高中物理-概率波、不确定性关系练习

高中物理第十七章4概率波5不确定性关系练习含解析新人教版选修3510282874概率波 5不确定性关系基础巩固1.下列说法正确的是()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,若有一个光子,则能确定这个光子落在哪个点上解析:概率波与机械波是两个概念,本质不同,选项A、C错误;物质波是一种概率波,符合概率波的特点,选项B正确;光的双缝干涉实验中,若有一个光子,这个光子的落点是不确定的,但有概率较大的位置,选项D错误。

答案:B2.下列各种波是概率波的是()A.水波B.电磁波C.绳波D.物质波解析:水波、绳波是机械波,选项A、C错误。

电磁波是一种能量波,选项B错误。

由概率波的概念和物质波的特点分析可以得知物质波是概率波,故选项D正确。

答案:D,判断下列说法正确的是()3.(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥ℎ4πA.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解析:不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个,必然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,都不可能逾越不确定性关系所给出的限度,故选项A、D正确。

答案:AD4.(多选)为了验证光的波粒二象性,在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片,并设法减弱光的强度。

下列说法正确的是()A.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝,如果时间足够长,底片上将出现双缝干涉图样B.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝,如果时间足够长,底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C.大量光子的运动规律显示出光的粒子性D.少量光子的运动显示出光的粒子性解析:单个光子运动具有不确定性,但落点的概率分布遵循一定规律,显示出光的波动性。

4~5 概率波不确定性关系基础巩固1.下列说法正确的是()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,若有一个光子,则能确定这个光子落在哪个点上,本质不同;物质波是一种概率波,符合概率波的特点;光的双缝干涉实验中,若有一个光子,这个光子的落点是不确定的,但有概率较大的位置。

2.(多选)光通过单缝所发生的现象,用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释,正确的是()A.单缝宽,光是沿直线传播,这是因为单缝宽,位置不确定量Δx大,动量不确定量Δp小,可以忽略B.当能发生衍射现象时,动量不确定量Δp就不能忽略C.单缝越窄,中央亮纹越宽,是因为位置不确定量越小,动量不确定量大的缘故D.以上解释都是不对的Δx·Δp≥可知,A、B、C均正确。

3.(多选)关于光的性质,下列叙述中正确的是()A.在其他同等条件下,光的频率越高,衍射现象越容易看到B.频率越高的光,粒子性越显著;频率越低的光,波动性越显著C.光的波长越长,波动性就越显著;光的波长越短,粒子性就越显著D.如果让光子一个一个地通过狭缝时,它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动,波长越短,光的粒子性越显著;光的频率越低,波长越长,光的波动性越显著,A错误,B、C正确;光是一种概率波,光子在空间出现的概率由波动规律决定,每个光子通过狭缝后到达哪个位置是不能确定的,故D错误。

4.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,底片上只能出现一些不规则的点,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,体现了粒子性,大量光子的行为符合统计规律,受波动规律支配,体现了波动性,故只有D正确。

概率波不确定性关系1．(多选)(2019·广东广雅中学高二下学期期中)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、丙所示的图象，则( ABD )A．图甲表明光具有粒子性B．图丙表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图象D．该实验表明光是一种概率波解析：题图甲曝光时间短，通过的光子数很少，呈现粒子性，A正确；题图丙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，B正确；该实验表明光是一种概率波，D正确；紫外线的本质和可见光相同，也可以发生上述现象，C错误。

2．(多选)(2018·浙江省湖州市高二下学期期中)下列说法正确是( CD )A．电子的衍射图样说明光的波动性B．概率波和机械波的本质是一样的C．德布罗意波和光波都是概率波D．康普顿效应和光电效应深入揭示了光的粒子性解析：电子的衍射图样说明实物粒子也有波动性，选项A错误；概率波是物质波，和机械波有本质的区别，选项B错误；德布罗意波和光波都是概率波，选项C正确；康普顿效应和光电效应深入揭示了光的粒子性，选项D正确；故选CD。

3．(2019·湖北省宜昌市葛洲坝中学高二下学期期中)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( D )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解析：由物质波原则可知，它受波动概率影响，由测不准原则得无法确定坐标，所以D 是正确的，ABC错误。

4．(多选)(2019·山东省渚城一中高二下学期月考)根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π，判断下列说法正确的是( AD )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解析：不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然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。

教材习题点拨教材习题全解1．有人说光的波动性是因为光子之间的相互作用的结果,你认为对吗?可以通过一个怎样的实验来说明你的观点？答：不对.我们可以使光源S非常弱,以至它在前一个光子到达屏幕之后才发射第二个光子,这样就排除了光子之间相互作用的可能性。

实验结果表明,尽管单个光子的落点不可预知，但是长时间曝光之后仍然得到如图所示的条纹分布。

可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质。

2．在光的双缝干涉实验中,某光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律?请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形式。

答：不能预测某光子打在光屏上的落点的准确位置，但能预知它落在某一点的概率。

大量光子打在光屏上的落点服从统计规律。

在双缝干涉图样中,亮纹处就是光子落点概率大的位置，暗纹处就是光子落点概率小的位置。

3．我们能感知光现象,是因为我们接收到了一定能量的光.一个频率是106 Hz的无线电波的光子的能量是多大？一个频率为6×1014 Hz的绿色光子和1010Hz的γ光子的能量各是多大？请结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明:为什么低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著。

答：一个无线电波光子的能量ε1＝hν1＝6.63×10－34×106J＝6.63×1028J；一个绿色光子的能量ε2＝hν2＝6。

63×10－34×6×1014J＝3.98×10－19J;一个γ光子的能量ε3＝hν1＝6.63×10－34×1018J＝6.63×10－16J。

粒子的能量ε＝hν＝h错误!,动量p＝错误!，波长λ＝h错误!，根据上面的计算和这三个表达式可知，低频电磁波的能量小、动量小、波长长,高频电磁波的能量大、动量大、波长短。

