【精选】高中物理第十七章波粒二象性4概率波课后训练新人教版选修3_5

高中物理选修3---5第十七章《波粒二象性》新课教学课时同步强化训练汇总1.《能量量子化》课时同步强化训练（附参考答案）2.《光的粒子性》课时同步强化训练（附参考答案）3.《粒子的波动性》课时同步强化训练（附参考答案）4.《概率波》课时同步强化训练（附参考答案）5.《不确定性关系》课时同步强化训练（附参考答案）★选修3---5第十六章《动量守恒定律》单元检测§§17.1《能量量子化》课时同步强化训练1．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的因素是( ) A．温度B．材料C．表面状况D．以上都正确2．下列叙述正确的是( ) A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波3．普朗克常量是自然界的一个基本常量，它的数值是( ) A．6.02×10－23 molB．6.625×10－3mol·sC．6.626×10－34J·sD．1.38×10－16mol·s4．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说5．如图1所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则( )图1A ．各种波长的辐射强度都有增加B ．只有波长短的辐射强度增加C ．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D ．辐射电磁波的波长先增大后减小 6．红光和紫光相比( )A ．红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B ．红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C ．红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D ．红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小7．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为( )A.λPhc B.hP λcC.cP λhD ．λPhc8．下列描绘的两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中符合黑体辐射实验规律的是( )9．对应于 3.4×10－19J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？(h ＝6.63×10－34J·s)10．人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒钟有6个光量子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108m/s.人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为多少？11．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm 处．根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为T λm ＝2.90×10－1m·K，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h ＝6.63×10－34J·s)§§17.1《能量量子化》参考答案1．A2．ACD3．C4．ACD5．AC6．B7．A8．A9．5.13 ×1014 Hz 5.85×10－7 m10．2.25×10－18 W11．36 ℃ 2.12×10－22 J§§17.2《光的粒子性》课时同步强化训练1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( ) A．红光B．橙光C．黄光D．绿光2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( ) A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C．发生光电效应的时间一般都大于10－7sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比3．对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是( ) A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长大于某一极限波长C．入射光照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率不低于某一极限频率4．关于光电效应现象，下列说法正确的是( ) A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比5．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定( ) A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小6．如图1所示是光电效应中光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．从图中可知( )图1A．E k与ν成正比B．入射光频率必须大于或等于极限频率νc时，才能产生光电效应C．对同一种金属而言，E k仅与ν有关D．E k与入射光强度成正比7．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc，则( ) A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍8．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中 ( )A．能量守恒，动量不守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′9．如图2所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．图2(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“减小”“增大”或“不变”)．(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．10．频率为ν的光照射到一种金属表面上，有电子从金属表面逸出，当所加反向电压U的大小增大到3 V时，光电流刚好减小到零．已知这种金属的极限频率为νc＝6.00×1014 Hz，因此入射光的频率ν＝________ Hz.(电子电荷量e＝1.60×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)11．铝的逸出功为4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面．已知h＝6.63×10－34J·s，求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率．§§17.2《光的粒子性》参考答案1．A2．D3．D4．D5．A6．BC7．AB8．C9．减小无10．1.32×101511．(1)3.225×10－19 J (2)2.016 V(3)1.014×1015 Hz§§17.3《粒子的波动性》课时同步强化训练1．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是( ) A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确2．下列关于物质波的说法中正确的是( ) A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性3．