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    物理:人教版选修3-5 第17章第五节《不确定性关系》优化训练
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    物理:人教版选修3-5 第17章第五节《不确定性关系》优化训练01
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    高中物理人教版 (新课标)选修35 不确定性关系课时训练

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    这是一份高中物理人教版 (新课标)选修35 不确定性关系课时训练,共3页。试卷主要包含了以下说法中正确的是等内容,欢迎下载使用。


    1.关于光的波动性与粒子性以下说法正确的是( )
    A.爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说
    B.光电效应现象说明了光的粒子性
    C.光波不同于机械波,它是一种概率波
    D.光的波动性和粒子性是相互矛盾的,无法统一
    解析:选BC.爱因斯坦的光子说和光的电磁说在微观世界中是统一的.
    2.(2011年江苏南通模拟)以下说法中正确的是( )
    A.光波和物质波都是概率波
    B.实物粒子不具有波动性
    C.光的波动性是光子之间相互作用引起的
    D.光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹,光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定
    解析:选AD.光波和物质波都是概率波,可通过波动规律来确定,故A、D正确,B错误;光的波动性是光的属性,不是光子间相互作用引起的,C错误.
    3.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
    解析:选D.电子被加速后其德布罗意波波长λ=eq \f(h,p)=1×10-10 m,穿过铝箔时发生衍射.电子的运动不再遵守牛顿运动定律,不可能同时准确地知道电子的位置和动量,不可能用“轨迹”来描述电子的运动,只能通过概率波来描述.所以A、B、C项均错.
    4.在验证光的波粒二象性的实验中,下列说法正确的是( )
    A.使光子一个一个地通过单缝,如果时间足够长,底片上将会显示衍射图样
    B.单个光子通过单缝后,底片上会出现完整的衍射图样
    C.光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏
    D.光的波动性是大量光子运动的规律
    解析:选AD.个别或少数光子表现出光的粒子性,大量光子表现出光的波动性.如果时间足够长,通过单缝的光子数也就足够多,粒子的分布遵从波动规律,底片上将会显示出衍射图样,A、D选项正确.单个光子通过单缝后,路径是随机的,底片上也不会出现完整的衍射图样,B、C选项错.
    5.设子弹的质量为0.01 kg,枪口直径为0.5 cm,试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量.
    解析:枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx,由于Δpx=mΔvx,由不确定关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量
    Δvx≥eq \f(\f(h,4π),mΔx)=eq \f(6.626×10-34,4×3.14×0.01×0.5×10-2) m/s=1.05×10-30 m/s.
    答案:1.05×10-30 m/s
    一、选择题
    1.下列说法不正确的是( )
    A.光是一种电磁波
    B.光是一种概率波
    C.光相当于高速运动的质点
    D.光的直线传播只是宏观近似规律
    解析:选C.不能把光波看作是宏观力学中的介质波、连续波,它实质上是电磁波、概率波;也不能把光子看作宏观世界中的实物粒子、质点.
    2.从光的波粒二象性出发,下列说法正确的是( )
    A.光是高速运动的微观粒子,每个光子都具有波粒二象性
    B.光的频率越高,光子的能量越大
    C.在光的干涉中,暗条纹的地方是光子不会到达的地方
    D.在光的干涉中,亮条纹的地方是光子到达概率大的地方
    解析:选BD.光具有波粒二象性,光的频率越高,光子的能量越大,A错,B正确.在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方,暗纹是光子到达概率小的地方,C错,D正确.
    3.关于经典波的特征,下列说法正确的是( )
    A.具有一定的频率,但没有固定的波长
    B.具有一定的波长,但没有固定的频率
    C.既具有一定的频率,也具有固定的波长
    D.同时还具有周期性
    解析:选CD.根据经典波的定义和特点进行分析可以得到C、D正确.
    4.有关经典物理中的粒子,下列说法正确的是( )
    A.有一定的大小,但没有一定的质量
    B.有一定的质量,但没有一定的大小
    C.既有一定的大小,又有一定的质量
    D.有的粒子还带一定量的电荷
    解析:选CD.根据经典物理学关于粒子的理论定义得C、D正确.
