4.5不確定性關系同步練習2021—2022學年高中物理粵教版（2019）選擇性必修第三冊一、選擇題（共15題）1．關于量子化和物質(zhì)的波粒二象性，下列說法正確的是（       ）A．愛因斯坦在研究黑體輻射時，為了解釋黑體輻射的實驗規(guī)律，提出了能量量子化B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C．只有光子具有波粒二象性，運動的微粒不具有波粒二象性D．光電效應和康普頓效應均揭示了光子具有動量2．下列說法中正確的是（　?。?/span>A．光是一種概率波，物質(zhì)波也是概率波B．麥克斯韋首次通過實驗證實了電磁波的存在C．某單色光從一種介質(zhì)進入到另一種介質(zhì)，其頻率和波長都將改變D．紫光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時也一定有電子向外發(fā)射3．量子理論是現(xiàn)代物理學兩大支柱之一。量子理論的核心觀念是“不連續(xù)”。關于量子理論，以下說法不正確的是（　?。?/span>A．普朗克為解釋黑體輻射，首先提出“能量子”的概念B．愛因斯坦實際上是利用量子觀念和能量守恒定律解釋了光電效應C．康普頓效應證明光具有動量，也說明光是不連續(xù)的D．海森伯的不確定性關系告訴我們電子的位置是不能準確測量的4．關于對微觀粒子的認識,下列說法中正確的是(　　)A．粒子的位置和動量可以同時確定B．粒子的運動沒有確定的軌跡C．單個粒子的運動沒有規(guī)律D．粒子在某一時刻的加速度由該時刻粒子受到的合力決定5．下列說法正確的是（   ）A．用紫外線照射某種金屬，有光電效應現(xiàn)象，則用紅光照射也一定有光電效應現(xiàn)象B．X射線既有粒子性，也有波動性，它的波動性比粒子性更加明顯C．光波、德布羅意波都是概率波，在真空中傳播速度相等D．物體在高溫時輻射可見光，在任何溫度下都會輻射紅外線6．下列關于概率波的說法中，正確的是（       ）A．概率波就是機械波B．物質(zhì)波是一種概率波C．概率波和機械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D．在光的雙縫干涉實驗中，若粒子每次都是一個一個地通過，能確定粒子會通過哪一個縫7．大量偶然事件的整體表現(xiàn)所顯示的規(guī)律性，叫做統(tǒng)計規(guī)律。圖所示的容器中，上部規(guī)則地布有許多鐵釘，下部用隔板分割成許多等寬的狹槽，大量的小球可通過其上方漏斗形入口落下，裝之前有玻璃板段蓋，使小球最終落在槽內(nèi)。讓大量小球從上方漏斗形入口落下，以陰影表示最終落在槽內(nèi)左右小球的分布形狀，應是（　?。?/span>A． B．C． D．8．極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖（a）（b）（c）所示的圖像，則（　　）A．圖像（a）表明光具有波動性B．圖像（c）表明光具有粒子性C．用紫外線觀察不到類似的圖像D．實驗表明光是一種概率波9．在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上．假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子(　　)A．一定落在中央亮紋處B．一定落在亮紋處C．一定落在暗紋處D．落在中央亮紋處的可能性最大10．對光的波粒二象性的理解，下列說法中正確的是 （　?。?/span>A．光的波動性和粒子性是相互矛盾的，不能統(tǒng)一B．大量光子表現(xiàn)出的波動性強，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強C．在光的雙縫干涉現(xiàn)象中，暗條紋的地方是光子永遠不能到達的地方D．頻率低的光表現(xiàn)出的粒子性強，頻率高的光表現(xiàn)出的波動化強、11．下列說法正確的是（　?。?/span>A．光波是概率波，物質(zhì)波是機械波B．微觀粒子的動量和位置的不確定量同時變大，同時變小C．普朗克的量子化假設是為了解釋光電效應而提出的D．光和電子、質(zhì)子等實物粒子都具有波粒二象性12．下列說法中正確的是(　　)A．概率波和機械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象B．只要增大入射光強度，就一定能發(fā)生光電效應C．