由概率波的波粒二象性特点可知,低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著。

17.4概率波17.5不确立性关系新提高·课时作业基础达标1．以下说法正确的选项是()A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的实质是同样的，都能发生干预和衍射现象D．在光的双缝干预实验中，如有一个光子，则能确立这个光子落在哪个点上【分析】概率波与机械波是两个看法，实质不一样；物质波是一种概率波，切合概率波的特色；光的双缝干预实验中，如有一个光子，这个光子的落点是不确立的，但有几率较大的地点．【答案】B2．以下说法不正确的选项是()A．电子的衍射证明了物质波的假定是正确的B．物质波也是一种概率波C．任何一个运动物体都有一种波和它对应，这就是物质波D．物质波就是光波【分析】物质波与光波都是概率波，但有着实质的差别，物质波是实物拥有的，光波是场拥有的．故应选 D 项．【答案】D3．对于对微观粒子的认识，以下说法中正确的选项是()A．粒子的地点和动量能够同时确立B．粒子的运动没有确立的轨迹C．单个粒子的运动没有规律D．粒子在某一时辰的加快度由该时辰粒子遇到的协力决定【分析】微观粒子拥有波粒二象性，运动没有确立的轨迹， B 正确；虽不可以确立粒子再此刻哪一地点，但可确立粒子在该点邻近出现的概率， C 错误；由不确立性关系知，粒子的位置和动量不可以同时确立，A 错；粒子的运动不按照牛顿运动定律， D 错误．【答案】B4．由不确立性关系能够得出的结论是()A．假如动量的不确立范围越小，则与它对应坐标的不确立范围就越大B．假如地点坐标的不确立范围越小，则动量的不确立范围就越大C．动量和地点坐标的不确立范围之间的关系不是反比率函数D．动量和地点坐标的不确立范围之间有独一确立的关系【分析】由不确立关系的定义进行剖析得， C 正确；其余三个选项只说了然此中的某个方面，而没有对不确立关系作进一步的认识．【答案】C5．电子的运动受颠簸性的支配，对氢原子的核外电子，以下说法不正确的选项是()A．电子绕核运动的“轨道”实际上是没存心义的B．电子轨道只可是是电子出现的概率比较大的地点C．电子绕核运动时电子边运动边振动D．电子在核外的地点是不确立的【分析】依据电子的波粒二象性，其在某时辰出现的地点不可以确立，但其在某点出现的概率受颠簸规律支配，所以A、 B、 D 正确， C 错误．【答案】C6．经 150 V 电压加快的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到后来的屏上，已知电子质量 m e＝9.0×10－31kg，则()A．全部电子的运动轨迹均同样B．全部电子抵达屏上的地点坐标均同样C．电子抵达屏上的地点坐标可用牛顿运动定律确立D．电子抵达屏上的地点受颠簸规律支配，没法用确立的坐标来描述它的地点h－10【分析】电子被加快后其德布罗意波波长λ＝p＝1×10m，穿过铝箔时发生衍射．它是概率波．【答案】D7．类比是一种有效的学习方法．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不一样之处．某同学对相关波的实例进行类比，总结出以下内容，此中正确的选项是()A．声波是横波B．电磁波是纵波C．光波是概率波D．机械波也拥有波粒二象性【分析】 A 错；电磁波是横波， B 错；机械波是经典的波，不一样时拥有波粒二象性，D 错；光波是一种概率波，C对．【答案】C8．如下图是双缝干预的图样，我们如何用光的波粒二象性来解说呢？【分析】图 a 表示曝光时间很短的状况，胶片上出现的是随机散布的光点．延伸胶片曝光的时间，就会出现如图 b 所示的图样．从图中能够看出，光子在某些条形地区出现的概率增大，这些地区是光波经过双缝后产生相关振动增强的地区；而落在其余一些条形地区的概率很小，这些地区是光波经过双缝后产生相关振动减弱的地区．曝光的时间越长，图样就越清楚 ( 如图 c 所示 ) ．这说明，能够用光子在空间各点出现的概率来解说光的干预图样，即以为光是一种概率波．【答案】看法析9．质量为10 g、速度为300 m/s 在空中飞翔的子弹，其德布罗意波波长是多少？为何我们没法察看出其颠簸性？假如能够用特别的方法察看子弹的颠簸性，我们能否能够看到子弹上下或左右抖动着行进，可否在空间中描述出正弦曲线或其余周期性曲线？【分析】依据德布罗意的看法，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞翔的子弹必有一种波与之对应．因为子弹的德布罗意波波长极短，我们不可以察看到其衍射现象，即便采纳特别方法察看，因为德布罗意波是一种概率波，仅是粒子在空间出现的概率遵照颠簸规h6.63 ×10 －342 m＝2.21×10－ 34m．因子弹的德布罗意波律，而非粒子的曲线运动．λ＝p＝1×10－2×3×10波长很短，没法察看到其颠簸性．【答案】 2.21 ×10 －34 m因子弹的德布罗意波波长很短，没法察看其颠簸性因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间的概率遵照颠簸规律，而非宏观的机械波，更不可以描述出运动轨迹能力提高1．( 多项选择 ) 在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并想法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地经过狭缝，假定光子出此刻中央亮纹的概率为90%，以下说法正确的选项是()A．第一个光子必定出此刻中央亮纹上B．第一个光子可能不出此刻中央亮纹上C．假如前9 个光子均出此刻中央亮纹上，则第10 个光子还有可能出此刻中央亮纹上D．假如前9 个光子均出此刻中央亮纹上，则第10 个光子必定不可以出此刻中央亮纹上【分析】对每个光子而言，出此刻中央亮纹的概率均为90%，所以第一个光子有可能出此刻中央亮纹上，也有可能不出此刻中央亮纹上．假如前9 个光子均出此刻中央亮纹上，第10 个光子出此刻中央亮纹的概率为90%，所以第10 个光子可能会出此刻中央亮条纹上，所以B、 C 正确， A、 D错．正确选项是B、 C.【答案】BC2．对于电子的运动规律，以下说法正确的选项是()A．电子假如表现粒子性，则没法用轨迹来描述它们的运动，其运动按照牛顿运动定律B．电子假如表现粒子性，则能够用轨迹来描述它们的运动，其运动按照牛顿运动定律C．电子假如表现颠簸性，则没法用轨迹来描述它们的运动，空间散布的概率按照颠簸规律D．电子假如表现颠簸性，则能够用轨迹来描述它们的运动，其运动按照牛顿运动定律【分析】电子的波粒二象性及其运动的描述．电子是概率波，少许电子表现出粒子性，没法用轨迹描述其运动，也不按照牛顿运动定律， A 错误， B 错误；大批电子表现出颠簸性，没法用轨迹描述其运动，可确立电子在某点邻近出现的概率，且概率按照颠簸规律， C 正确，D错误．【答案】 C3．( 多项选择 ) 依据不确立性关系hx p≥4π，判断以下说法正确的选项是()A．采纳方法提高丈量x 精度时，p 的精度降落B．采纳方法提高丈量x 精度时，p 的精度上涨C．x 与p 丈量精度与丈量仪器及丈量方法能否齐备相关D．x 与p 丈量精度与丈量仪器及丈量方法能否齐备没关【分析】不确立关系表示不论采纳什么方法试图确立坐标和相应变量中的一个，必定惹起另一个较大的不确立性，这样的结果与丈量仪器及丈量方法能否齐备没关，不论如何改善丈量仪器和丈量方法，都不行能超越不确立关系所给出的限度．故AD正确．【答案】AD4．( 多项选择 ) 光经过单缝，发生衍射现象，用地点和动量的不确立关系的看法，加以解说，以下说法正确的选项是()A．单缝越宽，中央亮纹越窄，地点的不确立量大，动量的不确立量小B．当光能发生衍射现象时，动量不确立量就不可以忽视C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为地点不确立量越小，动量不确立量越大D．光能发生衍射时，地点的不确立量可忽视，动量的不确立量也可忽视【分析】由不确立关系可知，A、 B、 C正确； D错误．【答案】ABC5．在实验室做了一个这样的光学实验，即在一个密闭的暗箱里挨次放上小灯泡( 紧靠暗箱的左内壁 ) 、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、感光胶片( 紧靠暗箱的右内壁) ，整个装置如图所示．小灯泡发出的光经过熏黑的玻璃后变得十分轻微，经过三个月的曝光，在感光胶片上针尖影子四周才出现特别清楚的衍射条纹．对感光胶片进行了光能量丈量，得出每秒抵达感光胶片的光能量是 5×10 －13 J ．若是起作用的光波波长约为500 nm，且当时实验测得暗箱的长度为 1.2 m ，若光子挨次经过狭缝，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，求：(1)每秒钟抵达感光胶片的光子数量．(2)光束中相邻两光子抵达感光胶片相隔的时间和相邻两光子之间的均匀距离．(3)依据第 (2) 问的计算结果，可否找到支持光是概率波的凭证？请简要说明原因．【分析】(1) 设每秒抵达感光胶片的光能量为0，E对于λ＝ 500 nm 的光子，能量＝ hc①E λE0每秒抵达感光胶片的光子数n＝E②由①、②式并代入数据得n＝1.26×106(个)③1(2) 光子是挨次抵达感光胶片的，光束中相邻两光子抵达感光胶片的时间间隔t ＝n④代入数据得t ＝7.9×10－7s⑤相邻两光子间的均匀距离s＝ c·t ⑥代入数据得 s＝2.4×102m⑦(3) 由第 (2)问的计算结果可知，两光子间距为22.4 ×10 m，而小灯泡到感光胶片之间的距离只有 1.2 m，所以在熏黑玻璃右边的暗箱里一般不行能有两个光子同时同向在运动，这样就清除了衍射条纹是因为光子互相作用所产生的颠簸行为的可能性．所以，衍射图形的出现是很多光子各自独立行为累积的结果．在衍射条纹的亮区是光子抵达可能性较大的地区，而暗区是光子抵达可能性较小的地区．这个实验支持了光是概率波的看法．【答案】(1)1.26 ×10 6个(2)7.9 ×10 －7 s 2.4 ×10 2 m(3)看法析。