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加上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电磁理论C．光子说并没有否定电磁说，在光子的能量ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性D．光波不同于宏观观念中那种连续的波4．下列说法中正确的是( ) A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小5．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是( ) A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性6．利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使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，普郎克常量为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λ＝h2meUC．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，衍射现象将更加明显7．在众人关注的男子110米栏决赛中，现世界纪录保持者、奥运冠军古巴名将罗伯斯以13秒14的成绩第一个冲过终点．设罗伯斯的质量约为74 kg，计算他在110米栏决赛中的德布罗意波长．8．有一颗质量为5.0 kg的炮弹．(1)当其以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长是多大？(3)若要使它的德布罗意波长与波长为400 nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？9．质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？10．光子的动量p与波长λ的关系为p＝hλ，静止的原子核放出一个波长为λ的光子．(已知普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c)，则：(1)质量为M的反冲核的速度为多少？(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？§§17.3《粒子的波动性》参考答案1．B 2．D 3．CD 4．C 5．CD 6．AB 7．1.1 ×10－36m8．(1)6.63×10－37m (2)4.42×10－43m(3)3.3×10－28m /s9．见解析解析 根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一个波和它对应，飞行的子弹也必有一个波与之对应．由德布罗意波长公式可得λ＝h p ＝ 6.63×10－3410×10－3×3×102 m ＝2.21×10－34 m ．因子弹的德布罗意波长太短，故无法观察到其波动性． 10．(1)hλM (2)맧17.4《概率波》与§§17.4《不确定性关系》课时同步强化训练1．关于光的本性，下列说法正确的是( ) A．波动性和粒子性是相互矛盾和对立的，因此光具有波粒二象性是不可能的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性D．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性2．关于电子的运动规律，以下说法正确的是( ) A．电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B．电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C．电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D．电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律3．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．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性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迹和方向做匀速直线运动4．一个电子被加速后，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5．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是( ) 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6．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单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性7．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，则与它对应位置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的确定关系8．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9m，那么光子经过单缝发生衍射，动量的不确定量是________．9．质量为10 g的子弹，以300 m/s的速度射向靶子，试计算此子弹位置不确定性的范围．(设其动量的不确定范围为0.02%)10．一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围为其动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子位置的不确定范围有多大？(电子的质量为9.1×10－31 kg)11．已知h4π＝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10－6 m.(2)电子的质量m e＝9.1×10－31 kg，测定其位置的不确定量为10－10 m.§§17.4《概率波》与§§17.4《不确定性关系》参考答案1．C 2．C 3．BC 4．D 5．D 6．AD 7.ABC 8．5.3×10－26kg·m/s9．大于或等于8.8×10－32m10．2.9×10－3m 11．见解析解析 (1)球的速度测定的不确定量Δv≥h 4πm Δx ＝5.3×10－351.0×10－6 m/s ＝5.3×10－29m/s 这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论．(2)原子中电子的速度测定的不确定量Δv≥h 4πm e Δx ＝ 5.3×10－359.1×10－31×10－10 m /s ＝5.8×105 m/s这个速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理．选修3---5第十七章《波粒二象性》单元检测一、单项选择题1．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A．只能证明光具有波动性B．只能证明光具有粒子性C．只能证明光能够发生衍射D．证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．答案：D2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比解析：由ε＝hν＝h cλ知，当入射光波长小于金属的极限波长时，发生光电效应，A错误；由E k＝hν－W0知，光电子的最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，B错误；发生光电效应的时间一般不超过10－9s，C错误；入射光的强度越强，单位时间内射到金属上的光子数越多，发射出光电子数越多，则形成的光电流越大，所以D正确．