4.5不确定关系 达标作业（Word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册
4.5不确定关系 达标作业（解析版）
1．在单缝衍射实验中，中央亮条纹的最宽最亮．假设现在只让一个光子通过单缝，下列说法正确的是（ ）
A．该光子一定落在中央亮条纹处
B．该光子一定落在亮条纹处
C．该光子可能落在暗条纹处
D．该光子不确定落在哪里，所以不具备波动性
2．关于电子的运动规律，下列说法正确的是（　　）
A．电子如果不表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循牛顿运动定律
B．电子如果不表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循波动规律
C．电子如果表现波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其空间分布的概率遵循波动规律
D．电子如果表现波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其规律遵循牛顿运动定律
3．下列说法正确的是（ ）
A．用紫外线照射某种金属，有光电效应现象，则用红光照射也一定有光电效应现象
B．X射线既有粒子性，也有波动性，它的波动性比粒子性更加明显
C．光波、德布罗意波都是概率波，在真空中传播速度相等
D．物体在高温时辐射可见光，在任何温度下都会辐射红外线
4．对光的波粒二象性的理解，下列说法中正确的是 （　　）
A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一
B．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强
C．在光的双缝干涉现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方
D．频率低的光表现出的粒子性强，频率高的光表现出的波动化强、
5．关于量子化和物质的波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在研究黑体辐射时，为了解释黑体辐射的实验规律，提出了能量量子化
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．只有光子具有波粒二象性，运动的微粒不具有波粒二象性
D．光电效应和康普顿效应均揭示了光子具有动量
6．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处最可能是（　　）
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
7．下列说法中正确的是（　　）
A．光是一种概率波，物质波也是概率波
B．麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在
C．某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变
D．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
8．下列说法正确的是（　　）
A．黑体只吸收电磁波，不辐射电磁波
B．光的波长越长，光子的能量越大
C．光的波长越短，越容易发生衍射
D．在光的干涉中，明条纹的地方是光子到达概率大的地方
9．下列说法正确的是（　　）
A．光波是概率波，物质波是机械波
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．普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的
D．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性
10．下列说法正确的是（　　）
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．振动的带电微粒辐射或吸收的能量可以是任意数值
C．动能相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显
D．光的波动性不是光子之间相互作用引起的，而是光子自身固有的性质
11．下列说法正确的是（ ）
A．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
B．按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是α射线、β射线、γ射线
C．按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子系统的电势能减少量可能大于电子动能的增加量
D．在微观物理学中，不确定关系告诉我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律
12．下列各种波是概率波的是（　　）
A．声波 B．无线电波 C．光波 D．水波
13．下列说法中正确的是（ ）
A．光的波粒二象性学说，就是由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，在光子能量公式中，频率v表示波的特征，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
14．下列叙述正确的是(　 )
A．对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波
B．为了解释光电效应现象，爱因斯坦建立了光子说，指出在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系
C．太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波
D．在关于物质波的表达式E＝hν和p＝h/λ中，能量和动量是描述物质的粒子性的重要物理量，波长和频率是描述物质的波动性的典型物理量
15．原子核的半径为，请估计核内质子的动量不确定范围。如果电子被限制在核内，其动量的不确定范围又是多少？
16．一波长为的光子，其波长的测量精度，求该光子位置的不确定量．
参考答案
1．C
【详解】
根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处是不能确定的，只是落在中央的概率较大，故使得中央出现亮条纹，其实对一个光子来说也有可能落在暗纹处，但是几率很小，综上所述，只有C的叙述准确，故ABD错误，C正确。
2．C
【详解】
电子无论是表现出波动性还是表现出粒子性，都与经典的波和经典的粒子不同，没有确定的轨迹，不遵循牛顿运动定律，大量电子表现为波动性，是一种概率波，牛顿运动定律不适用，不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，其空间分布的概率遵循波动规律，C正确ABD错误。
故选C。
3．D
【解析】