    5.以下说法正确的是( )
    A.物体都具有波动性
    B.抖动细绳一端,绳上的波就是物质波
    C.通常情况下,质子比电子的波长长
    D.核外电子绕核运动时,有确定的轨道
    解析:选A.抖动绳时形成的波是机械波,不是物质波.由λ=eq \f(h,p)知粒子动量越大,波长越短,因此通常情况电子动量比质子的动量小,电子对应的物质波波长长.核外电子绕核运动的规律是概率问题,无法确定轨道,故B、C、D错.物体都具有波粒二象性,故A正确.
    6.下列关于微观粒子波粒二象性的认识,正确的是( )
    A.因实物粒子具有波动性,故其轨迹是波浪线
    B.由概率波的知识可知,因微观粒子落在哪个位置不能确定,所以粒子没有确定的轨迹
    C.由概率波的知识可知,因微观粒子落在哪个位置不能确定,再由不确定性关系知粒子动量将完全确定
    D.大量光子表现出波动性,此时光子仍具有粒子性
    解析:选BD.实物粒子的波动性指实物粒子是概率波,与经典的波不同,A错误;微观粒子落点位置不能确定,与经典粒子有确定轨迹不同,B正确;单缝衍射中,微观粒子通过狭缝,其位置的不确定量等于缝宽,其动量也有一定的不确定量,C错误;波动性和粒子性是微观粒子的固有特性,无论何时二者都同时存在,D正确.
    7.光通过单缝所发生的现象,用位置和动量的不确定关系的观点加以解释,下列叙述正确的是( )
    A.单缝宽,光沿直线传播,是因为单缝越宽,位置不确定量Δx越大,动量不确定量Δp越大的缘故
    B.单缝宽,光沿直线传播,是因为单缝越宽,位置不确定量Δx越大,动量不确定量Δp越小的缘故
    C.单缝窄,中央亮纹宽,是因为单缝越窄,位置不确定量Δx越小,动量不确定量Δp越小的缘故
    D.单缝窄,中央亮纹宽,是因为单缝越窄,位置不确定量Δx越小,动量不确定量Δp越大的缘故
    解析:选BD.由粒子位置不确定量Δx与粒子动量不确定量Δp的不确定关系:ΔxΔp≥eq \f(h,4π)可知,单缝越宽,位置不确定量Δx越大,动量不确定量Δp越小,所以光沿直线传播,B正确;单缝越窄,位置不确定量Δx越小,动量不确定量Δp越大,所以中央亮纹越宽,D正确.
    8.如图17-4-2所示是一个粒子源,产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光.那么在荧光屏上将看到( )
    图17-4-2
    A.只有两条亮纹 B.有多条明暗相间的条纹
    C.没有亮纹 D.只有一条亮纹
    解析:选B.由于粒子源产生的粒子是微观粒子,它的运动受波动性支配,对大量粒子运动到达屏上的某点的概率,可以用波的特征进行描述,即产生双缝干涉,在屏上将看到干涉条纹,所以B正确.
    二、非选择题
    9.电子的质量me=9.0×10-31 kg,测定其速度的不确定量为2×10-6 m/s,求其位置的不确定量.
    解析:由不确定性关系Δx·Δp≥eq \f(h,4π)得
    电子的位置不确定量
    Δx≥eq \f(h,4πΔp)=eq \f(h,4πmeΔv)
    =eq \f(6.63×10-34,4×3.14×9.0×10-31×2×10-6) m
    =29.3 m.
    答案:29.3 m
    10.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.
    解析:电子的横向位置不确定量Δx=0.01 cm,由不确定关系式得
    Δvx≥eq \f(h,4πmΔx)=eq \f(6.63×10-34,4×3.14×0.91×10-30×10-4) m/s=0.58 m/s
    电子经10 kV的电压加速后的速度约为v=107 m/s,因此v≫Δvx,也就是电子的运动相对来看仍是相当确定的,波动性不起什么作用.运动的电子仍可看成经典粒子.
    答案:0.58 m/s
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