答案：D3．下列说法中正确的是( )A．实物粒子只具有粒子性，不具有波动性B．卢瑟福通过α粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构模型C．光波是概率波，光子在前进和传播过程中，其位置和动量能够同时确定D．在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于γ光子的能量解析：电子通过晶格的衍射现象表明实物粒子也具有波动性，A错误；卢瑟福的原子核式结构模型理论的基础就是α粒子散射实验，B正确；由不确定性关系知微观粒子的位置和动量是不能同时准确测量的，C错误；在工业和医疗中常使用激光的原因是由于其平行性好、亮度高，但亮度高不是由于光子能量高，而是因为单位时间内通过单位面积的总能量大，D 错误．答案：B4．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可以使该金属产生光电效应的措施是( )A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间解析：每一种金属对应一个极限频率，低于极限频率的光，无论照射时间有多长，光的强度有多大，都不能使金属产生光电效应，只要照射光的频率大于极限频率，就能产生光电效应，A、C、D错误．X射线的频率高于紫外线的频率，所以改用X射线照射可能发生光电效应，B 正确．答案：B5.爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是( )A．逸出功与ν有关B．E km与入射光强度成正比C．当ν＜ν0时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关解析：逸出功是由金属自身决定的，与ν无关，A错误．E km随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系，B错误．当ν＜ν0时，无光电子逸出，C错误．由E km＝hν－W0知，E km －ν图象的斜率为h，D正确．答案：D6．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －We解析：解题的关键是要明确电子可能要吸收多个光子．由光电效应方程可知E k ＝n·h ν－W ，而eU ＝E k ，所以U ＝nh νe －W e (n ＝2,3,4，…)，故选项B 正确．答案：B7．下表给出了一些金属材料的逸出功.现用波长为400 nm (普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，光速c ＝3.0×108m/s)( )A ．2种B ．3种C ．4种D ．5种解析：要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm 的光的能量为E ＝h ν＝h c λ＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9 J ＝4.97×10－19J ，大于铯和钙的逸出功，所以A 选项正确． 答案：A 二、多项选择题8．某半导体激光器发射波长为1.5×10－6m 、功率为5.0×10－3W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为10－7m ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s，该激光器发出的( )A ．是紫外线B ．是红外线C ．光子能量约为1.3×10－18JD ．光子数约为每秒3.8×1016个解析：由于该激光器发出的光波波长比可见光长，所以发出的是红外线，A 错误，B 正确．光子能量E ＝h ν＝h c λ≈1.3×10－19 J ，C 错误．每秒发射的光子数n ＝P×1E ≈3.8×1016个，D正确． 答案：BD9.)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图所示，则这两种光( )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大解析：由题图可知，b 光照射时对应遏止电压U c2大于a 光照射时的遏止电压U c1，因eU ＝12mv 2，所以b 光照射时光电子最大初动能大，且可得νb ＞νa ，λb ＜λa ，A 、D 错误，C 正确．b 光折射率大于a 光折射率，所以a 光临界角大，B 正确． 答案：BC10．用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h 和c 表示，那么下列说法正确的有( ) A ．该种金属的逸出功为hc 3λB ．该种金属的逸出功为hcλC ．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D ．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应解析：由h ν＝W ＋E k 知h c λ＝W 0＋12mv 21，h c 2λ＝W 0＋12mv 22，又v 1＝2v 2，所以W 0＝hc3λ，故选项A 正确，B 错误；光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故选项C 错误，D 正确． 答案：AD 三、非选择题11．用功率P 0＝1 W 的光源照射离光源r ＝3 m 处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长λ＝663 nm 的单色光，试计算： (1)1 s 内打到金属板1 m 2面积上的光子数； (2)若取该金属原子半径r 1＝0.5×10－10m ，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？解析：(1)离光源r ＝3 m 处的金属板1 m 2面积上1 s 内接收的光能 E 0＝P 0t 4πr2＝8.85×10－3 J每个光子的能量E ＝h c λ＝3×10－19J所以每秒接收的光子数 n ＝8.85×10－33×10－19＝2.95×1016个．(2)每个原子的截面积为 S 1＝πr 21＝7.85×10－21m 2把金属板看成由原子密集排列组成的，则面积S 1上接收的光的功率 P′＝8.85×10－3×7.85×10－21W ＝6.95×10－23W每两个光子落在原子上的时间间隔 Δt ＝E P′＝3×10－196.95×10－23 s ＝4 317 s.答案：(1)2.95×1016个 (2)4 317 s12．某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象．闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U 称为反向遏止电压．根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的比荷为em，求：(1)阴极K 所用金属的极限频率； (2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.解析：(1)由于阳极A 和阴极K 之间所加电压为反向电压，根据动能定理有 －eU 1＝0－12mv 21－eU 2＝0－12mv 22根据光电效应方程 12mv 21＝h ν1－W 0 12mv 22＝h ν2－W 0 其中W 0＝h νc解以上各式得νc ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2.(2)由以上各式得 eU 1＝h ν1－W 0 eU 2＝h ν2－W 0 解得h ＝e U 1－U 2ν1－ν2.答案：(1)U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2 (2)1－U 2ν1－ν2。

