2019-2020年高中物理第十七章波粒二象性5不确定性关系练习新人教版选修

2019-2020年高中物理第十七章波粒二象性5不确定性关系练习新人

教版选修

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．光电效应现象说明了光的粒子性 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矛盾的，无法统一

解析：爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在一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；光波在少量的情况下体现粒子性，大量的情况下体现波动性，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：BC

2．(多选)下列说法正确的是( ) A．宏观物体的动量和位置可准确测定 B．微观粒子的动量和位置可准确测定 C．微观粒子的动量和位置不可同时准确测定 D．宏观粒子的动量和位置不可同时准确测定

解析：根据对不确定关系的理解可知A、C正确，B、D错误． 答案：AC

3．(多选)在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是( )

A．到达亮纹处的概率比到达暗纹处的概率大 B．到达暗纹处的概率比到达亮纹处的概率大 C．对于某一光子，它可能到达光屏的任何位置 D．以上说法均有可能

解析：根据概率波的含义，一个光子到达亮纹处的概率要比到达暗纹处的概率大得多，但并不是一定能够到达亮纹处，故选项A、C正确．

答案：AC

4．一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，则车撞墙时的不确定范围是怎样的？

6.626×10

解析：根据不确定性关系ΔxΔp≥得：Δx≥＝ m＝

4π4πΔp4×3.14×100×202.64×10

－38

hh－34

m.

－38

答案：大于等于2.64×10 m

1．(多选)下列各种波中是概率波的是( ) A．声波 C．光波

B．无线电波 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：CD

2．(多选)以下说法正确的是( )

A．微观粒子不能用“轨道”观点来描述粒子的运动 B．微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动 C．微观粒子位置不能精确确定 D．微观粒子位置能精确确定

解析：微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，这也就决定了不能用“轨道”的观点来描述粒子的运动(轨道上运动的粒子在某时刻具有确定的位置和动量)，故A正确．由微观粒子的波粒二象性可知微观粒子位置不能精确确定，故C正确．

答案：AC

3．由不确定性关系可以得出的结论是( )

A．如果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．如果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了基本的某个方面，而没有对不确定性关系做进一步的认识，故都不正确．

答案：C

4．关于电子云，下列说法正确的是( ) A．电子云是真实存在的实体

B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置 C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布 D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道

解析：由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，人们常用小圆点表示这种概率，小圆点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C正确．

答案：C

5．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处是( )

A．亮纹

B．暗纹

C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹 D．以上各种情况均有可能

解析：由光子按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b处一定是亮纹，选项A正确．

答案：A

6．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：B

7．如图所示是双缝干涉的图样，我们如何用光的波粒二象性来解释呢？

解析：图a表示曝光时间很短的情况，在胶片上出现的是随机分布的光点．延长胶片曝光的时间，就会出现如图b所示的图样．从图中可以看出，光子在某些条形区域出现的概率增大，这些区域是光波通过双缝后产生相干振动加强的区域；而落在其他一些条形区域的概率很小，这些区域是光波通过双缝后产生相干振动减弱的区域．曝光的时间越长，图样就越清晰(如图c所示)．这说明，可以用光子在空间各点出现的概率来解释光的干涉图样，即认为光是一种概率波．

答案：见解析 8．已知＝5.3×10

4π

h－35

J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，

讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况．

(1)一个球的质量m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为10 m； (2)电子的质量me＝9.0×10

－31

－6

kg，测定其位置的不确定量为10

－10

m(即在原子的数量

级)．

解析：(1)m＝1.0 kg，Δx＝10 m， 由ΔxΔp≥

－6

h4π

，Δp＝mΔv知

－35

5.3×10－29

Δv1＝＝－6 m/s＝5.3×10 m/s.

4πΔxm10×1.0(2)me＝9.0×10

－31

h kg，Δx＝10

－35

－10

m，

5.3×105

Δv2＝＝－10－31 m/s≈5.89×10 m/s.

4πΔxm10×9.0×10答案：(1)5.3×10

－29

h m/s (2)5.89×10 m/s

5

在微观世界中速度测定的不确定量远比宏观中的大

2019-2020年高中物理第十七章波粒二象性章末复习课新人教版选

修

【知识体系】

有关光电效应的问题主要有两个方面，一是关于光电效应现象中有关规律的判断，二是应用光电效应方程进行简单的计算．处理该类问题关键是掌握光电效应的规律，明确各物理量之间的决定关系．

光电效应的规律是：①截止频率ν0，是能使金属发生光电效应的最低频率，这也是判断能否发生光电效应的依据．若ν<ν0，无论多强的光照射时，都不能发生光电效应；②最大初动能Ek，与入射光的频率和金属的逸出功有关，与光强无关；③饱和光电流与光的强度有关，在入射光频率不变的情况下，光强正比于单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子数．

光电子的最大初动能跟入射光的能量hν、金属逸出功W0的关系为光电效应方程，表达式为Ek＝hν－W0，反映了光电效应现象中的能量转化和守恒．

【典例1】 关于光电效应的规律，下列说法不正确的是( )

A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电

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