（浙江專版）2019年高中物理 第十七章 波粒二象性 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十六）概率波 不確定性關(guān)系（含解析）新人教版選修3-5

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1、概率波 不確定性關(guān)系 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．概率波就是機(jī)械波 B．物質(zhì)波是一種概率波 C．概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若有一個(gè)光子，則能確定這個(gè)光子落在哪個(gè)點(diǎn)上 解析：選B　機(jī)械波是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，而概率波是粒子所到達(dá)區(qū)域的機(jī)率大小可以通過(guò)波動(dòng)的規(guī)律來(lái)確定。故其本質(zhì)不同A、C錯(cuò)，B對(duì)；由于光是一種概率波，光子落在哪個(gè)點(diǎn)上不能確定，D錯(cuò)。 2．紫外線光子的動(dòng)量為。一個(gè)靜止的O3吸收了一個(gè)紫外線光子后(　　) A．仍然靜止 B．沿著光子原來(lái)運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng) C．沿與光子運(yùn)動(dòng)方向相反的方

2、向運(yùn)動(dòng) D．可能向任何方向運(yùn)動(dòng) 解析：選B　由動(dòng)量守恒定律知，吸收了紫外線光子的O3分子與光子原來(lái)運(yùn)動(dòng)的方向相同。故正確選項(xiàng)為B。 3．在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)100個(gè)光子中有96個(gè)通過(guò)雙縫后打到了觀察屏上的b處，則b處可能是(　　) A．亮條紋 B．暗條紋 C．既有可能是亮條紋也有可能是暗條紋 D．以上各種情況均有可能 解析：選A　按波的概率分布的特點(diǎn)去判斷，由于大部分光子都落在b處，故b處一定是亮條紋，選項(xiàng)A正確。 4．關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．電子如果表現(xiàn)粒子性，則無(wú)法用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律 B．電子如果表現(xiàn)粒子性，則

3、可以用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律 C．電子如果表現(xiàn)波動(dòng)性，則無(wú)法用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，空間分布的概率遵循波動(dòng)規(guī)律 D．電子如果表現(xiàn)波動(dòng)性，則可以用軌跡來(lái)描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律 解析：選C　由于運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無(wú)法用軌跡描述其運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)也不遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律，A、B錯(cuò)誤；大量電子表現(xiàn)出波動(dòng)性，無(wú)法用軌跡描述其運(yùn)動(dòng)，可確定電子在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率，且分布概率遵循波動(dòng)規(guī)律，C正確，D錯(cuò)誤。 5．如圖所示是一個(gè)粒子源，產(chǎn)生某種粒子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過(guò)狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光。那么在熒光屏上將看到

4、(　　) A．只有兩條亮條紋 B．有多條明、暗相間的條紋 C．沒(méi)有亮條紋 D．只有一條亮條紋 解析：選B　粒子源經(jīng)過(guò)兩條狹縫，打到屏上的位置不確定，到達(dá)某位置的概率大的，則為亮條紋，概率小的，即為暗條紋，大量的粒子會(huì)體現(xiàn)波動(dòng)性，因此有許多條明、暗相間的條紋，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 二、多項(xiàng)選擇題 6．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．光的波粒二象性學(xué)說(shuō)，就是牛頓的微粒說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)組成的 B．光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說(shuō) C．光子說(shuō)并沒(méi)有否定光的電磁說(shuō)，在光子能量ε＝hν中，頻率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征 D．光波不同于宏觀概念中那種連續(xù)

5、的波，它是表明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波 解析：選CD　牛頓的微粒說(shuō)認(rèn)為光是由物質(zhì)微粒組成的，惠更斯的波動(dòng)說(shuō)認(rèn)為光是機(jī)械波，都是從宏觀現(xiàn)象中形成的觀念，光的波粒二象性沒(méi)有否定光的電磁說(shuō)，A、B錯(cuò)誤，C正確；由光波的實(shí)質(zhì)易知，D正確。 7．影響顯微鏡分辨率本領(lǐng)的一個(gè)因素是波的衍射，衍射現(xiàn)象越明顯，分辨本領(lǐng)越低。使用電子束工作的電子顯微鏡有較高的分辨本領(lǐng)，它利用高壓對(duì)電子束加速最后打在感光膠片上來(lái)觀察顯微圖像。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．加速電壓越高，電子的波長(zhǎng)越小，顯微鏡的分辨本領(lǐng)越強(qiáng) B．加速電壓越高，電子的波長(zhǎng)越大，顯微鏡的分辨本領(lǐng)越弱 C．如果加速電壓相同，則用質(zhì)子流工作的

6、顯微鏡比用電子流工作的顯微鏡分辨本領(lǐng)強(qiáng) D．如果加速電壓相同，則用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用電子流工作的顯微鏡分辨本領(lǐng)弱 解析：選AC　電子或質(zhì)子在電場(chǎng)中加速時(shí)，由動(dòng)能定理可得eU＝mv2＝，又由物質(zhì)波公式λ＝得電子或質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)為λ＝，所以加速電壓越高，電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)越小，衍射現(xiàn)象越不明顯，顯微鏡的分辨本領(lǐng)越強(qiáng)，故A正確，B錯(cuò)誤；而經(jīng)相同電壓加速后的質(zhì)子和電子相比，質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)比電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)小，衍射現(xiàn)象不明顯。又因?yàn)轱@微鏡的分辨本領(lǐng)與波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越小，衍射現(xiàn)象越不明顯，其分辨本領(lǐng)越強(qiáng)。故C正確，D錯(cuò)誤。 三、非選擇題 8．氦氖激光器所發(fā)紅光波長(zhǎng)為λ＝6.238×10－7

7、m，譜線寬度Δλ＝10－18 m。求當(dāng)這種光子沿x方向傳播時(shí)，它的x坐標(biāo)的不確定量為多大？ 解析：紅光光子動(dòng)量的不確定量為Δp＝， 根據(jù)ΔxΔp≥，得x坐標(biāo)的不確定量為 Δx≥＝＝ m ≈7.96×10－20 m。 答案：大于等于7.96×10－20 m 9．一電子具有200 m/s的速率，動(dòng)量的不確定范圍為0.01%，則確定該電子的位置時(shí)，有多大的不確定范圍？(電子質(zhì)量為9.1×10－31 kg，h＝6.63×10－34 J·s) 解析：電子的動(dòng)量為：p＝mv ＝9.1×10－31 kg×200 m·s－1 ≈1.8×10－28 kg·m·s－1 動(dòng)量的不確定范圍為： Δp＝0.01%p＝1.0×10－4×1.8×10－28 kg·m·s－1 ＝1.8×10－32 kg·m·s－1 由不確定性關(guān)系式ΔxΔp≥， 得電子位置的不確定范圍為Δx≥， 所以Δx≥ m≈2.9×10－3 m。 答案：大于等于2.9×10－3 m - 4 -