4 概率波5 不确定性关系课后集训基础达标1。

在日常生活中，我们不会注意到光是由光子构成的，这是因为普朗克常量很小，每个光子的能量很小，而我们观察到的光学现象中涉及大量的光子。

试估计60 W 的白炽灯泡1 s 内发出的光子数。

解析:可设白炽灯发出的光子频率为6×1014 Hz ，每个光子的能量大约为E=hν=6.63×10—34×6×1014 J=4。

0×10—19 J.60 W 的白炽灯泡在 1 s 内发出的光子数19100.4160-⨯⨯=n =1.5×1020(个)。

答案:1。

5×1020个2.一颗质量为10 g 的子弹，具有200 m/s 的速率，动量的不确定量为0.01％，我们确定该子弹的位置时，有多大的不确定量？解析:子弹动量的不确定量为Δp=0。

01%×mv=0。

02 kg·m/s，根据ΔxΔp≥π4h ，得位置的不确定量为 Δx≥m p h 02.014.341063.6434⨯⨯⨯=∆-π=2。

64×10-31 m 。

答案：2.64×10-31 m综合运用3.一电子具有200 m·s -1的速率，动量的不确定范围为0。

01%,我们确定该电子的位置时，有多大的不确定范围?（电子质量为9.1×10—31 kg)解析：电子动量的不确定量为Δp=0。

01％×mv=1。

82×10-30 kg ·m/s,根据ΔxΔp≥π4h ，得位置的不确定量为Δx≥m p h 30341082.114.341063.64--⨯⨯⨯⨯=∆π=2.9×10—3 m 。

答案：2.9×10-3m4。

氦氖激光器所发红光波长为λ=6 238,谱线宽度Δλ=10-8.求当这种光子沿x 方向传播时，它的x 坐标的不确定量多大?解析：红光光子动量的不确定量为Δp=λ∆h ，根据ΔxΔp≥π4h ，得位置的不确定量为Δx≥m p h 14.34101044108⨯⨯=∆=∆--πλπ=7.96×10-20 m. 答案：7.96×10-20 m拓展探究5。

[基础达标练]1．实验表明电子也有波粒二象性，通常电子的粒子性比光强，故电子的波长比光的波长更短，电子和光相比，我们() A．更容易观察到明显的衍射现象和干涉现象B．不容易观察到明显的衍射现象和干涉现象C．不容易观察到明显的衍射现象，但容易观察到干涉现象D．更容易观察到明显的衍射现象，但不容易观察到干涉现象答案 B解析波动性越强越容易观察到明显的衍射和干涉，电子的波长比光的波长更短，则不容易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，下列说法中正确的是()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．光的波动性类似于机械波，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．由于光既具有波动性，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答案 D解析光既具有粒子性，又具有波动性，并不是矛盾和对立的，故A错误；光是概率波，不同于机械波；光的粒子性也不同于质点，故B错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C错误；由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故D 正确。

3．下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是()A．光波是一种物质波B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C．电子的衍射证实了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，所以宏观物体不具有波动性答案 C解析光波是一种电磁波，故A错误；衍射现象是一切波的性质特性，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，所以电子束的衍射图样证实了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，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍然具有波动性，故D选项错误。

