2024-2025学年高中物理第十七章波粒二象性5不确定性关系课堂演练含解析新人教版选修3-5

PAGE4-4概率波5不确定性关系1．(多选)关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是()A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B．光电效应现象说明白光的粒子性C．光波不同于机械波，它是一种概率波D．光的波动性和粒子性是相互冲突的，无法统一解析：爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在肯定条件下光是体现粒子性的，A错；光电效应说明光具有粒子性，说明光的能量是一份一份的，B对；光波在少量的状况下体现粒子性，大量的状况下体现波动性，所以C对；光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体，D错．答案：BC2．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．在光的双缝干涉试验中，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肯定的概率函数规律，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.依据测不准原理，在光的双缝干涉试验中，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.答案：B3.（多选）用很弱的光做单缝衍射试验，变更曝光时间，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匀称B.单个光子的分布是随机的，大量光子的分布满意统计规律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，说明白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匀称，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A、D正确；时间较长的图案表明光子到达的较多，与强光的单缝衍射图样相同，选项C错误；由爱因斯坦的“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，光子的分布满意统计规律，故B正确.答案：ABD4．一辆摩托车以20m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100kg，则车撞墙时的不确定范围是怎样的？解析：依据不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)得：Δx≥eq\f(h,4πΔp)＝eq\f(6.626×10－34,4×3.14×100×20)m＝2.64×10－38m.答案：大于等于2.64×10－38mA级抓基础1．(多选)下列各种波中是概率波的是()A．声波 B．无线电波C．光波 D．物质波解析：声波是机械波，A错．电磁波是一种能量波，B错．由概率波的概念和光波以及物质波的特点分析，可以得知光波和物质波均为概率波，故C、D正确．答案：CD2.经150V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.全部电子的运动轨迹均相同B.全部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解析：由物质波原则可知，它受波动概率影响，由测不准原则可知无法确定坐标，所以D是正确的，A、B、C错误.答案：D3．由不确定性关系可以得出的结论是()A．假如动量的不确定范围越小，则与它对应坐标的不确定范围就越大B．假如位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一确定的关系解析：由不确定关系的定义分析可知C选项正确，其他三个选项只说明白基本的某个方面，而没有对不确定性关系做进一步的相识，故都不正确．答案：C4．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.答案：CB级提实力5.（多选）用极微弱的可见光做双缝干涉试验，随着时间的增加，在屏上先后出现甲、乙、丙所示的图像，则（）A.图像甲表明光具有粒子性B.图像丙表明光具有波动性C.试验表明光是一种概率波D.在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方解析：图像甲以一个个的亮点，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，故A正确；图像丙有明显的明暗相间的干涉条纹，而干涉是波特有的性质，故表明光具有波动性，故B正确；因为单个光子所能到达的位置不能确定，但大量光子却表现出波动性，即光子到达哪个位置是一个概率问题，故此试验表明白光是一种概率波，故C正确；干涉是波特有的性质，故干涉条纹表明光具有波动性，暗条纹处是光子到达的概率比较小的地方，故D错误.答案：ABC6．如图所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正下方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在下方的荧光屏上使荧光屏发光．那么在荧光屏上将看到()A．只有两条亮纹B．有多条明暗相间的条纹C．没有亮纹D．只有一条亮纹解析：由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动规律支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B正确．答案：B7．(多选)依据不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，下列说法正确的是()A．实行方法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．实行方法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关解析：不确定性关系表明无论采纳什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必定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，都不行能逾越不确定性关系所给出的限度，故A、D正确.答案：AD8．已知eq\f(h,4π)＝5.3×10－35J·s，试求下列状况中速度测定的不确定量，并依据计算结果，探讨在宏观和微观世界中进行测量的不同状况．(1)一个球的质量m＝1.0kg，测定其位置的不确定量为10－6m；(2)电子的质量me＝9.0×10－31kg，测定其位置的不确定量为10－10m(即在原子的数量级)．解析：(1)m＝1.0kg，Δx＝10－6m，由ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，Δp＝mΔv知Δv1＝eq\f(h,4πΔxm)＝eq\f(5.3×10－35,10－6×1.0)m/s＝5.3×10－29m/s.(2)me＝