_人教版选修3-5课后作业第十七章概率波　不确定性关系

　人教版选修3-5课后作业第十七章概率波　不确定性关系
一、选择题
1.(多选)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,光子出现概率较大的区域呈现亮条纹,光子出现概率较小的区域呈现暗条纹
2.(多选)在光的单缝衍射实验中,在光屏上放上照相底片,并设法控制光的强度,尽可能使光子一个一个地通过狭缝,假设光子出现在中央亮纹的概率为90%,下列说法正确的是(　　)
A.第一个光子一定出现在中央亮纹上
B.第一个光子可能不出现在中央亮纹上
C.如果前9个光子均出现在中央亮纹上,则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上
D.如果前9个光子均出现在中央亮纹上,则第10个光子不可能出现在中央亮纹上
3.下列说法不正确的是(　　)
A.在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动
B.实物粒子与光子一样都具有波粒二象性
C.在光的衍射实验中,出现明条纹的地方光子到达的概率较大
D.粒子的动量越小,其波动性越易观察
4.(多选)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确定的关系
5.(多选)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,下列说法中正确的是(　　)
A.单缝宽时光沿直线传播,这是因为单缝宽时,位置的不确定范围Δx大,动量的不确定范围Δp小,可忽略
B.当能发生衍射现象时,动量不确定范围Δp就不能忽略
C.单缝越窄,中央亮纹越宽,是因为位置的不确定范围越小,动量的不确定范围越大
D.以上解释都不对
6.(多选)电子的运动受波动性的支配,对于氢原子的核外电子,下列说法正确的是(　　)
A.氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置
B.电子绕核运动时,可以运用牛顿运动定律确定它的轨道
C.电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的
D.电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置
7.(多选)从衍射的规律可以知道,狭缝越窄,屏上中央亮条纹就越宽。由不确定性关系式ΔxΔp≥判断,下列说法正确的是(　　)
A.入射的粒子有确定的动量,射到屏上的粒子就有准确的位置
B.狭缝的宽度变小了,因此粒子的不确定性也变小了
C.更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置,但粒子动量的不确定性却更大了
D.微观粒子的动量和位置不可能同时被确定
二、非选择题
8.一电子具有200
m·s-1的速率,动量的不确定范围是0.01%,我们确定该电子位置时,有多大的不确定范围?(电子质量为9.1×10-31
kg,普朗克常量为6.63×10-34
J·s)
9.已知=5.3×10-35
J·s,试求下列情况中速度的不确定量,并根据计算结果,分别讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同之处。
(1)一个球的质量m=1.0
kg,测定其位置的不确定量为10-6
m;
(2)电子的质量me=9.1×10-31
kg,测定其位置的不确定量为10-10
m(即在原子的数量级)。
答案
1.BD　德布罗意波是概率波,它与机械波是两个不同的概念,两者的本质不同,A错误;物质波也就是德布罗意波,指粒子在空间中某点某时刻出现的概率符合一定的统计规律,B正确;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,C错误;在光的双缝干涉实验中,光子出现概率较大的区域呈现亮条纹,光子出现概率较小的区域呈现暗条纹,D正确。
2.BC　对每个光子而言,出现在中央亮纹的概率均为90%,所以第一个光子有可能出现在中央亮纹上,也有可能不出现在中央亮纹上;如果前9个光子均出现在中央亮纹上,第10个光子出现在中央亮纹上的概率仍为90%,所以第10个光子还有可能出现在中央亮纹上。综上,B、C正确,A、D错误。
3.A　物质波是一种概率波,没有确定的位置,在微观物理学中不能用轨迹来描述粒子的运动,故A说法错误。电子、质子等实物粒子同光子一样都具有波粒二象性,故B说法正确。光是概率波,在明条纹处光子到达的概率大,故C说法正确。物质波的波长λ=,故粒子动量越小,波长越长,波动性越明显,故D说法正确。
4.ABC　由ΔxΔp≥可知,在微观领域,要准确地确定粒子的位置,动量的不确定性就变大;反之,要准确地确定粒子的动量,那么位置的不确定性就变大,故A、B正确。由不确定性关系式ΔxΔp≥知,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,它们之间的关系是不确定的,C正确,D错误。
5.ABC　在微观物理学中,不确定性关系表明,粒子的位置与动量不能同时被确定,位置的不确定性与动量的不确定性遵循不等式ΔxΔp≥,由此可知,A、B、C均正确。
6.CD　对于微观粒子的运动,牛顿运动定律已经不适用了,所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置,电子的“轨道”其实是没有意义的,它只不过是电子出现的概率比较大的位置。综上所述,C、D正确,A、B错误。
7.CD　不确定性原理表明,粒子的位置与动量不可能同时被确定,故A错误,D正确;位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式ΔxΔp≥,更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置,但粒子动量的不确定性却更大了,故B错误,C正确。
二、非选择题
8.答案　Δx≥2.90×10-3
m
解析　Δp=mv×0.01%=9.1×10-31×200×0.01%
kg·m/s=1.82×10-32
kg·m/s
由不确定性关系ΔxΔp≥得
电子位置不确定范围Δx≥
则Δx≥
m=2.90×10-3
m。
9.答案　见解析
解析　(1)m=1.0
kg,Δx1=10-6
m,由ΔxΔp≥,Δp=mΔv知Δv1≥=
m/s=5.3×10-29
m/s。
(2)me=9.1×10-31
kg,Δx2=10-10
m
Δv2≥=
m/s≈5.8×105
m/s
由上可知,宏观世界中速度的不确定量比微观世界中要小得多。