试题分析: 当入射光的频率大于金属的极限频率时有光电效应现象．现用紫外线照射某种金属，有光电效应现象，因红光的频率小于紫光的频率，故用红光照射时，不一定有光电效应现象，A错；X射线既有粒子性，也有波动性，当少数时体现粒子性，多数时，体现波动性，B错；光波、德布罗意波都是概率波，在真空中，光的传播速度大，C错；物体在高温时辐射可见光，在任何温度下都会辐射红外线，D对．
考点:光电效应、概率波、黑体辐射．
【名师点睛】光电效应规律
（1）每种金属都有一个极限频率．
（2）光子的最大初动能与入射光的强度无关．只随入射光的频率增大而增大．
（3）光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．
（4）光电流的强度与入射光的强度成正比．
4．B
【详解】
ABD．波粒二象性是光的根本属性，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，高频光的粒子性显著，低频光的波动性显著，二者不是相互矛盾，只是在不同情况下所表现的性质可能不同，故选项AD错误，B正确；
C．在光的双缝干涉现象中，暗条纹的地方是光子出现几率较低的地方，选项C错误；
故选B。
5．B
【详解】
A．普朗克在研究黑体辐射时，为了解释黑体辐射的实验规律，提出了能量量子化，A错误；
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道，B正确；
C．光子和运动的微粒都具有波粒二象性，C错误；
D．光电效应和康普顿效应均揭示了光具有粒子性，D错误。
故选B。
6．A
【详解】
按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b处，故b处最可能是亮纹
故选A。
7．A
【详解】
A．光是一种概率波，物质波也是概率波，A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的，赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在，B错误；
C．某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率由波源决定，不会改变，但波长将改变，C错误；
D．入射光的频率大于金属的极限频率时，才能发生光电效应，红光的频率小于紫光的频率，故紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时不一定有电子向外发射，D错误。
故选A。
8．D
【详解】
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故A错误；
B．光的波长越长，频率越小，则能量越小，故B错误；
C．波长越长，越容易发生明显衍射，故C错误；
D．光波是概率波，在光的干涉现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，是光子到达概率最小的地方，并非光子不能到达的地方，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方，故D正确。
故选D。
9．D
【解析】
【详解】
A．光子在空间各点出现的可能性的大小（概率）可用波动规律来描述．所以从光子的概念上看，光波是一种概率波．光波和物质波都属于概率波，且都具有波粒二象性，故A错误；
B．根据测不准关系，可知微观粒子的动量和位置的不确定量一个变大的同时，另一个变小，故B错误；
C．普朗克的量子化假设是为了解释黑体辐射规律，故C错误；
D．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．由黑体辐射的实验规律可知，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射的极大值向波长较短的方向移动，所以A错误；
B．振动着的带电微粒辐射或吸收的能量是某一最小能量值的整数倍，所以B错误；
C．德布罗意波的波长公式为
又因为质子的质量比电子的质量大，则如果质子和电子的动能相等时，质量小的波长大，波动性明显，所以电子的波动性更为明显，所以C错误；
D．使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少。因此光的波动性是光子自身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，所以D正确。
故选D。
11．D
【详解】
β射线是原子核内电子形成的电子流，它具有中等的穿透能力,故A错误；按照电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是γ射线、β射线、α射线、故B错误；按照玻尔的氢原子理论，当电子从高能级向低能级跃迁时，要释放出能量，所以电势能的减小量大于动能的增加量，故C错误；根据不确定关系我们知道虽然不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律，故D正确；故选D
12．BC
【详解】
AD. 声波和水波是机械波，不是概率波，AD错误；
B．根据黑体辐射理论，能量子具有波粒二象性，电磁波中的无线电波是一种能量波，即是概率波，B正确；
C．光具有波粒二象性，光为概率波，C正确。
故选BC。
13．CD
【解析】
【详解】
A. 爱因斯坦的“光子说”与惠更斯的波动说揭示了光具有波粒二象性，故A错误；
BC. 麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在，电磁波传播速度跟光速相同.光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量公式ε=hv中，频率v表示波的特征，ε表示粒子的特征，故B错误，C正确；
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念波，故D正确.
14．ABCD
【解析】
【详解】
A项：量子力学认为物质没有确定的位置，它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值，故对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波，A正确；
B项：为了解释光电效应现象，爱因斯坦建立了光子说，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系，故B正确；
C项：由一切运动着的物体都有一种波跟它相对应可知，太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性，这种波是物质波，故C正确；
D项：表达式和中，能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长或频率 是描述物质的波动性的典型物理量，故D正确。
15．；
【详解】
由不确定关系可得质子动量的不确定范围
如果电子被限制在核内，电子的运动范围也是，其动量不确定范围也是
16．2.4cm
【详解】
光子的动量，若只考虑其数值大小，则光子动量的不确定值
因为，所以
由不确定性关系，可知光子位置的不确定量