第4、5节 概率波 不确定性关系1．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式Δx Δp ≥h 4π判断下列说法正确的是( ) A ．入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置B ．狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C ．更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D ．可以同时确定粒子的位置和动量C 解析 由Δx Δp ≥h 4π，狭缝变小了，即位置的不确定性减小了，Δp 变大，即动量的不确定性变大，选项C 正确，A 、B 、D 错误．2．(多选)在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，假设光子出现在中央亮纹的概率为90%.下列说法正确的是( )A ．第一个光子一定出现在中央亮纹上B ．第一个光子可能不出现在中央亮纹上C ．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上D ．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子一定不能出现在中央亮纹上 BC 解析 微观粒子的运动受概率波的统计规律支配，选项B 、C 正确．3．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．利用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它是用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图象．以下说法正确的是( )A ．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强B ．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显C ．如果加速电压相同，则用质子束工作的显微镜比用电子束工作的显微镜分辨本领强D ．如果加速电压相同，则用质子束工作的显微镜比用电子束工作的显微镜分辨本领弱C 解析 设加速电压为U ，电子电荷量为e ，质量为m ，则有E k ＝12mv 2＝eU ＝p 22m ，又p ＝h λ， 故eU ＝h 22mλ2，可得λ＝h 22emU． 对电子来说，加速电压越高，λ越小，衍射现象越不明显，选项A 、B 错误；电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要小得多，衍射现象不明显，分辨本领强，选项C 正确，D 错误．4．(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，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BC解析光的频率越高，波长越短，光的粒子性显著，衍射现象不明显；光的频率越低，波长越长，波动性越显著，选项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确定的，选项D错误．5．(多选)光通过单缝所发生的现象，可以用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，下列叙述正确的是( )A．单缝宽，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．单缝窄，中央亮纹宽，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．单缝窄，中央亮纹宽，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BD解析由粒子位置不确定量Δx与粒子动量不确定量Δp的不确定关系：ΔxΔp≥h4π可知，单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小，所以光沿直线传播，选项B正确；单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大，所以中央亮纹越宽，选项D正确．6．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；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几率最大的地方D解析少数光子落点不确定，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，选项D正确．7．如图所示是一个粒子源，产生某种微观粒子，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．没有亮纹D．只有一条亮纹B解析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，选项B正确．8．质量为m、带电荷量为e、初速度为零的电子，经加速电压U加速后，其电子的德布罗意波波长为h2meU(h为普朗克常数)，电子显微镜用电子束代替光镜的光源，放大倍数可达数万倍，这是因为( )A．电子束的波长短B．电子束的频率小C．电子束的不具波动性D．电子束的不具粒子性A解析根据电子显微镜工作原理及电子束波长短、衍射现象的影响小可知，选项A 正确，B、C、D错误．[能力提升]9．(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AD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，选项A、D正确．10．(多选)如图所示，灯丝F发射的电子束经过电场加速后从阳极上狭缝S穿出，通过两条平行狭缝S1、S2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S穿出时动量为p，普朗克常量为h，则( )A ．经过电场加速后，电子的德布罗意波波长为p hB ．经过电场加速后，电子的德布罗意波波长为h pC ．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BD 解析 电子的德布罗意波波长λ＝h p ，选项B 正确；荧光屏上暗条纹的位置是电子到达概率小的位置，亮条纹的位置是电子到达概率大的位置，选项D 正确．11．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．(电子质量m ＝0.91×10－30 kg)解析 电子的横向位置不确定量Δx ＝0.01 cm ，由不确定性关系式得Δv x ≥h 4πm Δx ＝ 6.63×10－344×3.14×0.91×10－30×10－4 m/s ＝0.58 m/s ， 电子经10 kV 的电压加速后的速度约为v ＝107m/s ，因此v ≫Δv x ，也就是电子的运动相对来看仍是相当确定的，波动性不起什么作用．运动的电子仍可看成经典粒子．答案 Δv x ≥0.58 m/s12．一粒质量为4×10－4 g 的尘埃，在空中下落的速度从1 m/s 增加到3 m/s 时，它的德布罗意波波长从多少变化到多少？分析是否可通过衍射现象观察到其波动性．解析 速度v 1＝1 m/s 时德布罗意波波长为λ1＝h mv 1＝ 6.63×10－344×10－4×10－3×1 m≈1.66×10－27 m ， 速度v 2＝3 m/s 时德布罗意波波长为λ2＝h mv 2＝ 6.63×10－344×10－4×10－3×3m≈5.5×10－28 m ． 由于波长太短，所以不能通过衍射现象观察到其波动性．答案 见解析。

3 粒子的波动性4 概率波5 不确定性关系对光的波粒二象性的理解1．关于光的波粒二象性，正确的说法是() A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性答案ABD解析光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性越强，反之波动性明显，个别光子易显示粒子性，大量光子显示波动性，故选项A、B、D正确．对物质波的理解2．一颗质量为10 g的子弹，以200 m/s的速度运动着，则由德布罗意理论计算，要使这颗子弹发生明显的衍射现象，那么障碍物的尺寸为() A．3.0×10－10 m B．1.8×10－11 mC．3.0×10－34 m D．无法确定答案 C解析λ＝hp＝hm v＝6.63×10－3410×10－3×200m≈3.32×10－34m，故能发生明显衍射的障碍物尺寸应为选项C.3．下列说法中正确的是() A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案 C解析任何一个运动的物体都具有波动性，但因为宏观物体的德布罗意波波长很短，所以很难看到它的衍射和干涉现象，所以C项对，B、D项错；物质波不同于宏观意义上的波，故A项错．对概率波的理解4．在单缝衍射实验中，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能通过单缝，那么该光子() A．一定落在中央亮纹处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答案CD解析根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只有C、D正确．对不确定性关系的理解5．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答案AD解析不确定关系表明，无论采用什么方法试图确定位置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关系所给出的限度．故A、D正确．。

