邻水县第二中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：4.5不确定关系 巩固练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 邻水县第二中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：4.5不确定关系 巩固练习（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 144.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 06:56:05 | ||
图片预览
文档简介
4.5不确定关系
1．关于不确定性关系，下列说法中正确的是（ ）
A．不能精确地测定微观粒子的动量
B．不能同时精确地测定微观粒子的位置和动量
C．不能精确地测定宏观物体的动量
D．对于宏观物体若要比较准确地测量其动量，则其位置无法测量
2．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
3．关于物质波下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．物质波和光波都不是概率波
C．粒子的动量越小，其波动性越易观察
D．粒子的动量越大，其波动性越易观察
4．下列说法正确的是 （ ）
A．在黑体辐射中随着温度的升高，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．不确定性关系适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观物体
5．下列关于光的本性的说法中正确的是
A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性
D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著
6．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )
A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略
B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp就不能忽略
C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故
D．以上解释都是不对的
7．如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹．则对本实验的理解正确的是（ ）
A．图甲体现了电子的粒子性
B．图乙体现了电子的粒子性
C．单个电子运动轨道是确定的
D．图乙中明条纹是电子到达概率大的地方
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
B．微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动
C．微观粒子位置不能精确确定
D．微观粒子位置能精确确定
9．下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
B．光电效应、康普顿效应表明光具有粒子性
C．不确定性关系只适用于电子和光子等微观粒子，不适用于其他宏观物体
D．一个放射性原子核发生一次衰变，它的质子数增加一个，中子数减少一个
10．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
11．下列说法正确的是( )
A．普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论
B．大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明所有的电子都落在明条纹处
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
12．下列说法正确的是（ ）
A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律
C．单缝衍射实验的结果表明：微观粒子的位置和动量不能够同时确定
D．电磁波频率越高，相同的时间能传递的信息量越大
13．如图所示为示波管示意图，电子的加速电压U=104V，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1mm范围内，可以认为令人满意，则该范围内电子的速度是否可以完全确定？是否可以用经典力学来处理？已知电子质量m=9.1×10-31kg.
14．已知，试求下列情况中速度的不确定量.
（1）一个球的质量m=1.0kg，测定其位置的不确定量为10-6m；
（2）电子的质量，测定其位置的不确定量为10-10m（即在原子的数量级）.
参考答案
1．B
【解析】
不确定性原理表明，在微观世界，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：
．
故选B．
2．D
【解析】
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
3．C
【解析】
A、实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，故选项A错误；
B、根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，故选项B错误；
CD、根据德布罗意的物质波理公式，可知粒子的动量越大，波长越小，其波动性越不明显；粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，越容易观察，故选项C正确，D错误。
4．D
【解析】
A、在黑体辐射中，辐射强度随温度的变化关系为：随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；
B、根据量子化的理论，带电微粒辐射和吸收的能量，是不连续的，故B错误；
C、根据物质波的波长公式：和动能与动量的关系式：，得：，动能相等的质子和电子相比，质子的质量大，所以质子的物质波波长短，电子的物质波波长长，电子的波动性更为明显，故C错误；
D、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D正确．
5．C
【解析】A、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，实际上是不科学的．惠更斯提出了“波动说”，光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，才能圆满说明光的本性，故A错误；
B、光具有波粒二象性，但不能把光看成宏观概念上的波，光的粒子性要求把光看成微观概念上的粒子，故B错误；
C、干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故C正确；
D、频率低、波长长的光，波动性特征显著；频率高、波长短的光，粒子性特征显著，故D错误。
点睛：光既有波动性，又有粒子性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性；波长长的光，波动性越强．频率越高，粒子性特征显著。
6．ABC
【解析】
A. 单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量△x大，动量不确定量△p小，可以忽略，故A正确。
B. 能发生衍射现象时，动量不确定量△p，较大，则就不能忽略，故B正确；
C. 单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故，故C正确；
D. 由上分析可知，D错误；
7．AD
【解析】
AC.题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定，A符合题意，C不符合题意；
B.题图乙中明暗相同的条纹说明大量的粒子表现为波动性，B不符合题意；
D.明条纹是电子到达概率大的地方，D符合题意；
8．AC
【解析】
微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，这也就决定了不能用“轨道”的观点来描述粒子的运动（轨道上运动的粒子在某时刻具有确定的位置和动量），故A正确．由微观粒子的波粒二象性可知微观粒子位置不能精确确定，故C正确．
9．BD
【解析】
A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说．故A错误；
B．光电效应现象和康普顿效应现象说明光即具有能量，也具有动量，具有粒子性．故B正确；
C．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观物体．故C错误；
D．根据β衰变的本质可知，一个放射性原子核发生一次β衰变，它的质子数增加一个，中子数减少一个，故D正确．
10．ABCD
【解析】
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。
11．AC
【解析】
普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A正确；大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明落在明条纹处的电子较多、落在暗条纹出的电子较少，故B错误。电子和其他微观粒子都具有波粒二象性，选项C正确；波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故D错误。故选AC.
