人教版高二选修3-5第十七章 第4节 概率波 第5节 不确定性关系课时练习

一、多选题

1. 难度：简单

关于经典的波的特征，下列说法中正确的是（    ）

A.具有波长，没有频率 B.具有频率，没有波长

C.既具有颊率，也具有波长 D.具有周期性

2. 难度：中等

在验证光的波粒二象性实验中,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,底片上将出现衍射条纹

B.单个光子通过狭缝后,底片上会出现完整的衍射图样

C.光的波动性是大量光子运动规律

D.光子通过狭缝的路线是直线

3. 难度：简单

物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，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，底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，下列对这个实验结果的认识正确的是（    ）

A.曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点

B.单个光子的运动没有确定的轨道

C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达概率较大的地方

D.只有大量光子的行为才能表现出波动性

4. 难度：简单

关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是(　　)

A.微观粒子的动量不可确定

B.微观粒子的位置坐标不可确定

C.微观粒子的动量和位置不可能同时确定

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

5. 难度：中等

根据不确定性关系ΔxΔp≥，判断下列说法正确的是（ ）

A.采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降

B.采取办法提高测量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

二、单选题

6. 难度：中等

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，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

7. 难度：简单

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.电子云周围的小黑圆点就是电子的真实位置

C.电子云上的小黑圆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

三、多选题

8. 难度：中等

利用金属晶格（大小约）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是（    ）

A.该实验说明了电子具有波动性

B.实验中电子束的德布罗意波长为

C.加速电压U越大，电子的衍射现象越明显

D.若用相同动能的质子替代电子，质子的波长更长

9. 难度：简单

灯丝发射的电子束经过电场加速后从阳极上的狭缝穿出，通过两条平行狭缝后，在荧光屏上形成明显的双缝干涉图样．已知一个电子从狭缝穿出时动量为P，普朗克常量为h，则（ ）

A.经过电场加速后，电子的德布罗意波长为P/h

B.经过电场加速后，电子的德布罗意波长为h/P

C.荧光屏上暗条纹的位置是电子不能到达的位置

D.荧光屏上亮条纹的位置是电子到达概率大的位置

四、解答题

10. 难度：中等

已知＝5.3×10^－35J·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^－6m；

（2）电子的质量m_e＝9.1×10^－31kg，测定其位置的不确定量为10^－10m.

11. 难度：中等

质量为m=6．64×10^-27kg的α粒子通过宽度为a=0．1 mm的狭缝后，其速度的不确定量约为多少?若其速度v=3×10⁷m/s，它能否看成经典粒子?

五、单选题

12. 难度：简单

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.在光的双缝干涉实验中，若粒子每次都是一个一个地通过，能确定粒子会通过哪一个缝

13. 难度：简单

在中子衍射技术中，常利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相近．已知中子质量，普朗克常量，可以估算德布罗意波长的热中子动能的数量级为（    ）

A. B. C. D.

六、多选题

14. 难度：简单

用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、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.用紫外光观察不到类似的图像 D.实验表明光是一种概率波

七、填空题

15. 难度：简单

波长为0.02nm的X射线照射人体骨骼，如果该射线光子被骨骼吸收，则对应逸出电子的能量可估算为________eV（保留一位有效数字），若该射线光子被骨骼中的电子散射，则出射的X射线波长有所__________（填“增大”或“减小”）．（可利用数据：普朗克常量，其中真空中的光速，）

八、多选题

16. 难度：简单

在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了( )

A.光具有波动性 B.光具有粒子性

C.光波是一种概率波 D.以上全都错误

17. 难度：中等

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.在光的双缝干涉实验中，光子出现概率较大的区域呈现亮条纹，光子出现概率较小的区域呈现暗条纹

18. 难度：简单

电子束穿过铝箔后，下列说法中正确的是（    ）

A.仍沿直线运动 B.将发生衍射

C.与光的行射图样类似 D.以上说法都不对

19. 难度：简单

下列说法中正确的是（ ）

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.宏观物体的动量和位置不可同时准确测定

九、解答题

20. 难度：中等

在单缝衍射实验中，若单缝宽度是，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？（普朗克常量）

十、单选题

21. 难度：简单

物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片.若减弱光的强度，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，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，其中正确的是（　　）

A.曝光时间不长时，底片上只能出现不规则的点子，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

十一、多选题

22. 难度：中等

光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，正确的是（ ）

A.单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越大的缘故

B.单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小的缘故

C.单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越小的缘故

D.单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大的缘故

十二、单选题

23. 难度：中等

1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长，p为物体运动的动量，h是普朗克常量．同样光也具有粒子性，光子的动量．根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个光子，会发生下列情况：设光子频率为，则，，被静止的自由电子吸收后有，．由以上两式可解得，电子的速度为两倍光速，显然这是不可能的．关于上述过程以下说法正确的是（    ）

A.因为在微观世界中动量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个光子

B.因为在微观世界中能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个光子

C.动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个光子

D.若光子与一个静止的自由电子发生作用，则光子被电子散射后频率不变

十三、解答题

24. 难度：中等

20世纪20年代，剑桥大学学生G·泰勒做了一个实验，在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片，整个装置如图所示小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹．泰勒对这照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是．已知光速．

（1）假如起作用的光波波长约为500nm，计算从一个光子到来和下一光子到来所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距离；

（2）如果当时实验用的箱子长1.2m，根据（1）的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？