17.4概率波一、选择题1、下列说法中不正确的是（）A、氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个氡原子核了B、核反应是若干核裂变反应中的一种，x是中子，m=3C、光是一种概率波D、光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性2、关于光的本性，下列说法正确的是（）A、光电效应反应光的波动性B、光子的能量由光的强度所决定C、光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说有机地统一起来D、光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子3、下列说法正确的是（）A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型B、宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性C、β衰变现象说明电子是原子核的组成部分D、对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应现象4、以下说法符合物理学史的是（）A、普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元B、康普顿效应表明光子具有能量C、德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也只具有粒子性D、汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构。

5、下列说法正确的是（）A、光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性B、微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C、爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点D、康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性6、下列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、大量光子的行为往往显示出粒子性7、下列说法不正确的是（）A、方程式→ 是重核裂变反应方程B、光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性C、衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D、德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想8、下列说法正确的是( )A、光子像其它粒子一样，不但具有能量，不具有动量B、玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C、将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D、原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损9、下列说法正确的是（）A、居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象B、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大。

一、光子能量的计算1．一个光子的能量ε＝hν，此中h是普朗克常量，ν是光的频次．2．一束光的能量E＝ nhν， n 为光子数量．3．频次与波长的关系：c ν＝ .λ例 1 激光器是一个特别的光源，它发出的光即是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为 1.0 ×1010W ，所发射的每个光脉冲连续的时间t 为 1.0 ×10－11s，波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度l 是多少？此中含有的光子数n 是多少？(普朗克常量 h＝ 6.63 ×10－34J s·，光速 c＝ 3.0 ×108 m/s)分析以t 、 l 和 c 分别表示光脉冲的连续时间、长度和光在真空中的流传速度，由题意可知l＝ c t①以 P 和 E 表示红宝石激光器发射的功率和一列光脉冲的能量，则有： E＝ P t②以λ和ν表示红宝石激光器激光的波长和频次，则有ν＝c，所以就获得每个光子的能量λhchν＝λ③由②③ 式就获得该列光脉冲含有的光子数E ＝λPΔtn＝hν hc④将数据代入①④ 式，就获得该列光脉冲的长度、含有的光子数分别为l ＝3×10－3m＝ 3 mm、n≈ 4.0×1017 个．答案 3 mm 4.0 ×1017个二、光电效应的规律和光电效应方程相关光电效应的问题主假如两个方面，一是对于光电效应现象的判断，另一个就是运用光电效应方程进行简单的计算．解题的重点在于掌握光电效应规律，明确各观点之间的决定关系．即有：强度——决定着每秒钟光源发射的光子数照耀光频次——决定着每个光子的能量ε＝hν每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子光电子逸出后的最大初动能E k＝ hν－ W0例 2 用波长为 2.0 ×10－ 74.7 ×10m 的紫外线照耀钨的表面，开释出来的光电子中最大的动能是－19(普朗克常量 h＝ 6.63 ×10－348m/s)()J．由此可知，钨的极限频次是J s·，光速 c＝ 3.0 ×10 A ．5.5 ×1014 Hz B ． 7.9 ×1014 HzC． 9.8 ×1014 Hz D ． 1.2 ×1015 Hz分析由爱因斯坦光电效应方程得h c＝ E＋ W ，而金属的逸出功W ＝ hν，由以上两式得，钨λk00c 的极限频次为：ν＝c－E k≈ 7.×91014Hz，B项正确．