康南民族高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：4.5不确定关系 质量检测（含解析）

4.5不确定关系
1．下列说法中不正确的是 （ ）
A．电子束穿过铝箔后的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
B．物质波是一种概率波
C．能量越小的光子其波动性越显著
D．只要测量环境适合，可以同时确定微观粒子的动量和位置
2．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
3．下列说法正确的是（ ）
A．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性
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．爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点
D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性
4．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，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
D．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置
5．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
6．以下说法符合物理学史的是（　　）
A．爱因斯坦首先把能量子的概念引入物理学，否定了“能量连续变化”的观点
B．康普顿效应表明光具有粒子性
C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
D．不确定关系告诉我们，微观物理学中，粒子的位置和动量测不准
7．如图所示分别为100多个、3000多个、70000多个电子通过双缝后的干涉图样，则（　　）
A．图样是因为电子之间相互作用引起的
B．假设现在只让一个电子通过单缝，那么该电子一定落在亮纹处
C．图样说明电子已经不再遵守牛顿运动定律
D．根据不确定性关系，不可能同时准确地知道电子的位置和动量
8．下列说法正确的是（　　）
A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B．一群处于n=4激发态的氢原子共能辐射出4种不同频率的光子
C．原子核中所有核子单独存在时的质量总和大于该原子核的总质量
D．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
9．关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是(　　)
A．微观粒子的动量不可确定
B．微观粒子的位置坐标不可确定
C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定
D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子
10．根据不确定性关系ΔxΔp≥，判断下列说法正确的是（ ）
A．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降
B．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升
C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关
D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关
11．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）
12．已知＝5.3×10－35J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况.
（1）一个球的质量m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为10－6m；
（2）电子的质量me＝9.1×10－31kg，测定其位置的不确定量为10－10m.
13．质量为m=6．64×10-27kg的α粒子通过宽度为a=0．1 mm的狭缝后，其速度的不确定量约为多少?若其速度v=3×107m/s，它能否看成经典粒子?
14．一波长为的光子，其波长的测量精度，求该光子位置的不确定量．
参考答案
1．D
【解析】
电子束穿过铝箔后的衍射实验证实了物质波的假设是正确的，选项A正确；物质波是一种概率波，选项B正确；由可知， 能量越小的光子频率越小，其波动性越显著，选项C正确；根据不确定原理可知，不可能同时确定微观粒子的动量和位置，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.
2．C
【解析】
AB. 电子运动对应的物质波是概率波.少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵循牛顿运动定律，A、B错误；
CD. 大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，可确定电子在某点附近出现的概率，且概率遵循波动规律，C正确，D错误
3．A
【解析】
A．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性，故A正确；
B．如果以△x表示粒子位置的不确定量，以△p表示粒子在x方向上的不确定量，那么
△x?△p≥
h为普朗克常数．表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，故B错误；
C．1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为能量子
E=hν
1905年爱因斯坦从中得到启发，提出了光子说的观点，故C错误；
D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现了康普顿效应，康普顿效应进一步表面光子具有动量，进一步证明了光具有粒子性，故D错误。
故选A.
4．D
【解析】
由物质波原则可知，它受波动概率影响，由测不准原则得无法确定坐标，所以D是正确的，ABC错误．故选D．
5．D
【解析】
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，综上所述，故ABC错误，D正确。
6．BC
【解析】
A．普朗克首先把能量子的概念引入物理学，否定了“能量连续变化”的观点，故A错误；
B． 康普顿效应表明光子不但具有能量还具有动量，说明光具有粒子性，故B正确；
C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故C正确；
D．不确定性原理表明，微观物理学中，粒子的位置与动量不可同时被确定，并不是粒子的位置和动量测不准，故D错误。
故选BC。
7．CD
【解析】
A．根据图样可知，是因为电子的波动性引起的干涉图样，故A错误；
B． 根据概率波的概念，对于一个电子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在亮纹处，故B错误；
C．根据图样可知，电子已经不再遵守牛顿运动定律，故C正确；
D． 根据不确定性关系，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，故D正确。
故选CD。
8．CD
【解析】
A.比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核越稳定，故A错误；
B.一群处于n=4激发态的氢原子共能辐射出种光子，故B错误；
C.原子核的质量小于组成它的核子质量之和，故C正确；
D.根据不确定关系
可知狭缝变窄，电子动量的不确定量变大，故D正确。
故选CD。
9．CD
【解析】
不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式：△x?△p≥，不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体，故AB错误、CD正确．
10．AD
【解析】
不确定关系表明，无论采用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给出的限度．故AD正确．
11．
【解析】
单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量，即
由可得
解得
．
12．（1）5.3×10－29m/s（2） 5.8×105m/s
【解析】
（1）球的速度测定的不确定量
Δv≥＝m/s＝5.3×10－29m/s
这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论.
（2）原子中电子的速度测定的不确定量
Δv≥＝m/s＝5.8×105m/s
这个速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理.
13．8×10-5m/s；能
【解析】
α粒子位置不确定量Δx=a，由不确定性关系ΔxΔp≥及Δp=mΔv，得Δv≥m/s≈8×10-5m/s，因=2．67×10-12?1，故能看成经典粒子处理．
14．2.4cm
【解析】
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