17.4-5概率波 不确定关系 —人教版高中物理选修3-5系列同步训练题精选.doc

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1、第十七章波粒二象性 同步训练题精选第4节概率波 第5节不确定性关系一、单选题。1.对于微观粒子的运动,下列说法中正确的是() A.光子不受外力作用时就会做匀速运动 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 2.下列说法正确的是()A.牛顿运动定律适用于一切实物粒子的运动B.牛顿运动定律适用于一切宏观物体的运动C.牛顿运动定律也适用于高速微观粒子D.研究微观粒子的运动规律应用量子力学3.在中子衍射技术中,常用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距比较接近.已知中子

2、的质量为1.6710-27kg,普朗克常量为6.6310-34Js,则可以估算出德布罗意波长为1.8210-10m的热中子动能的数量级为()A.10-17J B.10-19J C.10-21J D.10-24J4.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

3、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5.下列说法正确的是()A.光子相当于高速运动的质点B.光的直线传播只是宏观近似规律C.电子和其他微粒的物质波不是概率波D.光子与电子是同样的一种粒子6.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()A.一定是亮纹 B.一定是暗纹C.是亮纹的可能性大,是暗纹的可能性小D.是暗纹的可能性大,是亮纹的可能性小7.下列有关光的波粒二象性的说法中,正确的是()A.有的光是波,有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长,其波动性越显著;波长越短,其粒子性越显著D.大量光子的

4、行为往往显示出粒子性8.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,已知电子质量me=9.110-31 kg,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二、多选题。9.(多选)下列叙述的情况正确的有()A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样B.光是波,与橡皮绳上的波类似C.光是一种粒子,它和物质的作用是“一份一份”进行的D.光子在空间各点出现的可能性(概率),可以用波动的规律来描述10.(概率波的理解)(多选)关于光

5、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具有电磁说 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 11. (多选)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12.(多选)对不确定性关系,有以下几种理解,其中正确的是()A.微观粒子的动量不可能确定B.微观粒子的坐标不可能确定C.微观粒子的动量和坐标不可能同时

6、确定D.不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子,也适用于其他宏观粒子三、计算题。13.在“单缝衍射”实验中,若单缝宽度是1.010-9m,那么光子经过单缝发生衍射,动量不确定量是多少?14.一辆摩托车以20m/s的速度向墙冲去,车和人的总质量为100kg,求车撞墙时位置的不确定量.15.一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去,车身和人质量共100 kg,则车撞墙时的不确定范围是怎样的(普朗克常量h=6.62610-34 Js)?第4节概率波 第5节不确定性关系答案详解1.D解析 光子不同于宏观力学的物体,不能用宏观物体的牛顿力学规律分析光子的运动,选项A、B错误,选项D正确;根据概率波、不

7、确定性关系可知,选项C错误. 2.D解析:牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动,高速运动问题需用相对论解决,微观粒子的运动规律应用量子力学,可见只有选项D正确.3.C解析根据p=h,以及Ek=p22m知Ek=h22m2=410-21J.4.D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.5.B解析:光子是能量粒子,不能看成高速运动的质点,选项A错误;光的波长很短,比一般

8、物体的尺寸小得多,所以光的衍射非常不明显,可看成直线传播,选项B正确;电子和其他微粒由于同样具有波粒二象性,所以它们的物质波也是概率波,选项C错误;虽然光子与电子都是微观粒子,但电子是实物粒子,有静止质量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物形式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,所以不能说光子与电子是同样的一种粒子,选项D错误.6.A解析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.7.C解析:光具有波粒二象性,故选项A错误;电子是组成原子的基本粒子,有确定的静止质量,是一种物质实体,速度可以低于光速;光子代表着一份能量,没有静止质量,速度永远

9、是光速,故选项B错误;光的波长越长,波动性越明显,波长越短,其粒子性越显著,故选项C正确;大量光子运动的规律表现出光的波动性,故选项D错误.8.D解析:电子束穿过铝箔时发生衍射,受波动规律支配,不可能同时准确地知道电子的位置和动量,不可能用“轨迹”来描述电子的运动,选项A,B,C均错误,D正确.9.CD解析光的粒子性说明光是一种粒子,但到达空间某位置的概率遵守波动规律,与宏观概念的粒子和波有着本质的不同,所以A、B错误,D正确.根据光电效应可知,光是一种粒子,光子与电子的作用是一对一的关系,所以C正确.10.BC解析 爱因斯坦的光子说没有否定电磁说,A错误;光既有波动性,又有粒子性,两者不相互

10、矛盾,而是有机的统一体,D错误. 11 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,选项A,D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,选项B,C错误.12.CD解析不确定性关系表示确定位置、动量的精确度互相制约,此消彼长.当粒子位置的不确定性变小时,粒子动量的不确定性变大,当粒子位置的不确定性变大时,粒子动量的不确定性变小,故不能同时准确确定粒子的动量和坐标.不确定性关系也适用于其他宏观物体,不过这些不确定量微乎其微.13.大于或等于5.310-26kgm/s解析由题目可知,光子位置的不确定量x=1.010-9m,由xph4得p5.310-26kgm/s.14.大于或等于2.6410-38m解析根据不确定性关系xph4得xh4p=6.6310-3443.1410020m2.6410-38m.15.解析:根据不确定性关系xph4得xh4p=6.62610-3443.1410020 m=2.6410-38 m.答案:大于等于2.6410-38 m7