cλh答案B针对训练对于光电效应，以下说法正确的选项是()A．光电子的最大初动能与入射光的频次成正比B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C．可否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量能否大于金属的逸出功D ．用频次是ν1的绿光照耀某金属发生了光电效应，改用频次是ν 的黄光照耀该金属必定不2发生光电效应答案C分析由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频次的增大而增大，但不是成正比关系， A错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能没关， B 错．用频率是ν 的绿光照耀某金属发生了光电效应，改用频次是1ν的黄光照耀该金属不必定不发生光2电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功， D 错，C对．三、波粒二象性的理解1．光的波粒二象性(1)光的干预、衍射、偏振说明光拥有颠簸性，光电效应现象、康普顿效应则证明光拥有粒子性，所以，光拥有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能一致说明光的各样行为．(2)大批光子产生的成效显示出光的颠簸性，少量光子产生的成效显示出粒子性，且跟着光的频次的增大，颠簸性愈来愈不明显，而粒子性却愈来愈明显．hε2．实物粒子 (如：电子、质子等)都有一种波与之对应(物质波的波长λ＝p，频次ν＝h)．3．物质波与光波相同都属于概率波．概率波的本质：是指粒子在空间散布的概率是受颠簸规律支配的．例 3对于光的波粒二象性的说法中，正确的选项是()A．一束流传的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是相同的一种粒子，光波和机械波是相同的一种波C．能量越大的光子其颠簸性越明显D ．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否认电磁说，在光子能量ε＝ hν中，频次ν仍表示的是波的特征分析光是一种波、同时也是一种粒子，光拥有波粒二象性， A 错误；当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，光的干预、衍射又说明光是一种波，光既不一样于宏观的粒子，也不一样于宏观的波，不论频次高低，光都拥有波粒二象性， B 错误；能量越大的光子，波长越短，粒子性越强， C 错误；光拥有波粒二象性，光的颠簸性与粒子性不是独立的，由公式ε＝hν能够看出两者是有联系的．光的粒子性并无否认光的颠簸性， D 正确．答案D－ 18μm，普朗1．能惹起人的眼睛视觉效应的最小能量为10 J，已知可见光的均匀波长约为0.6克常量 h＝ 6.63 ×10－34J s·，则进入人眼的能量子数起码为()A．1 个B．3 个C．30 个D．300 个答案B分析可见光的均匀频次ν＝c，能量子的均匀能量为λε＝ hν，惹起视觉效应时E＝ nε，联立可得 n≈3， B 正确．2． (多项选择 )光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．不论光强多强，只需光的频次小于极限频次就不可以产生光电效应B．不论光的频次多低，只需光照时间足够长就能产生光电效应C．频次超出极限频次的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．频次超出极限频次的入射光，频次越高，所产生的光电子的最大初动能就越大答案 AD分析依据光电效应规律可知A正确，B错误．依据光电效应方程E k＝hν－ W0知，频次ν越高，光电子的最大初动能就越大，C错误，D正确．3．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k跟入射光的频次ν的关系图象如图 1 中的直线 1 所示．某种单色光照耀到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E1.若该单色光照耀到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E2，E2<E1，对于这类金属的最大初动能E k跟入射光的频次ν的关系图象应是图中的()图1A ．a C． cB ． bD ．上述三条图线都不正确答案A分析依据光电效应方程知，E k－ν为一次函数，普朗克常量h 是斜率，h 是确立的值，固然金属的逸出功不一样，但两个E k－ν图象的斜率相同，两个直线平行，同时再利用E k＝ hν－ W0，联合图象E2<E1，hν相同，所以W1<W2，即直线在纵轴上的截距W2大，应选项A正确．4． (多项选择 )波粒二象性是微观世界的基本特点，以下说法正确的有()A．光电效应现象揭露了光的粒子性B．热衷子束射到晶体上产生衍射图样说明中子拥有颠簸性C．黑体辐射的实验规律可用光的颠簸性解说D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案AB5．在大家关注的男子 110 米栏决赛中，雅典奥运冠军刘翔以12 秒 91 的成绩第一个冲过终点．设刘翔的质量约为 74 kg ，计算他在110 米栏决赛中的德布罗意波长．(普朗克常量 h＝ 6.63 ×10－34 J s·，计算结果保存三位有效数字．)答案 1.05 ×10－36m分析由德布罗意波长公式知，λ＝h＝h＝－ 346.63 ×10m≈ 1.05×10－36m. p mv11074×12.91。

第十七章第四、五节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)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．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答案：B解析：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。

