PAGEPAGE1第4節(jié)-第5節(jié)不確定性關(guān)系概率波[隨堂檢測(cè)]1．(多選)(2024·南通中學(xué)高二檢測(cè))以下說(shuō)法中正確的是()A．光波和物質(zhì)波都是概率波B．實(shí)物粒子不具有波動(dòng)性C．光的波動(dòng)性是光子之間相互作用引起的D．光通過(guò)狹縫后在屏上形成明暗相間的條紋，光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過(guò)波動(dòng)規(guī)律確定解析：選AD．光波和物質(zhì)波都是概率波，光子在空間出現(xiàn)的概率可通過(guò)波動(dòng)規(guī)律來(lái)確定，故A、D正確，B錯(cuò)誤；光的波動(dòng)性是光的屬性，不是光子間相互作用引起的，C錯(cuò)誤．2．1927年戴維孫和革末完成了電子衍射試驗(yàn)，該試驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重大近代物理試驗(yàn)之一．如圖所示的是該試驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖，下列說(shuō)法不正確的是()A．亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B．該試驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的C．該試驗(yàn)再次說(shuō)明光子具有波動(dòng)性D．該試驗(yàn)說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性解析：選C．亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方，該試驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的及實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，該試驗(yàn)不能說(shuō)明光子具有波動(dòng)性，選項(xiàng)C說(shuō)法不正確．3．(多選)用極微弱的可見(jiàn)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)如圖甲、乙、丙所示的圖象，則()A．圖象甲表明光具有粒子性B．圖象丙表明光具有波動(dòng)性C．用紫外光視察不到類(lèi)似的圖案D．試驗(yàn)表明光是一種概率波解析：選ABD．甲圖可以看到的是光點(diǎn)，說(shuō)明光具有粒子性，隨著時(shí)間的增加，這些光點(diǎn)的排列體現(xiàn)了波的干涉的規(guī)律，說(shuō)明光具有波動(dòng)性，同時(shí)，這種規(guī)律是大量光點(diǎn)出現(xiàn)后才表現(xiàn)出來(lái)的，所以光是一種概率波，選項(xiàng)A、B、D正確．4．(多選)依據(jù)不確定性關(guān)系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，推斷下列說(shuō)法正確的是()A．實(shí)行方法提高測(cè)量Δx精度時(shí)，Δp的精度下降B．實(shí)行方法提高測(cè)量Δx精度時(shí)，Δp的精度上升C．Δx與Δp測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備有關(guān)D．Δx與Δp測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)關(guān)解析：選AD．不確定性關(guān)系表明無(wú)論采納什么方法試圖確定Δx和Δp中的一個(gè)，必定引起另一個(gè)較大的不確定性，這樣的結(jié)果與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)關(guān)，無(wú)論怎樣改善測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法，都不行能逾越不確定性關(guān)系所給出的不確定限度．故A、D正確．[課時(shí)作業(yè)]一、單項(xiàng)選擇題1．(2024·廣州高二檢測(cè))一個(gè)電子被加速后，以極高的速度在空間運(yùn)動(dòng)，關(guān)于它的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．電子在空間做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．電子上下左右抖動(dòng)著前進(jìn)C．電子運(yùn)動(dòng)軌跡是正弦曲線(xiàn)D．無(wú)法預(yù)言它的路徑答案：D2．下列說(shuō)法正確的是()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．在光的雙縫干涉試驗(yàn)中，若有一個(gè)光子，則能確定這個(gè)光子落在哪個(gè)點(diǎn)上解析：選B．概率波與機(jī)械波是兩個(gè)概念，本質(zhì)不同；物質(zhì)波是一種概率波，符合概率波的特點(diǎn)；光的雙縫干涉試驗(yàn)中，若有一個(gè)光子，這個(gè)光子的落點(diǎn)是不確定的，但有概率較大的位置．3．(2024·安慶高二檢測(cè))經(jīng)150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出，穿過(guò)鋁箔后射到其后的屏上，則()A．全部電子的運(yùn)動(dòng)軌跡均相同B．全部電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)均相同C．電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定D．電子到達(dá)屏上的位置受波動(dòng)規(guī)律支配，無(wú)法用確定的坐標(biāo)來(lái)描述它的位置解析：選D．電子被加速后其德布羅意波波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)＝1×10－10m，穿過(guò)鋁箔時(shí)發(fā)生衍射，電子的運(yùn)動(dòng)不再遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，不行能用“軌跡”來(lái)描述電子的運(yùn)動(dòng)，只能通過(guò)概率波來(lái)描述，D正確．4．關(guān)于電子云，下列說(shuō)法正確的是()A．電子云是真實(shí)存在的實(shí)體B．電子云四周的小黑點(diǎn)就是電子的真實(shí)位置C．電子云上的小黑點(diǎn)表示的是電子的概率分布D．電子云說(shuō)明電子在繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)有固定軌道解析：選C．由電子云的定義我們知道，電子云是一種穩(wěn)定的概率分布，人們常用小圓點(diǎn)表示這種概率，小圓點(diǎn)的密疏代表電子在這一位置出現(xiàn)的概率大小，故只有C正確．5．下列說(shuō)法正確的是()A．光子相當(dāng)于高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)B．光的直線(xiàn)傳播只是宏觀近似規(guī)律C．電子和其他微粒的物質(zhì)波不是概率波D．光子與電子是同樣的一種粒子解析：選B．