4.5不确定性关系同步练习（word版含答案）

4.5不确定性关系同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列关于近代物理学的结论中，正确的是（ ）
A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
B．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方
C．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
D．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的
2．下列说法正确的是
A．就物质波来说，速度相等的电子和质子，电子的波长长
B．原来不带电的一块锌板，被弧光灯照射锌板时，锌板带负电
C．红光光子比紫光光子的能量大
D．光电效应和康普顿效应均揭示了光具有波动性
3．下列说法中正确的是： （ ）
A．光有时是波，有时是粒子
B．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量
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．由不确定关系知，微观粒子的位置和动量都是不可确定的
4．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
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
6．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．一定落在中央亮纹处
B．一定落在亮纹处
C．一定落在暗纹处
D．落在中央亮纹处的可能性最大
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．光波是一种概率波
B．光波是一种机械波
C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变
D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变
9．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．可能落在亮纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最小
10．以下关于物质波的说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子都具有波粒二象性，故实物粒子与光子是本质相同的物体
B．一切运动着的物体都与一个对应的波相联系
C．机械波、物质波都不是概率波
D．实物粒子的动量越大，其波动性越明显，越容易观察
11．下列各种说法中不正确的有（　　）
A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
B．光既具有波动性，又具有粒子性，所以说光具有波粒二象性
C．光电效应现象说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性
D．德布罗意认为任何一个运动物体，无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波
12．下列关于微观粒子的波粒二象性的认识，错误的是（　　）
A．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹
B．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定
C．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性
D．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的
13．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
14．下列表述中正确的是
A．核反应中，氦核（）的比结合能小于氘核（）
B．铀238经一次衰变和一次衰变后，形成的新核相比铀238质量数减少了4，电荷数减少3.
C．科技的进步，测量工具精度的提升，将来可以同时精确测量微观粒子的位置和动量
D．宏观物体的德布罗意波的波长小，难以观察其波动性
15．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
二、填空题（共4题）
16．光的干涉、衍射现象表明光具有波动性；_________现象表明光具有粒子性。光的波粒二象性应理解为光子在空间各点出现的可能性的大小（即概率），可以用________来描述。
17．说明：除了电子以外，人们陆续证实了中子、质子以及原子、分子的_______，对于这些粒子，德布罗意给出的和关系同样正确。
18．因为微观粒子具有十分明显的_______性，所以不能象宏观物体运动那样可以用精确的轨道来描述；对光子的测量越精确，其动量的不确定性就越_____，用表示微观粒子的不确定性，用表示微观粒子动量的不确定性，则两者的关系为____________，上式称_____________．
19．在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果要准确地确定粒子的位置（即△x更小），则_____的测量一定会更不准确（即△p更大），也就是说，不可能同时准确地测量粒子的_____和_____．
三、综合题（共4题）
20．试根据相关实验解释为什么光是一种概率波？
21．氦氖激光器所发红光波长为λ＝6.238×10-7m，谱线宽度Δλ＝10－18m，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？
22．20世纪20年代，剑桥大学学生G·泰勒做了一个实验，在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片，整个装置如图所示小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹．泰勒对这照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是．已知光速．
（1）假如起作用的光波波长约为500nm，计算从一个光子到来和下一光子到来所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距离；
（2）如果当时实验用的箱子长1.2m，根据（1）的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？
23．物理学家做了个有趣的实验，在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光强的大小，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。请你对这个实验结果，从以下几方面作分析。
（1）曝光时间不长时，在底片上只能出现不规则的点，是因为能量太小，底片上的条纹看不清楚？
（2）单个光子的运动有确定的轨道么？
（3）干涉条纹中出现亮条纹是何原因？
（4）无论是单个光子还是大量光子，其行为都表现出波动性吗？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．B
4．D
5．B
6．D
7．A
8．A
9．C
10．B
11．C
12．B
13．D
14．D
15．C
16． 光电效应（或康普顿效应） 波动规律（或波动理论）
17．波动性
18． 波动性 大 不确定关系
19． 动量 位置 动量
20．近代物理认为光具有波动和粒子两面性，在频率大的时候容易表现出粒子性，频率小的时候容易表现出波的性质．
21．大于或等于7.96×10－20m
22．（1）； 240m
（2）由（1）的计算结果可知，两光子间距有240m，而箱子长只有1.2m，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动．这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性．因此，衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达概率较大的区域，而暗区是光子到达概率较小的区域．这个实验支持了光波是概率波的观点．
23．（1）不是；（2）没有；（3）干涉条纹中的亮纹处是光子到达概率较大的地方，暗纹处是光子达概率较小的地方，但也有光子到达；（4）不是
答案第1页，共2页