概率波不确定性关系[基础达标练]1．实验表示电子也有波粒二象性，平时电子的粒子性比光强，故电子的波长比光的波长更短，电子和光对照，我们()A．更简单观察到明显的衍射现象和干涉现象B．不简单观察到明显的衍射现象和干涉现象C．不简单观察到明显的衍射现象，但简单观察到干涉现象D．更简单观察到明显的衍射现象，但不简单观察到干涉现象答案B剖析颠簸性越强越简单观察到明显的衍射和干涉，电子的波长比光的波长更短，则不简单观察到明显的衍射现象和干涉现象，故B项正确。

2．有关光的本性，以下说法中正确的选项是()A．光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，这是互相矛盾和对峙的B．光的颠簸性近似于机械波，光的粒子性近似于质点C．大量光子才拥有颠簸性，个别光子只拥有粒子性D．由于光既拥有颠簸性，又有粒子性，无法只用其中一种去说明光的所有行为，只能认为光拥有波粒二象性答案D剖析光既拥有粒子性，又拥有颠簸性，其实不是矛盾和对峙的，故A错误；光是概率波，不同样于机械波；光的粒子性也不同样于质点，故B错误；光既拥有粒子性，又拥有颠簸性，大量的光子颠簸性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C错误；由于光拥有颠簸性，又拥有粒子性，即光的颠簸性与粒子性是光子自己的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的所有行为，故光拥有波粒二象性，故D正确。

3．以下关于德布罗意波的认识，正确的讲解是()A．光波是一种物质波B．X光的衍射证了然物质波的假设是正确的C．电子的衍射证了然物质波的假设是正确的D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，因此宏观物体不拥有颠簸性答案C剖析光波是一种电磁波，故A错误；衍射现象是所有波的性质特点，X射线是原子的内层电子受激发而发出一种电磁波，不是物质波，故B选项错误；电子是实物粒子，衍射是波特有的，因此电子束的衍射图样证了然德布罗意物质波的假设是正确的，故C选项正确；宏观物体由于动量很大，德布罗意波波长太小，因此看不到它的干涉、衍射现象，但依旧拥有颠簸性，故D选项错误。

