PAGE5-不確定關(guān)系[A組素養(yǎng)達(dá)標(biāo)]1．在歷史上，最早證明白德布羅意波存在的試驗(yàn)是()A．弱光衍射試驗(yàn)B．電子束在晶體上的衍射試驗(yàn)C．弱光干涉試驗(yàn)D．以上都不正確解析：由課本學(xué)問知，最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射試驗(yàn)．答案：B2．在做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，發(fā)覺100個(gè)光子中有96個(gè)通過雙縫后打到了視察屏上的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．以上各種狀況均有可能解析：按波的概率分布的特點(diǎn)去推斷，由于大部分光子都落在b點(diǎn)，故b處肯定是亮紋，選項(xiàng)A正確．答案：A3．白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對(duì)太陽光散射的結(jié)果．美國物理學(xué)家康普頓由于在這方面的探討而榮獲1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．假設(shè)一個(gè)沿著肯定方向運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子相互碰撞以后，電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一方向散射出去，則這個(gè)散射光子跟原來的光子相比()A．頻率變大 B．速度變小C．光子能量變大 D．波長(zhǎng)變長(zhǎng)解析：光子與自由電子碰撞時(shí)，遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，自由電子碰撞前靜止，碰撞后其動(dòng)量、能量增加，所以光子的動(dòng)量、能量減小，故C錯(cuò)誤．由λ＝eq\f(h,p)、ε＝hν可知光子頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤，D正確．由于光子速度是不變的，故B錯(cuò)誤．答案：D4．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都包含電子與光子的相互作用過程，對(duì)此下列說法正確的是()A．兩種效應(yīng)中電子與光子組成的系統(tǒng)都聽從動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律B．兩種效應(yīng)都相當(dāng)于電子與光子的彈性碰撞過程C．兩種效應(yīng)都屬于汲取光子的過程D．光電效應(yīng)是汲取光子的過程，而康普頓效應(yīng)相當(dāng)于光子和電子彈性碰撞的過程解析：光電效應(yīng)汲取光子放出電子，其過程能量守恒，但動(dòng)量不守恒，康普頓效應(yīng)相當(dāng)于光子與電子彈性碰撞的過程，并且遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，故D正確．答案：D5．假如一個(gè)電子的德布羅意波的波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，則下列物理量中相等的是()A．速度 B．動(dòng)能C．動(dòng)量 D．總能量解析：依據(jù)德布羅意波的波長(zhǎng)公式λ＝eq\f(h,p)，可得其動(dòng)量相等，故選C.答案：C6．(多選)頻率為ν的光子，德布羅意波的波長(zhǎng)為λ＝eq\f(h,p)，能量為E，則光的速度為()A.eq\f(Eλ,h) B．pEC.eq\f(E,p) D.eq\f(h2,Ep)解析：依據(jù)c＝λν，E＝hν，λ＝eq\f(h,p)，即可解得光的速度為eq\f(Eλ,h)或eq\f(E,p).答案：AC7．(多選)人類對(duì)光的本性的相識(shí)經(jīng)驗(yàn)了曲折的過程．下列關(guān)于光的本性的陳述符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是()A．牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質(zhì)上是一樣的B．光的雙縫干涉試驗(yàn)說明白光具有波動(dòng)性C．麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波D．光具有波粒二象性解析：牛頓的“微粒說”認(rèn)為光是一種物質(zhì)微粒，愛因斯坦的“光子說”認(rèn)為光是一份一份不連續(xù)的能量，明顯A錯(cuò)誤；干涉、衍射是波的特性，光能發(fā)生干涉說明光具有波動(dòng)性，B正確；麥克斯韋依據(jù)光的傳播不須要介質(zhì)，以及電磁波在真空中的傳播速度與光速近似相等認(rèn)為光是一種電磁波，后來赫茲用試驗(yàn)證明白光的電磁說，C正確；光具有波動(dòng)性與粒子性，稱為光的波粒二象性，D正確．答案：BCD8．(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又械奈恢肂．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：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?，電子的“軌道”其?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．答案：CD9．關(guān)于物質(zhì)波，下列說法正確的是()A．速度相等的電子和質(zhì)子，電子的波長(zhǎng)長(zhǎng)B．動(dòng)能相等的電子和質(zhì)子，電子的波長(zhǎng)短C．動(dòng)量相等的電子和中子，中子的波長(zhǎng)短D．假如甲、乙兩電子的速度都遠(yuǎn)小于光速，甲電子速度是乙電子的3倍，則甲電子的波長(zhǎng)也是乙電子的3倍解析：由λ＝eq\f(h,p)可知，動(dòng)量大的波長(zhǎng)短．電子與質(zhì)子的速度相等時(shí)，電子動(dòng)量小，波長(zhǎng)長(zhǎng)．電子與質(zhì)子動(dòng)能相等時(shí)，由動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系式p＝eq\r(2mEk)可知，電子的動(dòng)量小，波長(zhǎng)長(zhǎng)．動(dòng)量相等的電子和中子，其波長(zhǎng)應(yīng)相等．假如甲、乙兩電子的速度遠(yuǎn)都小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的動(dòng)量也是乙的三倍，則甲的波長(zhǎng)應(yīng)是乙的eq\f(1,3).答案：A10．