光子是能量粒子，不能看成高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)很短，比一般物體的尺寸小得多，所以光的衍射特別不明顯，可看成直線(xiàn)傳播，它只是一種近似，B正確；電子和其他微粒，由于同樣具有波粒二象性，所以它們的物質(zhì)波也是概率波，C錯(cuò)誤；雖然光子與電子都是微觀粒子，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒(méi)有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場(chǎng)形式存在的物質(zhì)，所以不能說(shuō)光子與電子是同樣的一種粒子，D錯(cuò)誤．6．對(duì)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．不受外力作用時(shí)間子就會(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，就可以確定其隨意時(shí)刻的速度D．運(yùn)用牛頓力學(xué)無(wú)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)律分析光子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；依據(jù)概率波、不確定性關(guān)系可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，故選D．二、多項(xiàng)選擇題7．下列各種波屬于概率波的是()A．聲波 B．無(wú)線(xiàn)電波C．光波 D．物質(zhì)波答案：CD8．以下關(guān)于近代物理學(xué)的說(shuō)法中正確的是()A．光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動(dòng)能與照耀光的頻率成正比B．微觀粒子不能用“軌道”觀點(diǎn)來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)C．對(duì)于電子和其他粒子，同樣具有波粒二象性，單個(gè)粒子的位置是不確定的D．宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)特別小，極易視察到它的波動(dòng)性解析：選BC．依據(jù)光電效應(yīng)方程，光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動(dòng)能隨照耀光的頻率的增大而增大，但不成正比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)不確定關(guān)系可知，不能用“軌道”的觀點(diǎn)描述粒子運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；由概率波的學(xué)問(wèn)可知，選項(xiàng)C正確；宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)特別小，極不易視察到它的波動(dòng)性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9．下列敘述的狀況中正確的是()A．光的粒子性說(shuō)明每個(gè)光子就像一個(gè)微小的球體一樣B．光是波，與橡皮繩上的波類(lèi)似C．光是一種粒子，它和物質(zhì)作用是“一份一份”進(jìn)行的D．光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動(dòng)的規(guī)律來(lái)描述解析：選CD．光的粒子性說(shuō)明光是一種粒子，但到達(dá)空間某位置的概率遵守波動(dòng)規(guī)律，與宏觀概念的粒子和波有著本質(zhì)的不同，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，D正確．依據(jù)光電效應(yīng)可知，光是一種粒子，當(dāng)它同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用是“一份一份”進(jìn)行的，所以選項(xiàng)C正確．10．(2024·衡水高二檢測(cè))下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波波長(zhǎng)和頻率為1MHz的無(wú)線(xiàn)電波的波長(zhǎng)，由表中數(shù)據(jù)可知()質(zhì)量/kg速度(m·s－1)波長(zhǎng)/m彈子球2.0×10－21.0×10－23.3×10－30電子(100eV)9.0×10－315.0×1061.2×10－10無(wú)線(xiàn)電波(1MHz)—3.0×1083.3×102A．要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不行能B．無(wú)線(xiàn)電波通常狀況下只表現(xiàn)出波動(dòng)性C．電子照耀到金屬晶體上能視察到波動(dòng)性D．只有可見(jiàn)光才有波動(dòng)性解析：選ABC．彈子球的波長(zhǎng)很小，所以要檢測(cè)彈子球的波動(dòng)性幾乎不行能，故選項(xiàng)A正確；無(wú)線(xiàn)電波的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，波動(dòng)性明顯，所以選項(xiàng)B正確；電子的波長(zhǎng)與金屬晶格的尺寸相差不大，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以選項(xiàng)C正確；一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波動(dòng)性，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．三、非選擇題11．質(zhì)量為10g的子彈與電子的速率相同，均為500m/s，測(cè)量精確度為0.01%，若位置和速率在同一試驗(yàn)中同時(shí)測(cè)量，試問(wèn)它們位置的最小不確定量各為多少？電子質(zhì)量m＝9.1×10－31kg.解析：測(cè)量精確度即為速度的不確定性，依據(jù)質(zhì)量和速度不確定量分別求出子彈和電子的動(dòng)量不確定量，再依據(jù)公式Δx·Δp≥eq\f(h,4π)即可分別求出子彈和電子位置的不確定量．子彈和電子的速度不確定量為Δv＝0.05m/s子彈動(dòng)量的不確定量Δp1＝5×10－4kg·m/s電子動(dòng)量的不確定量Δp2＝4.6×10－32kg·m/s由Δx≥eq\f(h,4πΔp)，子彈位置的最小不確定量Δx1＝eq\f(h,4πΔp1)＝eq\f(6.626×10－34,4×3.14×5×10－4)m＝1.06×10－31m電子位置的最小不確定量Δx2＝eq\f(h,4πΔp2)＝eq\f(6.626×10－34,4×3.14×4.6×10－32)m＝1.15×10－3m.答案：1.06×10－31m1.15×10－3m12．已知eq\f(h,4π)＝5.3×10－35J·s，試求下列狀況中速度測(cè)定的不確定量，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果，探討在宏觀和微觀世界中進(jìn)行測(cè)量的不同狀況．(1)一個(gè)球的質(zhì)量m＝1.0kg，測(cè)定其位置的不確定量為10－6m；(2)電子的質(zhì)量me＝9.0×10－31kg，測(cè)定其位置的不確定量為10－10m(即在原子的數(shù)量級(jí))．解析：(1)m＝1.0kg，Δx＝10－6m，由ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，Δp＝mΔv知Δ