4.5不确定性关系基础巩固（word版含答案）

4.5不确定性关系基础巩固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．下列关于物理学史说法正确的是（　　）
A．玻尔指出光波是一种概率波 B．玛丽·居里发现了光电效应
C．普朗克最早把能量子引入物理学 D．卢瑟福提出阴极射线就是电子流
2．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
3．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
4．下列说法中正确的是（　　）
A．黑体辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动。普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说
B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
C．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
D．光波是一种概率波。光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质
5．下列说法正确的是
A．放射性元素的半衰期与外界压强、温度和原子的化学状态有关
B．电磁波能发生干涉、衍射现象和多普勒效应，但不能发生偏振现象
C．在LC振荡电路中，当回路中的电流最大时，电容器中的电场能最小
D．根据不确定性关系，微观粒子的动量或位置不能确定
6．下列说法正确的是（　　）
A．光子的能量与光子动量的平方成正比
B．电子的能量越大，其物质波的波长就越长
C．单个光子没有波动性，光的波动性是光子相互作用的结果
D．不确定性关系意味着我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况
7．下列关于波粒二象性说法正确的是（　　）
A．X射线的比紫光的波动性明显
B．通过同一个双缝干涉装置，粒子性越明显的光条纹间距越大
C．大量光子体现出波动性，个别光子体现出粒子性
D．电子的波动性对应的物质波与水波是同一种波
8．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、
9．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，若粒子每次都是一个一个地通过，能确定粒子会通过哪一个缝
10．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
11．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
12．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
13．下列说法正确的是（　　）
A．光子与光电子是同一种粒子
B．光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒
C．光具有粒子性又具有波动性，这种波是概率波，不是电磁波
D．宏观物体也有波动性，这种波就是机械波
14．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
15．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
二、填空题（共4题）
16．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大( )
17．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为_______ m/s．
18．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。
19．小球从这个装置往下掉，能否确定进入哪一格，放很多小球，则_____（填“中间多”还是“两边多”）。
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．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？
23．20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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
2．C
3．C
4．C
5．C
6．D
7．C
8．B
9．B
10．B
11．A
12．B
13．B
14．B
15．B
16．正确
17．0.58;
18．波动性
19．中间多
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）不是因为能量太小。因为曝光时间不太长，到达底片的光子较少，体现粒子性，在底片上只能出现不规则的点。
（2）没有。光波是概率波，单个光子没有确定的轨道。
（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。光波是概率波，单个光子没有确定的轨道，其到达某点的概率受波动规律支配，少数光子落点不确定，体现粒子性，大量光子的行为符合统计规律，受波动规律支配，才表现出波动性。
23．（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．
答案第1页，共2页