12．ACD
【解析】
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，选项A正确；波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但是不能成功地解释其它原子光谱的实验规律，选项B错误；单缝衍射实验的结果表明：微观粒子的位置和动量不能够同时确定，选项C正确；电磁波频率越高，能量越大，则相同的时间能传递的信息量越大，选项D正确；故选ACD.
13．电子的速度可以完全确定 可以用经典力学来处理
【解析】
Δx=0.1mm=10－4m，由得，动量的不确定量最小值Δp≈5×10-31kg·m/s，其速度不确定量最小值.由，可解得v=6×107m/s，由于Δv＜＜v，则电子的速度可以完全确定，故可以用经典力学来处理.
14．（1）5.3×10－29m/s （2）5.89×105m/s
【解析】
（1）根据题意可知：m=1.0kg，Δx1=10－6m，由，ΔP=mΔv知.
（2）根据题意可知：me=9.0×10-31kg，Δx2=10－10m，所以：.
1．关于不确定性关系，下列说法中正确的是（ ）
A．不能精确地测定微观粒子的动量
B．不能同时精确地测定微观粒子的位置和动量
C．不能精确地测定宏观物体的动量
D．对于宏观物体若要比较准确地测量其动量，则其位置无法测量
2．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
3．关于物质波下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．物质波和光波都不是概率波
C．粒子的动量越小，其波动性越易观察
D．粒子的动量越大，其波动性越易观察
4．下列说法正确的是 （ ）
A．在黑体辐射中随着温度的升高，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．不确定性关系适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观物体
5．下列关于光的本性的说法中正确的是
A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性
D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著
6．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )
A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略
B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp就不能忽略
C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故
D．以上解释都是不对的
7．如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹．则对本实验的理解正确的是（ ）
A．图甲体现了电子的粒子性
B．图乙体现了电子的粒子性
C．单个电子运动轨道是确定的
D．图乙中明条纹是电子到达概率大的地方
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
B．微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动
C．微观粒子位置不能精确确定
D．微观粒子位置能精确确定
9．下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
B．光电效应、康普顿效应表明光具有粒子性
C．不确定性关系只适用于电子和光子等微观粒子，不适用于其他宏观物体
D．一个放射性原子核发生一次衰变，它的质子数增加一个，中子数减少一个
10．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
11．下列说法正确的是( )
A．普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论
B．大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明所有的电子都落在明条纹处
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
12．下列说法正确的是（ ）
A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律
C．单缝衍射实验的结果表明：微观粒子的位置和动量不能够同时确定
D．电磁波频率越高，相同的时间能传递的信息量越大
13．如图所示为示波管示意图，电子的加速电压U=104V，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1mm范围内，可以认为令人满意，则该范围内电子的速度是否可以完全确定？是否可以用经典力学来处理？已知电子质量m=9.1×10-31kg.
