4.5不确定关系 课时作业（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 课时作业（解析版）
1．下列有关说法不正确的是（　　）
A．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
B．根据玻尔原子理论原子辐射或吸收光子的能量都要满足频率条件
C．根据不确定性关系，微观粒子的动量或位置不能确定
D．比结合能越小，原子核中核子结合得越不牢固，原子核越不稳定
2．下列叙述中不正确的是（　　）
A．Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下25克
B．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方
D．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性
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．关于光的本性，下列说法错误的是（　　）
A．泊松亮斑说明光具有波动性
B．偏振现象说明光是一种纵波
C．光是一种概率波
D．光子除了具有能量之外还具有动量
5．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
6．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
7．下列说法中不正确的是（　　）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性
C．康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量
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
8．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，位置和动量不能同时精确测定，
B．微观粒子本身也蕴含波动性，波动波长
C．频率越高的电磁波波动性越强，单个光量子的能量越大
D．光的双缝干涉的亮条纹就是按照波动理论计算的加强区，是光子到达概率大的地方，这是光子间的相互作用的结果
9．下列说法正确的是（　　）
A．核力是短程力，只存在于相邻的核子之间
B．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．在双缝干涉实验中，光屏上的暗条纹区域没有光子到达
D．在微观物理学中，粒子没有动量
10．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
11．2017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究。在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距都远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠。关于量子理论，下列说法中正确的有（　　）
A．玻尔氢原子理论，第一次提出了能量量子化的观念
B．爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴
C．量子理论中，实物粒子具有波粒二象性
D．微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后运动状态和位置
12．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，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过
13．关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　）
A．子弹德布罗意波的波动性有可能导致狙击手射击目标脱靶
B．研究石墨对X射线散射的康普顿效应中，散射光波长大于入射光波长
C．根据不确定性关系，不可能同时准确地知道微观粒子的位置和动量
D．单缝衍射中央亮纹的光强占整个光强的95%以上，若只让一个光子通过单缝，那么该光子可能落在暗纹处
14．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）
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？
参考答案
1．C
【详解】
A．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，故A正确；
B．根据玻尔原子理论原子辐射或吸收光子的能量都要满足频率条件为
故B正确；
C．根据不确定关系可知，微观粒子的动量和位置不能同时确定，故C错误；
D．比结合能越小，原子核中核子结合得越不牢固，原子核越不稳定，故D正确；
不正确的故选C。
2．B
【详解】
A．剩余质量为
A正确；
B．普朗克最早提出了量子理论的相关概念，玻尔的原子模型成功解释了氢原子发光现象，对于其他原子的发光现象无法解释，B错误；
C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方，暗条纹是光子到达几率小的地方，C正确；
D．宏观物体的动量较大，根据可知其物质波波长非常小，不易观察到它的波动性，D正确。
本题选择不正确选项，故选B。
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】
A．泊松亮斑是光的衍射，说明光具有波动性，A正确，不符合题意；
B．偏振现象说明光是一种横波，B错误，符合题意；
C．光具有波粒二象性，光是一种概率波，C正确，不符合题意；
D．光电效应证明光子具有能量，康普顿散射实验证明光子具有动量，D正确，不符合题意。
故选B。
5．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．
6．B
【详解】
A．质点是用来代替物体的有质量的点，具有一定质量但不计形状和体积。而光子静止质量为零，速度为光速，因此不能说光子相当于高速运动的质点，选项A错误；
B．根据光的性质可知，光的直线传播只是宏观近似规律，选项B正确；
C．光波和物质波都是概率波，选项C错误；
D．光子是一种不带电的微观粒子，而电子是带负电的实物粒子，它们虽然都是微观粒子，但有本质区别，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．光电效应现象说明了光是一份一份的，因此揭示了光的粒子性，A正确；
B．德布罗意最先提出了物质波，他认为既然波具有粒子性，粒子也应该具有波的性质，而且给出波长与动量的关系为
B正确；
C．康普顿效应表明光具有粒子性，即光子不仅具有能量还具有动量，C错误；
D．光波不同于宏观概念中那种连续的波，大量光子表现出波动性，少量光子表现粒子性，因此它是一种概率波，D正确。
故不正确的选C。
8．B
【详解】
A．微观粒子的动量和位置不能同时精确确定，这也就是决定不能用“轨道”观点来描述粒子的运动，但
故A错误；
B．微观粒子本身也蕴含波动性，波动波长为，故B正确；
C．频率越高的电磁波能量越大，但波动性越弱，故C错误；
D．在光的双缝干涉中减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地达到光屏，经过足够长时间，仍然发现相同干涉条纹，表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故D错误；
故选B。
9．A
【详解】
A．核力是短程力，作用范围在，原子核的半径数量级在，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核能稳定存在的原因，故A正确；
B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误；
C．光波是概率波，其个别光子的行为是随机的，光子到达暗条纹处的概率很小，但也有光子到达暗条纹处，到达明条纹处的概率很大，故C错误；
D．在微观物理学中，粒子具有动量，动量为
故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
由不确定性关系可知，不能同时确定动量和坐标，二者没有唯一关系，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，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．BC
【详解】
A．第一次提出了能量量子化的观念的是普朗克，选项A错误；
B．爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴，选项B正确；
C．量子理论中，实物粒子具有波粒二象性，选项C正确；
D．根据不确定原理，微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，不可以同时确定它此后运动状态和位置，选项D错误。
故选BC。
12．BD
【详解】
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正确；
故选BD。
13．BCD
【详解】
A．子弹德布罗意波的波动性很略，几乎可以忽略，不可能导致狙击手射击目标脱靶，故A错误；
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据
知波长增大，故B正确；
C．由不确定性关系可知，微观粒子没有准确的位置和动量，故C正确；
D．根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹，故概率最大落在中央亮纹处，也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故D正确。
故选BCD。
14．
【详解】
单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量，即
由可得
解得
．
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