4 概率波 5不确立性关系更上一层楼基础·稳固1. 相关光的天性，以下说法正确的选项是( )A.光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，这是相互矛盾和对峙的B.光的颠簸性似于机械波，光的粒子性近似于质点C.大批光子才拥有颠簸性，个别光子只拥有粒子性D.因为光既有颠簸性，又有粒子性，没法只用此中一种去说明光的全部行为，只好以为光具有波粒二象性分析： 19 世纪初，人们成功地在实验中察看到了光的干预、衍射现象，这属于波的特点，微粒说没法解说. 但到了 19 世纪末又发现了光的新现象——光电效应，这类现象颠簸说不可以解说，证明光拥有粒子性. 所以，光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子 . 颠簸性和粒子性是光在不同的状况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面，D 不同属性，我们没法只用此中一种说明光的全部行为，只好以为光拥有波粒二象性. 选项正确 .答案： D2.以下表达的状况正确的有 ( )A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体同样B.光是波，与橡皮绳上的波近似C.光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的D.光子在空间各点出现的可能性太大( 概率 ) ，能够用颠簸的规律来描绘分析：光的粒子性说明光是一种粒子，但抵达空间某地点的概率恪守颠簸规律，与宏观看法的粒子和波有着实质的不同，所以选项A、B 错误， D 项正确 . 依据光电效应可知，光是一种粒子，光子与电子的作用是一对一的关系，所以选项C正确.答案： CD3.在双缝干预实验中，在光屏上放上照相底片，并想法减弱光的强度，尽可能使光子一个一个地经过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的状况下，实验结果是( )A.若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点B.若曝光时间足够长，则底片上出现干预条纹分析：因为光拥有波粒二象性，光是一种粒子，但抵达某地点的概率恪守颠簸规律，所以曝光时间不长时，光子抵达的地点拥有不确立性，所以选项 A 正确 . 但若曝光时间足够长，则在亮条纹处出现的光子数许多，所以选项 B 正确 . 光拥有波粒二象性，所以选项 C、 D 正确 . 答案： ABCD 4.光既拥有颠簸性，又拥有粒子性 . 大批光子表现出的 _______________ 强，少许光子表现出的__________________ 强；频次高的光子表现出的_________________强，频次低的光子表现出的 _______________强 .分析：光的波粒二象性是光同时拥有的性质，不过在不同的场合表现不同. 光波与机械波不同，它是一种概率波，某一个光子在某一时辰出此刻什么地点是不确立的，少许光子表现出的粒子性较强，但大批光子就表现出了一种规律性，在某些地点出现的几率小. 所以，大批光子表现出的颠簸性就较强. 此外，频次高的光子不简单发生干预、衍射现象，表现出的粒子性就较强，频次低的光子简单发生干预、衍射现象，表现出的颠簸性就较强.答案： 颠簸性 粒子性 粒子性 颠簸性5. 在光的单缝衍射实验中， 狭缝变窄， 光子动量的不确立量如何变化？请用实验现象解说这个结论 .分析： 在单缝衍射现象中， 光子在抵达狭缝以前沿水平方向运动，而在经过狭缝以后有些光子跑到投影地点之外，我们能够说这些光子拥有了与其本来运动方向垂直的动量 . 因为哪个光子抵达屏上的哪个地点完整部是随机的，所以光子在垂直运动方向上的动量也拥有不确立性，不确立量的大小能够由中央亮条纹的宽度来权衡 .为了更正确地测定经过狭缝的光子的地点， 我们能够采用更窄的狭缝，可是， 从衍射的规律能够知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽 . 这表示，只管更窄的狭缝能够更正确地测得光子的地点，但光子动量的不确立量却更大了.6. 为何说光拥有波粒二象性？如何理解光的波粒二象性？分析： 光的干预、衍射、偏振现象等都证明光拥有颠簸性，光电效应、康普顿效应证明光具有粒子性 . 没法用此中的一种性质解说全部光现象， 所以光拥有波粒二象性 . 颠簸性和粒子性不是平衡表现的， 大批光子表现出颠簸性， 个别光子表现出粒子性；光在流传时表现出颠簸 性，与其余物质相互作用时表现出粒子性， 波长较长时颠簸性明显，波长较短时粒子性明显，光波是一种概率波 .7. 有人说光的颠簸性是因为光子之间的相互作用的结果，你以为对吗？能够经过一个如何的实验来说明你的看法？分析： 不对 . 在双缝干预实验中能够使光源 S 特别弱，以致于在前一个光子抵达屏幕以后才发射第二个光子，这样就清除了光子之间相互作用的可能性 . 实验结果表示，只管单个光子的落点不行预知，可是长时间曝光以后仍获得干预条纹 . 可见，光的颠簸性不是光子之间的相互作用惹起的，而是光子的固有属性. 综合·应用8. 人们能正确预知单个粒子的运动状况吗？分析： 由x p ≥h可知，我们不可以正确知道单个粒子的实质运动状况，但能够知道大4量粒子运动时的统计规律 . 当粒子数极少时，我们不可以预知粒子经过挡板上的狭缝后落在屏上的什么地点， 但能够正确地知道粒子落在屏上某点的概率； 概率大的地点正好是某种波通过狭缝发生衍射时产生亮条纹的地点.9. 有人说： “在微观物理学中，因为我们不行能同时正确地知道某个粒子的地点和动量，粒子出现的地点是无规律可循的 . ”请你对以上说法做出议论.分析： 这类说法不对 . 比如在单缝衍射现象中，当粒子数极少时，我们不可以预知粒子经过挡板上的狭缝后落在屏上的地点，但却能够正确地知道粒子落在屏上某点的概率；概率大的位置正好是某种波经过狭缝发生衍射时产生条纹的地点.在玻尔理论中， 以为核外电子在不同轨道上绕核旋转， 以后人们认识到这类假说是不完美的，在现代的量子力学中以为， 核外力电子并无确立的轨道， 玻尔的电子轨道， 只可是是电子 出现概率最大的地方， 把电子的概率散布用图象表示时，用小黑点的浓密程度代表概率的大小，其结果假如电子在原子核四周形成云雾，称为“电子云”.10. 在双缝干预实验中，某光子打在光屏上的落点能展望吗？大批的光子打在光屏上的落点 能否有规律？请用概率波的看法解说双缝干预图样的形成.分析： 在光的双缝干预实验中， 某个光子打在光屏上的落点根本不可以展望，光屏大将形成明暗相间的干预条纹，这说明光子落在各点的概率是不同样的，纹处的概率大， 落在暗条纹处的概率小 . 光子在空间出现的概率按照颠簸规律种概率波 .但大批光子打在光子落在明条 . 所以光波是一11. 电子的质量 m e =9.0 ×10 -31 kg ，测定其速度的不确立量为 2×10-6 m/s. 求其地点测定的不确立量 ( h =5.3 ×10 35 J ·s).4分析： 由不确立性关系时进行计算由不确立性关系x p x ≥ h； p x =m v 知4x=h=5.3 10 -35m ≈29.4 m.4 m e v 9.0 10-31 2 10- 612. 原子核的半径为 10-15 m ，预计核内质子的动量不确立范围. 假如电子被限制在核内， 其动量不确立范围又是多少？分析： 由不确立关系公式得质子动量的不确立范围.设质子的地点不确立范围等于原子核的半径，即 x=10-15 m ，由不确立关系公式得质子动量的不确立范围p ≥h =6.63 10 -34 -20kg ·m/s.x kg ·m/s=5.3 ×10443.14 10 -15-20kg ·m/s.p ≥ 5.3 × 10。

