（山東省專用）2022高中物理 第十七章 波粒二象性 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十四）概率波 不確定性關(guān)系（含解析）新人教版選修3-5

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1、（山東省專用）2022高中物理 第十七章 波粒二象性 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十四）概率波 不確定性關(guān)系（含解析）新人教版選修3-5 1．下列關(guān)于概率波的說法中，正確的是(　　) A．概率波就是機(jī)械波 B．物質(zhì)波是一種概率波 C．概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若有一個(gè)粒子，則可以確定它從其中的哪一個(gè)縫中穿過 解析：選B　概率波主要是用來描述物質(zhì)波而非機(jī)械波，物質(zhì)波是一種概率波，概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是不一樣的，雖然它們都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故B正確，A、C均錯(cuò)誤；光波是一種概率波，不能確切知道其中一個(gè)光子的具體軌跡，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．紫外

2、線光子的動(dòng)量為。一個(gè)靜止的O3吸收了一個(gè)紫外線光子后(　　) A．仍然靜止 B．沿著光子原來運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng) C．沿與光子運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng) D．可能向任何方向運(yùn)動(dòng) 解析：選B　由動(dòng)量守恒定律知，吸收了紫外線光子的O3分子與光子原來運(yùn)動(dòng)方向相同。故正確選項(xiàng)為B。 3．關(guān)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(　　) A．不受外力作用時(shí)光子就會(huì)做勻速運(yùn)動(dòng) B．光子受到恒定外力作用時(shí)就會(huì)做勻變速運(yùn)動(dòng) C．只要知道電子的初速度和所受外力，就可以確定其任意時(shí)刻的速度 D．運(yùn)用牛頓力學(xué)無法確定微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 解析：選D　光子不同于宏觀力學(xué)的粒子，不能用宏觀粒子的牛頓力學(xué)規(guī)律分析

3、光子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)概率波、不確定性關(guān)系可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 4．在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)100個(gè)光子中有96個(gè)通過雙縫后打到了觀察屏上的b處，則b處可能是(　　) A．亮紋 B．暗紋 C．既有可能是亮紋也有可能是暗紋 D．以上各種情況均有可能 解析：選A　按波的概率分布的特點(diǎn)去判斷，由于大部分光子都落在b處，故b處一定是亮紋，選項(xiàng)A正確。 5．[多選]下列關(guān)于物質(zhì)波的認(rèn)識(shí)中正確的是(　　) A．任何一個(gè)物體都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波 B．X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的 C．電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的 D．物質(zhì)波是一種概率波

4、解析：選CD　任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都有一種波與之對(duì)應(yīng)，這種波就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是一種概率波，A錯(cuò)誤，D正確；X光是一種電磁波，不是物質(zhì)波，電子是實(shí)物粒子，電子的衍射現(xiàn)象證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的，C正確，B錯(cuò)誤。 6．[多選]用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖像，則(　　) A．圖像(a)表明光具有粒子性 B．圖像(c)表明光具有波動(dòng)性 C．用紫外光觀察不到類似的圖像 D．實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波 解析：選ABD　圖像(a)以一個(gè)個(gè)的亮點(diǎn)，即每次只照亮一個(gè)位置，這表明光是一份一份傳播的，說明光具有粒子性，故A正確；圖

5、像(c)有明顯的明暗相間的干涉條紋，而干涉是波特有的性質(zhì)，故表明光具有波動(dòng)性，故B正確；因?yàn)樽贤夤馐遣豢梢姽?，所以直接用眼睛觀察不到類似的圖像，但是用感光膠片就能觀察到類似現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；因?yàn)閱蝹€(gè)光子所能到達(dá)的位置不能確定，但大量光子卻表現(xiàn)出波動(dòng)性，即光子到達(dá)哪個(gè)位置是一個(gè)概率問題，故此實(shí)驗(yàn)表明了光是一種概率波，故D正確。 7．[多選]光通過單縫所發(fā)生的現(xiàn)象，用位置和動(dòng)量的不確定性關(guān)系的觀點(diǎn)加以解釋，下列說法正確的是(　　) A．單縫寬，光是沿直線傳播，這是因?yàn)閱慰p寬，位置不確定量Δx大，動(dòng)量不確定量Δp小，可以忽略 B．當(dāng)能發(fā)生衍射現(xiàn)象時(shí)，動(dòng)量不確定量Δp就不能忽略 C．單縫越窄

6、，中央亮紋越寬，是因?yàn)槲恢貌淮_定量越小，動(dòng)量不確定量越大 D．以上解釋都是不對(duì)的 解析：選ABC　不確定性關(guān)系表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，位置的不確定性與動(dòng)量的不確定性遵守不等式ΔxΔp≥。單縫寬，光是沿直線傳播，這是因?yàn)閱慰p寬，位置不確定量Δx大，動(dòng)量不確定量Δp小，可以忽略，故A正確；能發(fā)生衍射現(xiàn)象時(shí)，動(dòng)量不確定量Δp較大，就不能忽略，故B正確；單縫越窄，中央亮紋越寬，是因?yàn)槲恢貌淮_定量越小，動(dòng)量不確定量越大，故C正確；由以上分析可知，D錯(cuò)誤。 8．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相近。已知中子質(zhì)量m＝1.67×10－2

7、7 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，可以估算德布羅意波長λ＝1.82×10－10 m的熱中子動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為(　　) A．10－15 J B．10－19 J C．10－21 J D．10－24 J 解析：選C　根據(jù)德布羅意波理論，中子動(dòng)量p＝，中子動(dòng)能Ek＝mv2＝＝，代入數(shù)據(jù)可以估算出數(shù)量級(jí)為10－21，即選項(xiàng)C正確。 9．[多選]從衍射的規(guī)律可以知道，狹縫越窄，屏上中央亮條紋就越寬，由不確定性關(guān)系式ΔxΔp≥判斷，則下列說法正確的是(　　) A．入射的粒子有確定的動(dòng)量，射到屏上的粒子就有準(zhǔn)確的位置 B．狹縫的寬度變小了

8、，因此粒子的不確定性也變小了 C．更窄的狹縫可以更準(zhǔn)確地測(cè)得粒子的位置，但粒子動(dòng)量的不確定性卻更大了 D．微觀粒子的動(dòng)量和位置不可能同時(shí)確定 解析：選CD　不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，故A錯(cuò)誤，D正確；位置的不確定性與動(dòng)量的不確定性遵守不等式ΔxΔp≥，Δx與Δp測(cè)量精度與測(cè)量儀器及測(cè)量方法是否完備無關(guān)，故B錯(cuò)誤；更窄的狹縫可以更準(zhǔn)確地測(cè)得粒子的位置，但粒子動(dòng)量的不確定性卻更大了，故C正確。 10．[多選]電子的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)性的支配，對(duì)于氫原子的核外電子，下列說法正確的是(　　) A．氫原子的核外電子可以用確定的坐標(biāo)描述它們?cè)谠又械奈恢? B．電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定它的軌道 C．電子繞核運(yùn)動(dòng)的“軌道”其實(shí)是沒有意義的 D．電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置 解析：選CD　微觀粒子的波動(dòng)性是一種概率波，對(duì)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律已經(jīng)不適用了，所以氫原子的核外電子不能用確定的坐標(biāo)描述它們?cè)谠又械奈恢茫娮拥摹败壍馈逼鋵?shí)是沒有意義的，電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置，綜上所述，C、D正確。