课时训练10概率波不确定性关系

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=6.63×10-34×6×1014J=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：2.9×10-3 m4.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.原子大小的数量级为10-10 m ，电子在原子中运动位置的不确定量至少为原子大小的十分之一，即Δx=10-11m ，试求电子速率的不确定量.解析：根据ΔxΔp≥π4h ，得电子速率的不确定量为 Δv≥s m xm h /101.91014.341063.64311134---⨯⨯⨯⨯⨯=∆π=5.8×106 m/s. 答案：5.8×106m/s6.电子在电视显像管中运动时如何处理？解析：设电子运动速率v=105 m/s ，速率的不确定范围Δv=10 m/s已知p=mv mΔv=Δp而Δx=m v m h 10101.91063.63134⨯⨯⨯=∆--=7.4×10-5 m 电子运动范围(显像管尺寸)L≈0.1 m，可见p Δp，L Δx 或p Δp，L λ (λ=ph =7.4 nm) 电子运动范围(原子的大小)L~10-10 m ，不满足L Δx，此时电子只能作微观粒子处理.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

17.4-17.5 概率波不确定性关系基础达标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；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，但有几率较大的位置．【答案】 B2．下列说法不正确的是( )A．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的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【解析】物质波与光波都是概率波，但有着本质的区别，物质波是实物具有的，光波是场具有的．故应选D项．【答案】 D3．关于对微观粒子的认识，下列说法中正确的是( )A．粒子的位置和动量可以同时确定B．粒子的运动没有确定的轨迹C．单个粒子的运动没有规律D．粒子在某一时刻的加速度由该时刻粒子受到的合力决定【解析】微观粒子具有波粒二象性，运动没有确定的轨迹，B正确；虽不能确定粒子再现在哪一位置，但可确定粒子在该点附近出现的概率，C错误；由不确定性关系知，粒子的位置和动量不能同时确定，A错；粒子的运动不遵循牛顿运动定律，D错误．【答案】 B4．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进行分析得，C正确；其他三个选项只说明了其中的某个方面，而没有对不确定关系作进一步的认识．【答案】 C5．电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法不正确的是( ) A．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C．电子绕核运动时电子边运动边振动D．电子在核外的位置是不确定的【解析】根据电子的波粒二象性，其在某时刻出现的位置不能确定，但其在某点出现的概率受波动规律支配，所以A、B、D正确，C错误．【答案】 C6．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m e＝9.0×10－31 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．如图所示是双缝干涉的图样，我们如何用光的波粒二象性来解释呢？表示曝光时间很短的情况，胶片上出现的是随机分布的光点．b所示的图样．从图中可以看出，光子在某些条形区域出现的概这些区域是光波通过双缝后产生相干振动加强的区域；而落在其他一些条形区域的这些区域是光波通过双缝后产生相干振动减弱的区域．曝光的时间越长，这说明，可以用光子在空间各点出现的概率来解释光的干涉图样，，若光子依次通过狭缝，普朗克常量h＝6.63×10每秒钟到达感光胶片的光子数目．光束中相邻两光子到达感光胶片相隔的时间和相邻两光子之间的平均距离．问的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？请简要说明理由．设每秒到达感光胶片的光能量为E0，。

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。