4概率波 5不确定性关系根底稳固1.以下说法正确的选项是()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,都能发生干预和衍射现象D.在光的双缝干预实验中,假设有一个光子,那么能确定这个光子落在哪个点上解析:概率波与机械波是两个概念,本质不同,选项A、C错误;物质波是一种概率波,符合概率波的特点,选项B正确;光的双缝干预实验中,假设有一个光子,这个光子的落点是不确定的,但有概率较大的位置,选项D错误。

答案:B2.以下各种波是概率波的是()A.水波B.电磁波C.绳波D.物质波解析:水波、绳波是机械波,选项A、C错误。

电磁波是一种能量波,选项B错误。

由概率波的概念和物质波的特点分析可以得知物质波是概率波,应选项D正确。

答案:D,判断下列说法正确的是()3.(多项选择)根据不确定性关系ΔxΔp≥ℎ4πA.采取方法提高测量Δx精度时,Δp的精度下降B.采取方法提高测量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:不确定性关系说明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个,必然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,都不可能逾越不确定性关系所给出的限度,应选项A、D正确。

答案:AD4.(多项选择)为了验证光的波粒二象性,在双缝干预实验中将光屏换成照相底片,并设法减弱光的强度。

以下说法正确的选项是()A.使光子一个一个地通过双缝干预实验装置的狭缝,如果时间足够长,底片上将出现双缝干预图样B.使光子一个一个地通过双缝干预实验装置的狭缝,如果时间足够长,底片上将出现不太清晰的双缝干预图样C.大量光子的运动规律显示出光的粒子性D.少量光子的运动显示出光的粒子性解析:单个光子运动具有不确定性,但落点的概率分布遵循一定规律,显示出光的波动性。

第4节-第5节不确定性关系概率波[随堂检测]1．(多项选择)(2017·南通中学高二检测)以下说法中正确的选项是()A．光波和物质波都是概率波B．实物粒子不拥有颠簸性C．光的颠簸性是光子之间相互作用引起的D．光经过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率能够经过颠簸规律确定解析：选AD．光波和物质波都是概率波，光子在空间出现的概率可经过颠簸规律来确定，故A、D正确，B错误；光的颠簸性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，C错误．2．1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重要近代物理实验之一．以下列图的是该实验装置的简化图，以下说法不正确的选项是()A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子拥有颠簸性D．该实验说明实物粒子拥有颠簸性解析：选C．亮条纹是电子到达概率大的地方，该实验说明物质波理论是正确的及实物粒子拥有颠簸性，该实验不能够说明光子拥有颠簸性，选项C说法不正确．3．(多项选择)用极稍微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、丙所示的图象，则()A．图象甲表示光拥有粒子性B．图象丙表示光拥有颠簸性C．用紫外光观察不到近似的图案D．实验表示光是一种概率波解析：选ABD．甲图能够看到的是光点，说明光拥有粒子性，随着时间的增加，这些光点的排列表现了波的干涉的规律，说明光拥有颠簸性，同时，这种规律是大量光点出现后才表现出来的，所以光是一种概率波，选项A、B、D正确．4．(多项选择)依照不确定性关系ΔxΔp≥h4π，判断以下说法正确的选项是()A．采用方法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．采用方法提高测量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可否齐全有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法可否齐全没关解析：选AD．不确定性关系表示无论采用什么方法试图确定Δx和Δp中的一个，必然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可否齐全没关，无论怎样改进测量仪器和测量方法，都不能能超越不确定性关系所给出的不确定限度．故A、D正确．[课时作业]一、单项选择题1．(2017·广州高二检测)一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，以下说法中正确的选项是()A．电子在空间做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预知它的路径答案：D2．以下说法正确的选项是()A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的实质是同样的，都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上解析：选B．概率波与机械波是两个见解，实质不同样；物质波是一种概率波，吻合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的地址．3．(2017·安庆高二检测)经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到以后的屏上，则()A．所有电子的运动轨迹均同样B．所有电子到达屏上的地址坐标均同样C．电子到达屏上的地址坐标可用牛顿运动定律确定D．电子到达屏上的地址受颠簸规律支配，无法用确定的坐标来描述它的地址解析：选D．电子被加速后其德布罗意波波长λ＝hp＝1×10－10 m，穿过铝箔时发生衍射，电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不能能用“轨迹”来描述电子的运动，只能经过概率波来描述，D正确．4．关于电子云，以下说法正确的选项是()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地址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：选C．由电子云的定义我们知道，电子云是一种牢固的概率分布，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地址出现的概率大小，故只有C正确．5．以下说法正确的选项是()A．光子相当于高速运动的质点B．光的直线流传可是宏观近似规律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解析：选B．光子是能量粒子，不能够看作高速运动的质点，A错误；光的波长很短，比一般物体的尺寸小得多，所以光的衍射特别不明显，可看作直线流传，它可是一种近似，B正确；电子和其他微粒，由于同样拥有波粒二象性，所以它们的物质波也是概率波，C错误；诚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，所以不能够说光子与电子是同样的一种粒子，D错误．6．关于微观粒子的运动，以下说法正确的选项是()A．不受外力作用岁月子就会做匀速运动B．光子碰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辰的速度D．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律解析：选D．光子不同样于宏观力学的粒子，不能够用宏观粒子的牛顿力学规律解析光子的运动，选项A、B错误；依照概率波、不确定性关系可知，选项C错误，应选D．二、多项选择题7．以下各种波属于概率波的是()A．声波B．无线电波C．光波D．物质波答案：CD8．以下关于近代物理学的说法中正确的选项是()A．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比B．微观粒子不能够用“轨道”见解来描述粒子的运动C．关于电子和其他粒子，同样拥有波粒二象性，单个粒子的地址是不确定的D．宏观物体的物质波波长特别小，极易观察到它的颠簸性解析：选BC．依照光电效应方程，光电效应现象中，光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大，但不能正比，选项A错误；依照不确定关系可知，不能够用“轨道”的见解描述粒子运动，选项B正确；由概率波的知识可知，选项C正确；宏观物体的物质波波长特别小，极不易观察到它的颠簸性，选项D 错误．9．以下表达的情况中正确的选项是()A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体同样B．光是波，与橡皮绳上的波近似C．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)能够用颠簸的规律来描述解析：选CD．光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某地址的概率遵守颠簸规律，与宏观见解的粒子和波有实在质的不同样，所以选项A、B错误，D正确．依照光电效应可知，光是一种粒子，当它同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，所以选项C正确．10．(2017·衡水高二检测)下表列出了几种不同样物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知()AB．无线电波平时情况下只表现出颠簸性C．电子照射到金属晶体上能观察到颠簸性D．只有可见光才有颠簸性解析：选ABC．弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的颠簸性几乎不能能，应选项A正确；无线电波的波长很长，颠簸性明显，所以选项B正确；电子的波长与金属晶格的尺寸相差不大，能发生明显的衍射现象，所以选项C正确；所有运动的物体都拥有颠簸性，所以选项D错误．三、非选择题11．质量为10 g的子弹与电子的速率同样，均为500 m/s，测量正确度为0.01%，若地址和速率在同一实验中同时测量，试问它们地址的最小不确定量各为多少？电子质量m＝9.1×10－31 kg.解析：测量正确度即为速度的不确定性，依照质量和速度不确定量分别求出子弹和电子的动量不确定量，再依照公式Δx·Δp≥h4π即可分别求出子弹和电子地址的不确定量．子弹和电子的速度不确定量为Δv＝0.05 m/s子弹动量的不确定量Δp1＝5×10－4 kg·m/s电子动量的不确定量Δp2＝4.6×10－32 kg·m/s由Δx≥h4πΔp，子弹地址的最小不确定量Δx1＝h4πΔp1＝6.626×10－344×3.14×5×10－4m＝1.06×10－31 m电子地址的最小不确定量Δx2＝h4πΔp2＝6.626×10－344×3.14×4.6×10－32m＝1.15×10－3 m.答案：1.06×10－31 m 1.15×10－3 m12．已知h4π＝5.3×10－35 J·s，试求以下情况中速度测定的不确定量，并依照计算结果，谈论在宏观和微观世界中进行测量的不同样情况．(1)一个球的质量m＝1.0 kg，测定其地址的不确定量为10－6 m；(2)电子的质量m e＝9.0×10－31 kg，测定其地址的不确定量为10－10 m(即在原子的数量级)．解析：(1)m＝1.0 kg，Δx＝10－6m，由ΔxΔp≥h4π，Δp＝mΔv知Δv1＝h4πΔx·m＝5.3×10－3510－6×1.0m/s＝5.3×10－29 m/s.(2)m e＝9.0×10－31 kg，Δx＝10－10 mΔv2＝h4πΔx·m e＝5.3×10－3510－10×9.0×10－31m/s≈5.89×105 m/s.由上可知，宏观世界中速度的不确定量比微观世界中要小得多．答案：见解析。