14．已知，试求下列情况中速度的不确定量.
（1）一个球的质量m=1.0kg，测定其位置的不确定量为10-6m；
（2）电子的质量，测定其位置的不确定量为10-10m（即在原子的数量级）.
参考答案
1．B
【解析】
不确定性原理表明，在微观世界，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：
．
故选B．
2．D
【解析】
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
3．C
【解析】
A、实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，故选项A错误；
B、根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，故选项B错误；
CD、根据德布罗意的物质波理公式，可知粒子的动量越大，波长越小，其波动性越不明显；粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，越容易观察，故选项C正确，D错误。
4．D
【解析】
A、在黑体辐射中，辐射强度随温度的变化关系为：随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；
B、根据量子化的理论，带电微粒辐射和吸收的能量，是不连续的，故B错误；
C、根据物质波的波长公式：和动能与动量的关系式：，得：，动能相等的质子和电子相比，质子的质量大，所以质子的物质波波长短，电子的物质波波长长，电子的波动性更为明显，故C错误；
D、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D正确．
5．C
【解析】A、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，实际上是不科学的．惠更斯提出了“波动说”，光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，才能圆满说明光的本性，故A错误；
B、光具有波粒二象性，但不能把光看成宏观概念上的波，光的粒子性要求把光看成微观概念上的粒子，故B错误；
C、干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故C正确；
D、频率低、波长长的光，波动性特征显著；频率高、波长短的光，粒子性特征显著，故D错误。
点睛：光既有波动性，又有粒子性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性；波长长的光，波动性越强．频率越高，粒子性特征显著。
6．ABC
【解析】
A. 单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量△x大，动量不确定量△p小，可以忽略，故A正确。
B. 能发生衍射现象时，动量不确定量△p，较大，则就不能忽略，故B正确；
C. 单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故，故C正确；
D. 由上分析可知，D错误；
7．AD
【解析】
AC.题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定，A符合题意，C不符合题意；
B.题图乙中明暗相同的条纹说明大量的粒子表现为波动性，B不符合题意；
D.明条纹是电子到达概率大的地方，D符合题意；
8．AC
【解析】
微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，这也就决定了不能用“轨道”的观点来描述粒子的运动（轨道上运动的粒子在某时刻具有确定的位置和动量），故A正确．由微观粒子的波粒二象性可知微观粒子位置不能精确确定，故C正确．
9．BD
【解析】
A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说．故A错误；
B．光电效应现象和康普顿效应现象说明光即具有能量，也具有动量，具有粒子性．故B正确；
C．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观物体．故C错误；
D．根据β衰变的本质可知，一个放射性原子核发生一次β衰变，它的质子数增加一个，中子数减少一个，故D正确．
10．ABCD
【解析】
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。
11．AC
【解析】
普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A正确；大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明落在明条纹处的电子较多、落在暗条纹出的电子较少，故B错误。电子和其他微观粒子都具有波粒二象性，选项C正确；波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故D错误。故选AC.
12．ACD
【解析】
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，选项A正确；波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但是不能成功地解释其它原子光谱的实验规律，选项B错误；单缝衍射实验的结果表明：微观粒子的位置和动量不能够同时确定，选项C正确；电磁波频率越高，能量越大，则相同的时间能传递的信息量越大，选项D正确；故选ACD.
13．电子的速度可以完全确定 可以用经典力学来处理
【解析】
Δx=0.1mm=10－4m，由得，动量的不确定量最小值Δp≈5×10-31kg·m/s，其速度不确定量最小值.由，可解得v=6×107m/s，由于Δv＜＜v，则电子的速度可以完全确定，故可以用经典力学来处理.
14．（1）5.3×10－29m/s （2）5.89×105m/s
【解析】
（1）根据题意可知：m=1.0kg，Δx1=10－6m，由，ΔP=mΔv知.
（2）根据题意可知：me=9.0×10-31kg，Δx2=10－10m，所以：.