高中物理第五节 不确定性关系课堂检测

4.5不确定性关系基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．关于量子化和物质的波粒二象性，下列说法正确的是（       ）

A．爱因斯坦在研究黑体辐射时，为了解释黑体辐射的实验规律，提出了能量量子化

B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道

C．只有光子具有波粒二象性，运动的微粒不具有波粒二象性

D．光电效应和康普顿效应均揭示了光子具有动量

2．下列各种说法中错误的是(　　)

A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短

C．在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大

D．任何一个运动物体都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波

3．下列说法中不正确的是（          ）

A．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波

B．康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量

C．德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性

D．光电效应现象揭示了光的粒子性

4．对光的波粒二象性的理解，下列说法中正确的是 （　　）

A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一

B．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强

C．在光的双缝干涉现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方

D．频率低的光表现出的粒子性强，频率高的光表现出的波动化强、

5．量子理论是现代物理学两大支柱之一。量子理论的核心观念是“不连续”。关于量子理论，以下说法不正确的是（　　）

A．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念

B．爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒定律解释了光电效应

C．康普顿效应证明光具有动量，也说明光是不连续的

D．海森伯的不确定性关系告诉我们电子的位置是不能准确测量的

6．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．一定落在暗纹处

D．落在中央亮纹处的可能性最大

7．关于对微观粒子的认识,下列说法中正确的是(　　)

A．粒子的位置和动量可以同时确定

B．粒子的运动没有确定的轨迹

C．单个粒子的运动没有规律

D．粒子在某一时刻的加速度由该时刻粒子受到的合力决定

8．下列有关说法不正确的是（　　）

A．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间

B．根据玻尔原子理论原子辐射或吸收光子的能量都要满足频率条件

C．根据不确定性关系，微观粒子的动量或位置不能确定

D．比结合能越小，原子核中核子结合得越不牢固，原子核越不稳定

9．极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图（a）（b）（c）所示的图像，则（　　）

A．图像（a）表明光具有波动性

B．图像（c）表明光具有粒子性

C．用紫外线观察不到类似的图像

D．实验表明光是一种概率波

10．下列关于近代物理学的结论中，正确的是（   ）

A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性

B．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方

C．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比

D．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的

11．下列说法中正确的是（　　）

A．电磁波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象

B．只要增大入射光强度，就一定能发生光电效应

C．如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目不变

D．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方

12．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，位置和动量不能同时精确测定，

B．微观粒子本身也蕴含波动性，波动波长

C．频率越高的电磁波波动性越强，单个光量子的能量越大

D．光的双缝干涉的亮条纹就是按照波动理论计算的加强区，是光子到达概率大的地方，这是光子间的相互作用的结果

13．以下说法错误的是（　　）

A．德布罗意指出所有运动物体都具有波动性

B．康普顿效应表明光具有粒子性，指出光子还具有动量

C．动能相同的一个质子和电子，质子的德布罗意波长比电子长

D．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微观粒子没有确定的轨迹

14．下列说法正确的是（       ）

A．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性

B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小

C．爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点

D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性

15．下列说法正确的是（　　）

A．偏振光不能发生干涉现象

B．光能在真空中传播，说明光波不是机械波

C．光波是概率波，所以能预测某光子通过双缝后打在光屏上的位置

D．同种颜色的光通过同一单缝衍射装置后，屏上亮条纹宽度是确定的

二、填空题（共4题）

16．电子和其他微粒的物质波不是概率波(      )

17．因为微观粒子具有十分明显的_______性，所以不能象宏观物体运动那样可以用精确的轨道来描述；对光子的测量越精确，其动量的不确定性就越_____，用表示微观粒子的不确定性，用表示微观粒子动量的不确定性，则两者的关系为____________，上式称_____________．

18．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为_______ m/s．

19．说明：除了电子以外，人们陆续证实了中子、质子以及原子、分子的_______，对于这些粒子，德布罗意给出的和关系同样正确。

三、综合题（共4题）

20．在光的双缝干涉实验中，光子撞击屏幕的位置可以预言吗？

21．在生活中我们会拍很多照片，通常我们都认为，这是由人和景物发出或反射的光波经过照相机的镜头聚焦在底片上形成的。实际上照片上的图像也是由光子撞击底片，使上面的感光材料发生化学反应形成的。图是用不同曝光量洗印的照片，请你根据自己对光的理解做出说明。

22．设一电子和一质量为10g的子弹的速率均为500m/s，其动量的不确定范围为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？（电子质量）

23．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量如何变化？请用实验现象解释这个结论。

参考答案：

1．B

2．B

3．B

4．B

5．D

6．D

7．B

8．C

9．D

10．B

11．D

12．B

13．C

14．A

15．B

16．错误

17．     波动性     大          不确定关系

18．0.58;

19．波动性

20．不可以

21．

光波是一种概率波，在照片中有些地方光子出现的概率大，有些地方光子出现的概率小。在曝光量很小的情况下，在照片上出现的是一些随机分布的光点，随着曝光量的增大，图像逐渐呈现出一定的规律性，整体逐渐清晰起来。

22．；

23．

在单缝衍射现象中，光子在到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后有些光子跑到投影位置以外，我们可以说这些光子具有了与其原来运动方向垂直的动量，由于哪个光子到达屏上的哪个位置完全是随机的，所以光子在垂直运动方向上的动量也具有不确定性，不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量；为了更准确地测定通过狭缝的光子的位置，我们可以选用更窄的狭缝，但是，从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，这表明，尽管更窄的狭缝可以更准确地测得光子的位置，但光子动量的不确定量却更大了。