2017-2018学年高中物理 第十七章 波粒二象性 第4节 概率波 第5节 不确定性 关系课下作业 新人教版选修3.docVIP

第4节 概率波 第5节 不确定性关系 1．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是(　　) A．不受外力作用时光子就会做匀速运动 B．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动 C．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度 D．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律 解析：光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D。 答案：D 2．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．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大 解析：对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达到95%以上，也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故选项C、D正确。 答案：CD 3．如图1所示是一个粒子源，产生某种微观粒子，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(　　) A．只有两条亮纹图1 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：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。 答案：B 4．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知(　　) A．缝越窄，粒子位置的不确定性越大 B．缝越宽，粒子位置的不确定性越大 C．缝越窄，粒子动量的不确定性越大 D．缝越宽，粒子动量的不确定性越大 解析：由不确定性关系ΔxΔp≥，知缝宽时，位置不确定性越大，则动量的不确定性较小，反之亦然，因此选项B、C正确。 答案：BC 5．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 解析：微观粒子的波动性是一种概率波，对应微观粒子的运动，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，电子轨道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。 答案： CD 6．1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应。1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图2所示，图中“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小。图2 解析：由于光是概率波，因此光子只是在亮纹处出现的概率大，而在暗纹处出现的概率小。 答案：概率　概率 7．质量为m的粒子被限制在x＝－到x＝的区域内运动，在它朝x轴正方向运动时，其动量测量值的最小不确定量Δp＝________。 解析：Δx＝l，由ΔxΔp≥知Δp＝。 答案： 8．一灰尘质量为m＝10－12 kg，速度为v＝10 m/s，用毫米刻度尺测得其某一时刻位置为x＝52.33 cm。毫米刻度尺的最大误差Δx＝0.05 cm，则其速度的最小误差为________m/s。 解析：灰尘速度的最小误差即其不确定量，动量的不确定量Δp＝mΔv，则由不确定性关系ΔxΔp≥，得Δv≥＝ m/s1.0×10－19 m/s。 答案：1.0×10－19 9．如图3所示为示波管示意图，电子的加速电压U＝104 V，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1 mm范围内，可以认为令人满意，则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？电子质量m＝9.1×10－31 kg。图3 解析：Δx＝10－4 m，由ΔxΔp≥得，动量的不确定量最小值约为Δp≈5×10－31 kg·m/s，其速度不确定量最小值Δv0.55 m/s。mv2＝eU＝1.6×10－19×104 J＝1.6×10－15 J，v＝6×107 m/s，Δv远小于v，电子的速度可以完全确定，可以用经典力学来处理。 答案：可以完全确定；可以用经典力学来处理。 1