(多選)為了驗(yàn)證光的波粒二象性，在雙縫干涉試驗(yàn)中將光屏換成照相底片，并設(shè)法減弱光的強(qiáng)度．下列說法正確的是()A．使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫干涉試驗(yàn)裝置的單縫，假如時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣B．使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫干涉試驗(yàn)裝置的單縫，假如時(shí)間很短，底片上將出現(xiàn)不太清楚的雙縫干涉圖樣C．大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示光的波動(dòng)性，個(gè)別光子的運(yùn)動(dòng)顯示光的粒子性D．光只有波動(dòng)性沒有粒子性解析：光的波動(dòng)性是統(tǒng)計(jì)規(guī)律的結(jié)果，對(duì)個(gè)別光子我們無法推斷它落到哪個(gè)位置；對(duì)于大量光子遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即大量光子的運(yùn)動(dòng)或曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，顯示出光的波動(dòng)性．答案：AC[B組素養(yǎng)提升]11.如圖所示，光滑水平面上有兩個(gè)大小相同的鋼球A、B，A球的質(zhì)量大于B球的質(zhì)量．起先時(shí)A球以肯定的速度向右運(yùn)動(dòng)，B球處于靜止?fàn)顟B(tài)．兩球碰撞后均向右運(yùn)動(dòng)．設(shè)碰前A球的德布羅意波的波長(zhǎng)為λ1，碰后A、B兩球的德布羅意波的波長(zhǎng)分別為λ2和λ3，則下列關(guān)系正確的是()A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3C．λ1＝eq\f(λ2λ3,λ2－λ3) D．λ1＝eq\f(λ2λ3,λ2＋λ3)解析：由德布羅意波的波長(zhǎng)公式λ＝eq\f(h,p)可知p＝eq\f(h,λ)，對(duì)A、B系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得pA＝pA′＋pB′，即eq\f(h,λ1)＝eq\f(h,λ2)＋eq\f(h,λ3)，所以λ1＝eq\f(λ2λ3,λ2＋λ3)，D正確．答案：D12．波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的是()A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的波動(dòng)性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C．黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性說明D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長(zhǎng)也相等解析：光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，A錯(cuò)誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性，B正確；普朗克借助于能量子假說，說明白黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)改變”的傳統(tǒng)觀念，C錯(cuò)誤；依據(jù)德布羅意波的波長(zhǎng)公式，若一個(gè)電子的德布羅意波的波長(zhǎng)和一個(gè)質(zhì)子的德布羅意波的波長(zhǎng)相等，則動(dòng)量p應(yīng)相等，動(dòng)能則不相等，D錯(cuò)誤．答案：B13．有關(guān)光的本性，下列說法中正確的是()A．光具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是相互沖突和對(duì)立的B．光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)C．大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性D．由于光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性解析：光在不同條件下表現(xiàn)出不同的行為，其波動(dòng)性和粒子性并不沖突，A錯(cuò)，D對(duì)；光的波動(dòng)性不同于機(jī)械波，其粒子性也不同于質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)；光子既具有波動(dòng)性也具有粒子性，大量光子往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子往往表現(xiàn)出粒子性，C錯(cuò)．答案：D14．科學(xué)探討證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子．假設(shè)光子與電子碰撞前的波長(zhǎng)為λ，碰撞后的波長(zhǎng)為λ′，則碰撞過程中()A．能量守恒，動(dòng)量不守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ<λ′D．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ>λ′解析：能量守恒和動(dòng)量守恒是自然界的普遍規(guī)律，適用于宏觀世界也適用于微觀世界．光子與電子碰撞時(shí)遵循這兩個(gè)規(guī)律．光子與電子碰撞前光子的能量ε＝hν＝heq\f(c,λ)，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能量ε′＝hν′＝heq\f(c,λ′)，由ε>ε′可知λ<λ′，選項(xiàng)C正確．答案：C15．(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉試驗(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，則正確的說法是()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．用紫外光不能產(chǎn)生干涉D．試驗(yàn)表明光是一種概率波解析：用很弱的光做雙縫干涉試驗(yàn)得到的圖片上的一個(gè)一個(gè)無分布規(guī)律的光點(diǎn)，體現(xiàn)了光的粒子性，故A正確；經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間曝光的圖片(c)，出現(xiàn)了明暗相間的條紋，波動(dòng)性較為明顯