2．(湖北武钢三中、武汉三中、省实验中2015～2016年高二下期联考)下列说法中正确的是( )A．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B．只要增大入射光强度，就一定能发生光电效应．如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子目不变D．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方答案：D解析：概率波是物质波，传播不需要介质，而机械波传播需要介质，故概率波和机械波的本质是不一样的，但是都能发生干涉和衍射现象，故A错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光强无关，故B错误；如果能发生光电效应，只增大入射光强度，则光子的密集程度增加，故单位时间内逸出的光电子目增加，故错误；光波是概率波，故光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方，故D正确，故选D。

3．在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片并设法减弱光子流的强度，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两种情况下，其实验结果是( )①若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点②若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹③这一实验结果证明了光具有波动性④这一实验结果否定了光具有粒子性A．①②③对B．①②④对．①③④对D．②③④对答案：A解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子行为表现为粒子性。

上述实验表明光具有波粒二象性，故①②③正确，即A正确。

4 概率波5 不确定性关系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：BC2．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，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过解析：A.德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A 错误；B.物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B正确；C.概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；D.根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D错误.答案：B3．(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：AC4．一辆摩托车以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？解析：根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π得：Δx≥h4πΔp＝6.626×10－344×3.14×100×20m＝2.64×10－38 m.答案：大于等于2.64×10－38 mA级抓基础1．(多选)下列各种波中是概率波的是( )A．声波B．无线电波C．光波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：CD2．(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：AC3．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：C4．以下说法中正确的是( )A．光波是概率波，物质波不是概率波B．实物粒子不具有波动性C．实物粒子也具有波动性，只是不明显D．光的波动性是光子之间相互作用引起的解析：光波和物质波都是概率波，选项A错误；实物粒子也具有波动性，只是不明显，选项B错误，C正确；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，选项D错误；故选C.答案：CB级提能力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：A6．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：B7．(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π，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：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A、D正确.答案：AD8．已知h4π＝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10－6 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＝10－6 m，由ΔxΔp≥h4π，Δp＝mΔv知Δv1＝h4πΔxm＝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 m，Δv2＝h4πΔxm＝5.3×10－3510－10×9.0×10－31m/s≈5.89×105 m/s.答案：(1)5.3×10－29 m/s (2)5.89×105 m/s在微观世界中速度测定的不确定量远比宏观中的大。

4 概率波自主广场我夯基我达标1.关于光波的本质，下列说法正确的是（）A.光是横波B.光是纵波C.光是概率波D.以上均正确思路解析：根据光具有波粒二象性的规律分析得，光是一种概率波，故选项C正确.答案：AC2.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.既有可能是暗纹也有可能是亮纹D.以上各种情况均有可能思路解析：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了b点，故b处一定是亮纹，选项A正确.答案：A3.下列各种波是概率波的是（）A.声波B.电磁波C.光波D.物质波思路解析：声波是机械波，A错.电磁波是一种能量波，B错.由概率波的定义和光波、物质波的特点分析可知，光波和物质波均为概率波，故C、D正确.答案：CD4.在做双缝干涉实验时，在观察屏上的某处是亮纹，则对光子到达观察屏时的位置，下列说法正确的是（）A.到达亮纹处的几率比到达暗纹处的几率大B.到达暗纹处的几率比到达亮纹处的几率大C.该光子可能到达光屏的任何位置D.以上说法均有可能思路解析：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A、C正确.答案：AC5.关于经典物理学中的粒子，下列说法正确的是（）A.有一定的大小，但没有一定的质量B.有一定的质量，但没有一定的大小C.既有一定的大小，又有一定的质量D.有的粒子还有一定量的电荷思路解析：根据经典物理学关于粒子的定义得C、D正确.答案：CD我综合我发展6.关于经典波的特征，下列说法正确的是（）A.具有一定的频率，但没有固定的波长B.具有一定的波长，但没有固定的频率C.既具有一定的频率，也具有固定的波长D.同时还具有周期性思路解析：根据经典波的定义和特点进行分析得C、D正确.答案：CD7.在单缝衍射实验中，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思路解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上，当然也可能落在其他亮纹处和暗纹处，只不过概率比落在中央亮纹处的小，故C、D正确. 答案：CD。