原子中的地址

电子绕核运动时,能够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.电子轨道只但是是电子出现的概率比较大的地址

剖析微观粒子的颠簸性是一种概率波,关于微观粒子的运动,牛顿运动定律已经不适用了,因此氢原

子的核外电子不能够用确定的坐标描述它们在原子中的地址,电子的“轨道”其实是没有意义的,电

子轨道只但是是电子出现的概率比较大的地址,综上所述,C、D正确。

答案CD

7.

以下列图为示波管表示图,电子的加速电压104V,打在荧光屏上电子的地址确定在01mm范围U=.内,能够认为令人满意,则电子的速度可否能够完好确定?可否能够用经典力学来办理?电子质量9110-31kg。m=.×?-4-31剖析x=10m,由xpx≥4π得,动量的不确定量最小值约为px≈5×10kg·m/s,其速度不12-194-157确定量最小值v≈0.55m/s。2mv=eU=1.6×10×10J=1.6×10J,v=6×10m/s,v远小于v,电子的速度能够完好确定,能够用经典力学来办理。答案能够完好确定能够用经典力学来办理

2

能力提升

1.(多项选择)在单缝衍射实验中,从微观粒子运动的不确定关系可知( )

A.缝越窄,粒子地址的不确定性越大

B.缝越宽,粒子地址的不确定性越大

C.缝越窄,粒子动量的不确定性越大

D.缝越宽,粒子动量的不确定性越大剖析由不确定性关系xpx≥?知缝宽时,地址不确定性越大,则动量的不确定性越小,反之亦然,4π因此选项B、C正确。答案BC2.(多项选择)下表列出了几种不相同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1MHz的无线电波的波长,依照表中数据可知()质量/kg速度波长/m-1)-/(m·s-弹子球2.0×101.0×-23.3×1021030电子9.1×10-.×61.2×10-(10031101050eV)无线电82波(13.0×103.0×10MHz)

要检测弹子球的颠簸性几乎不能能

无线电波平时只能表现出颠簸性

C.电子照射到金属晶体上能观察到它的颠簸性

D.只有可见光才有波粒二象性

剖析弹子球的波长相对太小,因此检测其颠簸性几乎不能能,A正确;无线电波波长较长,因此平时表

现为颠簸性,B正确;电子波长与金属晶体尺度差不多,因此能利用金属晶体观察电子的颠簸性,C正

确;由物质波理论知,D错误。答案ABC

3.金属晶体中晶格大小的数量级是10-10m。电子经加速电场加速,形成一电子束,电子束照射该金属晶体时,获得明显的衍射图样。问这个加速电场的电压约为多少?(已知电子的电荷量为e=1.6×10-19C,质量为m=0.90×10-30kg)剖析设加速电场的电压为,电子经电场加速后获得的速度为,对加速过程由动能定理得12UveU=2mv①据德布罗意物质波理论知,电子的德布罗意波长为λ=??②其中p=mv③2解①②③联立方程组可得U=2???2≈153V。

3

答案153V4.在单缝衍射实验中,若单缝宽度是1.0×10-9m,那么光子经过单缝发生衍射,动量不确定量是多少?剖析由题目可知光子地址的不确定量x=1.0×10-9m,解答本题需利用不确定性关系。单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量,即10×10-9m,由x≥?有1010-x=.xp4π.×9p×10-34p≥5310-26kg·m/s。×≥,则×x4πx答案px≥5.3-26·m/s×10kg5.电视显像管中的电子的加速电压为10kV,电子枪的枪口直径设为0.01cm,试求电子射出电子枪后的横向速度的不确定量。剖析电子的横向地址不确定量x=0.01cm,由不确定关系式得vx≥??×10-34m/s058m/s。4π?=4×××10-30×10-4=.电子经10kV的电压加速后的速度约为v=107m/s,因此v?vx,也就是电子的运动相对来看仍是相当确定的,颠簸性不起什么作用。运动的电子仍可看作经典粒子。

答案0.58m/s

6.质量为10g的子弹与电子的速率相同,均为500m/s,测量正确度为0.01%,若地址和速率在同一实验中同时测量,试问它们地址的最小不确定量各为多少?(电子质量m=9.1×10-31kg)剖析测量正确度也就是速度的不确定性,故子弹、电子的速度不确定量为v=0.05m/s,子弹动量的不