第4节概率波第5节不确定性关系「根底达标练」1．关于微观粒子的运动，以下说法中正确的选项是( )A．不受外力作用时光子就会做匀速运动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解析：选D 光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定性关系可知，选项C错误，D正确．2．在做双缝干预实验时，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，那么b处可能是( )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：选A 光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，由于大局部光子都落在b点，故b处一定是亮纹，选项A正确．3．以下关于概率波的说法中，正确的选项是( )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，都能发生干预和衍射现象D．在光的双缝干预实验中，假设有一个粒子，那么可以确定它从其中的哪一个缝中穿过解析：选B 概率波具有波粒二象性，概率波不是机械波，A错误；对于电子和其他微观粒子，在空间出现的概率也可以用波动规律确定，所以与它们相联系的物质波也是概率波，B正确；概率波和机械波都能发生干预和衍射现象，但它们的本质是不一样的，C错误；在光的双缝干预实验中，假设有一个粒子，那么它从两个缝穿过的概率是一样的，但不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，D错误．4．(多项选择)关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的选项是( )A．爱因斯坦的光子说否认了光的电磁说B．光电效应现象说明光具有粒子性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：选BC 爱因斯坦的光子说没有否认光的电磁说，A错误；光既有波动性，又有粒子性，两者不相互矛盾，而是有机的统一体，D错误．5．物理学家做了一个有趣的双缝干预实验：在光屏处放上照相用的底片，假设减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果说明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规那么的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规那么的干预条纹．对这个实验结果有以下认识，其中正确的选项是( )A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规那么的点子，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．干预条纹中明亮的局部是光子到达时机较多的地方解析：选D 曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规那么的点子，表现出光的粒子性，A错；单个光子的落点不可预测，B错；少量光子的行为表现出光的粒子性，C错；光波是一种概率波，干预条纹中明亮的局部是光子到达时机较多的地方，D正确．6．对于光的行为，以下说法不正确的选项是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．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C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显解析：选C 个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性，A选项正确；光与物质作用，表现为粒子性，光的传播表现出波动性光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子的分布概率，光表现出粒子性时仍具有波动性，因此大量粒子的行为呈现出波动规律，B、D选项正确，C选项错误．应选C.7．1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如下图的是该实验装置的简化图，以下说法不正确的选项是( ) A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性解析：选C 实验中亮条纹是电子到达概率大的地方，该实验说明实物粒子具有波动性，物质波理论是正确的，不能说明光子具有波动性，选项C说法不正确．8．质量为10 g的子弹与电子的速率相同，均为500 m/s，测量准确度为0.01%，假设位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？(电子质量为m＝9.1×10－31 kg，结果保存三位有效数字)解析：测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、电子的速度不确定量为Δv＝500。

2019-2020年高中物理 17.4-17.5概率波不确定性关系课时提升训练（含解析）新人教版选修3-51.下列说法正确的是( )A.声波是概率波B.地震波是概率波C.水波是概率波D.光波是概率波【解析】选D。

声波、地震波、水波是机械波,不是概率波,故A、B、C错误;光波属于概率波,故D正确。

2.(多选)关于光的性质,下列叙述中正确的是( )A.在其他同等条件下,光的频率越高,衍射现象越容易看到B.频率越高的光,粒子性越显著;频率越低的光,波动性越显著C.光的波长越长,波动性就越显著;光的波长越短,粒子性就越显著D.如果让光子一个一个地通过狭缝时,它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动【解析】选B、C。

光的频率越高,波长越短,光的粒子性越显著;光的频率越低,波长越长,光的波动性越显著,A错误,B、C正确;光是一种概率波,光子在空间出现的概率由波动规律决定,每个光子通过狭缝后到达哪个位置是不能确定的,故D错误。

3.(多选)在双缝干涉实验中,发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的某处,则该处( )A.一定出现亮条纹B.一定出现暗条纹C.可能出现亮条纹,也可能出现暗条纹D.可能出现明暗相间的条纹【解析】选C、D。

100个光子也属于少量的光子,只能体现粒子性,出现的位置不一定是概率大的地方,所以就算有96个打在观察屏上的某处,也不能确定此处一定是亮条纹还是暗条纹,所以A、B错误,C、D正确。

4.(xx·邯郸高二检测)如图所示是一个粒子源,产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前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.没有条纹D.只有一条亮纹【解析】选B。

由于粒子源产生的粒子是微观粒子,它的运动受波动性支配,对大量粒子运动到达屏上某点的概率,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,所以选项B正确。

第4节-第5节不确定性关系概率波[随堂检测]1．(多选)(2017·南通中学高二检测)以下说法中正确的是()A．光波和物质波都是概率波B．实物粒子不具有波动性C．光的波动性是光子之间相互作用引起的D．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定解析：选AD．光波和物质波都是概率波，光子在空间出现的概率可通过波动规律来确定，故A、D正确，B错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，C错误．2．1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是()A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性解析：选C．亮条纹是电子到达概率大的地方，该实验说明物质波理论是正确的及实物粒子具有波动性，该实验不能说明光子具有波动性，选项C说法不正确．3．(多选)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、丙所示的图象，则()A．图象甲表明光具有粒子性B．图象丙表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图案D．实验表明光是一种概率波解析：选ABD．甲图可以看到的是光点，说明光具有粒子性，随着时间的增加，这些光点的排列体现了波的干涉的规律，说明光具有波动性，同时，这种规律是大量光点出现后才表现出来的，所以光是一种概率波，选项A、B、D正确．4．(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π，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解析：选AD．不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定Δx和Δp中的一个，必然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，都不可能逾越不确定性关系所给出的不确定限度．故A、D正确．[课时作业]一、单项选择题1．(2017·广州高二检测)一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是()A．电子在空间做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径答案：D2．下列说法正确的是()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，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上解析：选B．概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置．3．(2017·安庆高二检测)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解析：选D．电子被加速后其德布罗意波波长λ＝hp＝1×10－10 m，穿过铝箔时发生衍射，电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述，D正确．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：选C．由电子云的定义我们知道，电子云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．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解析：选B．光子是能量粒子，不能看成高速运动的质点，A错误；光的波长很短，比一般物体的尺寸小得多，所以光的衍射非常不明显，可看成直线传播，它只是一种近似，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，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，D错误．6．对于微观粒子的运动，下列说法正确的是()A．不受外力作用时光子就会做匀速运动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解析：选D．光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定性关系可知，选项C错误，故选D．二、多项选择题7．下列各种波属于概率波的是()A．声波B．无线电波C．光波D．物质波答案：CD8．以下关于近代物理学的说法中正确的是()A．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比B．微观粒子不能用“轨道”观点来描述粒子的运动C．对于电子和其他粒子，同样具有波粒二象性，单个粒子的位置是不确定的D．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性解析：选BC．根据光电效应方程，光电效应现象中，光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大，但不成正比，选项A错误；根据不确定关系可知，不能用“轨道”的观点描述粒子运动，选项B正确；由概率波的知识可知，选项C正确；宏观物体的物质波波长非常小，极不易观察到它的波动性，选项D错误．9．下列叙述的情况中正确的是()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，它和物质作用是“一份一份”进行的D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动的规律来描述解析：选CD．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，所以选项A、B错误，D 正确．根据光电效应可知，光是一种粒子，当它同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，所以选项C正确．10．(2017·衡水高二检测)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知()质量/kg速度(m·s－1)波长/m弹子球 2.0×10－2 1.0×10－2 3.3×10－30电子(100 eV)9.0×10－31 5.0×106 1.2×10－10无线电波(1 MHz)— 3.0×108 3.3×102 A．要检测弹子球的波动性几乎不可能B．无线电波通常情况下只表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性解析：选ABC．弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的波动性几乎不可能，故选项A正确；无线电波的波长很长，波动性明显，所以选项B正确；电子的波长与金属晶格的尺寸相差不大，能发生明显的衍射现象，所以选项C正确；一切运动的物体都具有波动性，所以选项D错误．三、非选择题11．质量为10 g的子弹与电子的速率相同，均为500 m/s，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？电子质量m＝9.1×10－31 kg.解析：测量准确度即为速度的不确定性，根据质量和速度不确定量分别求出子弹和电子的动量不确定量，再根据公式Δx·Δp≥h4π即可分别求出子弹和电子位置的不确定量．子弹和电子的速度不确定量为Δv＝0.05 m/s子弹动量的不确定量Δp1＝5×10－4 kg·m/s电子动量的不确定量Δp2＝4.6×10－32 kg·m/s由Δx≥h4πΔp，子弹位置的最小不确定量Δx1＝h4πΔp1＝6.626×10－344×3.14×5×10－4m＝1.06×10－31 m电子位置的最小不确定量Δx2＝h4πΔp2＝6.626×10－344×3.14×4.6×10－32m＝1.15×10－3 m.答案：1.06×10－31 m 1.15×10－3 m12．已知h4π＝5.3×10－35 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10－6 m；(2)电子的质量m e＝9.0×10－31 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＝10－6m，由ΔxΔp≥h4π，Δp＝mΔv知Δv1＝h4πΔx·m＝5.3×10－3510－6×1.0m/s＝5.3×10－29 m/s.(2)m e＝9.0×10－31 kg，Δx＝10－10 mΔv2＝h4πΔx·me＝5.3×10－3510－10×9.0×10－31m/s≈5.89×105 m/s.由上可知，宏观世界中速度的不确定量比微观世界中要小得多．答案：见解析。

4 概率波5 不确定性关系更上一层楼基础·巩固1.有关光的本性，下列说法正确的是( )A.光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B.光的波动性似于机械波，光的粒子性类似于质点C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D.由于光既有波动性，又有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性解析：19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释.但到了19世纪末又发现了光的新现象——光电效应，这种现象波动说不能解释，证实光具有粒子性.因此，光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子.波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面，不同属性，我们无法只用其中一种说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性.选项D正确.答案：D2.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，它和物质作用是“一份一份”进行的D.光子在空间各点出现的可能性太大(概率)，可以用波动的规律来描述解析：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，所以选项A、B错误，D项正确.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，所以选项C正确.答案：CD3.在双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片，并设法减弱光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的情况下，实验结果是( )A.若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点B.若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹C.这一实验结果表明光具有波动性D.这一实验结果表明光具有粒子性解析：由于光具有波粒二象性，光是一种粒子，但到达某位置的概率遵守波动规律，所以曝光时间不长时，光子到达的位置具有不确定性，所以选项A正确.但若曝光时间足够长，则在亮条纹处出现的光子数较多，所以选项B正确.光具有波粒二象性，所以选项C、D正确.答案：ABCD4.光既具有波动性，又具有粒子性.大量光子表现出的_______________强，少量光子表现出的__________________强；频率高的光子表现出的_________________强，频率低的光子表现出的_______________强.解析：光的波粒二象性是光同时具有的性质，只是在不同的场合表现不同.光波与机械波不同，它是一种概率波，某一个光子在某一时刻出现在什么位置是不确定的，少量光子表现出的粒子性较强，但大量光子就表现出了一种规律性，在某些位置出现的几率小.因此，大量光子表现出的波动性就较强.另外，频率高的光子不容易发生干涉、衍射现象，表现出的粒子性就较强，频率低的光子容易发生干涉、衍射现象，表现出的波动性就较强.答案：波动性粒子性粒子性波动性5.在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量如何变化？请用实验现象解释这个结论.解析：在单缝衍射现象中，光子在到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后有些光子跑到投影位置以外，我们可以说这些光子具有了与其原来运动方向垂直的动量.由于哪个光子到达屏上的哪个位置完全是随机的，所以光子在垂直运动方向上的动量也具有不确定性，不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量.为了更准确地测定通过狭缝的光子的位置，我们可以选用更窄的狭缝，但是，从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽.这表明，尽管更窄的狭缝可以更准确地测得光子的位置，但光子动量的不确定量却更大了.6.为什么说光具有波粒二象性？怎样理解光的波粒二象性？解析：光的干涉、衍射、偏振现象等都证明光具有波动性，光电效应、康普顿效应证明光具有粒子性.无法用其中的一种性质解释所有光现象，所以光具有波粒二象性.波动性和粒子性不是均衡表现的，大量光子表现出波动性，个别光子表现出粒子性；光在传播时表现出波动性，与其他物质相互作用时表现出粒子性，波长较长时波动性显著，波长较短时粒子性显著，光波是一种概率波.7.有人说光的波动性是因为光子之间的相互作用的结果，你认为对吗？可以通过一个怎样的实验来说明你的观点？解析：不对.在双缝干涉实验中可以使光源S 非常弱，以至于在前一个光子到达屏幕之后才发射第二个光子，这样就排除了光子之间相互作用的可能性.实验结果表明，尽管单个光子的落点不可预知，但是长时间曝光之后仍得到干涉条纹.可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子的固有属性. 综合·应用8.人们能准确预知单个粒子的运动情况吗？解析：由ΔxΔp≥π4h 可知，我们不能准确知道单个粒子的实际运动情况，但可以知道大量粒子运动时的统计规律.当粒子数很少时，我们不能预言粒子通过挡板上的狭缝后落在屏上的什么位置，但可以准确地知道粒子落在屏上某点的概率；概率大的位置正好是某种波通过狭缝发生衍射时产生亮条纹的位置.9.有人说：“在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，粒子出现的位置是无规律可循的.”请你对以上说法做出评论.解析：这种说法不对.例如在单缝衍射现象中，当粒子数很少时，我们不能预言粒子通过挡板上的狭缝后落在屏上的位置，但却可以准确地知道粒子落在屏上某点的概率；概率大的位置正好是某种波通过狭缝发生衍射时产生条纹的位置.在玻尔理论中，认为核外电子在不同轨道上绕核旋转，后来人们认识到这种假说是不完善的，在现代的量子力学中认为，核外力电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道，只不过是电子出现概率最大的地方，把电子的概率分布用图象表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如果电子在原子核周围形成云雾，称为“电子云”.10.在双缝干涉实验中，某光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律？请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成.解析：在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点根本不能预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小.光子在空间出现的概率遵循波动规律.所以光波是一种概率波.11.电子的质量m e =9.0×10-31 kg ，测定其速度的不确定量为2×10-6 m/s.求其位置测定的不确定量(π4h =5.3×1035 J·s). 解析：由不确定性关系时进行计算 由不确定性关系ΔxΔp x ≥π4h ；Δp x =mΔv 知 Δx=v m h e ∆π4=6-31--35102109.0105.3⨯⨯⨯⨯ m≈29.4 m. 12.原子核的半径为10-15m ，估计核内质子的动量不确定范围.如果电子被限制在核内，其动量不确定范围又是多少？解析：由不确定关系公式得质子动量的不确定范围.设质子的位置不确定范围等于原子核的半径，即Δx=10-15 m ，由不确定关系公式得质子动量的不确定范围Δp≥x h ∆π4=15--34103.144106.63⨯⨯⨯ kg·m/s=5.3×10-20 kg·m/s. Δp≥5.3×10-20kg·m/s.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（）A．在10r0（r0为分子间作用力为零的间距，其值为10－10m）距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．分子间距离越大，分子间的斥力越大2．如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB组成，A点为抛物线顶点，已知A、B两点间的高度差h＝0.8 m，A、B两点间的水平距离x＝0.8 m，重力加速度g取10 m/s2，一小环套在轨道上的A 点，下列说法正确的是A．小环以初速度v0＝2 m/s从A点水平抛出后，与轨道无相互作用力B．小环以初速度v0＝1 m/s从A点水平抛出后，与轨道无相互作用力C．若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，到达B点的速度为25/m sD．若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，到达B点的时间为0.4s3．如图所示，由绝缘轻杆构成的正方形ABCD位于竖直平面内，其中AB边位于水平方向，顶点处分别固定一个带电小球。

第4节概率波第5节不确定性关系课后训练1．下列各种波是概率波的是( )A．声波 B．无线电波C．光波 D．物质波2．下列说法中正确的是( )A．光的波粒二象性学说，就是牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说C．光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征D．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波3．下列对物理模型和物理现象的关系理解正确的是( )A．物理模型应与日常经验相吻合，并能解释物理现象B．物理模型可以与日常经验相悖，但应与实验结果一致C．物理模型不能十分古怪，让人难以理解D．只要物理模型与实验结果一致，它在一定范围内就能正确代表研究的对象4．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处可能是( )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5．在单缝实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹上B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大6．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面的屏上，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．质量为m＝6.64×10－27 kg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＝3×107 m/s，它能否看成经典粒子？8．电视显像管中的电子的加速电压为10 kV，电子枪的枪口直径设为0.01 cm，试求电子射出电子枪后的横向速度的不确定量。

参考答案1. 答案：CD 解析：声波是机械波，A 错。