如果能發(fā)生光電效應，只增大入射光強度，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不變D．光的干涉現(xiàn)象中，干涉亮條紋部分是光子到達幾率大的地方13．下列關于微觀粒子的波粒二象性的認識，錯誤的是（　?。?/span>A．由概率波的知識可知，因微觀粒子落在哪個位置不能確定，所以粒子沒有確定的軌跡B．由概率波的知識可知，因微觀粒子落在哪個位置不能確定，再由不確定性關系知粒子動量將完全確定C．大量光子表現(xiàn)出波動性，此時光子仍具有粒子性D．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的14．關于電子的運動規(guī)律，以下說法正確的是（       ）A．電子如果表現(xiàn)出粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律B．電子如果表現(xiàn)出粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律C．電子如果表現(xiàn)出波動性，則無法用軌跡來描述它們的運動，空間分布的概率遵循波動規(guī)律D．電子如果表現(xiàn)出波動性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律15．下列說法正確的是A．放射性元素的半衰期與外界壓強、溫度和原子的化學狀態(tài)有關B．電磁波能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象和多普勒效應，但不能發(fā)生偏振現(xiàn)象C．在LC振蕩電路中，當回路中的電流最大時，電容器中的電場能最小D．根據(jù)不確定性關系，微觀粒子的動量或位置不能確定二、填空題（共4題）16．在電子的單縫衍射實驗中，狹縫變窄，電子動量的不確定量變大(      )17．一輛摩托車以20m/s的速度向墻沖去，車身和人共重100kg，則車撞墻時的不確定量為__________m。18．因為微觀粒子具有十分明顯的_______性，所以不能象宏觀物體運動那樣可以用精確的軌道來描述；對光子的測量越精確，其動量的不確定性就越_____，用表示微觀粒子的不確定性，用表示微觀粒子動量的不確定性，則兩者的關系為____________，上式稱_____________．19．小球從這個裝置往下掉，能否確定進入哪一格，放很多小球，則_____（填“中間多”還是“兩邊多”）。三、綜合題（共4題）20．在生活中我們會拍很多照片，通常我們都認為，這是由人和景物發(fā)出或反射的光波經(jīng)過照相機的鏡頭聚焦在底片上形成的。實際上照片上的圖像也是由光子撞擊底片，使上面的感光材料發(fā)生化學反應形成的。圖是用不同曝光量洗印的照片，請你根據(jù)自己對光的理解做出說明。21．設一電子和一質(zhì)量為10g的子彈的速率均為500m/s，其動量的不確定范圍為0.01%，若位置和速率在同一實驗中同時測量，試問它們位置的最小不確定量各為多少？（電子質(zhì)量）22．北京時間2019年4月10日晚9時許，全球多地天文學家同步公布首張黑洞真容。(1)已知M87星系黑洞的質(zhì)量為M?1.05?1040kg，萬有引力常量為G ?6?10?11，取距黑洞無窮遠處為零勢能面，引力勢能表達式為。a．某探測器質(zhì)量為m，以速度v于距離黑洞中心為R處發(fā)射，此時恰能脫離黑洞引力場，求R的表達式；b．施瓦西半徑（即視界半徑）指光子在某天體引力作用下的逃逸半徑，黑洞的施瓦西半徑往往大于其內(nèi)部天體的半徑。已知光速為c?3?108m/s，請根據(jù)R的表達式直接寫出M87星系黑洞的施瓦西半徑Rs的表達式，并計算出Rs的值。(2)根據(jù)海森堡不確定原理，真空中的任意位置均有概率發(fā)生一對正粒子與反粒子的創(chuàng)生，這對粒子被稱為虛粒子對，虛粒子對會在極短時間內(nèi)相撞湮滅而“歸還”能量，宏觀上該區(qū)域沒有能量變化。假設在黑洞視界表面的虛粒子對均為正反光子，若光子能量為E，當E>E0時，反光子會落入視界，而光子會逃逸，產(chǎn)生霍金輻射。已知黑洞視界半徑為Rs，在黑洞視界表面單位面積單位時間上發(fā)生光子創(chuàng)生的次數(shù)為n，發(fā)生創(chuàng)生的光子的頻率為從ν1到ν2的任意頻率，且每種頻率的光子發(fā)生創(chuàng)生的幾率均等。已知普朗克常量h，hν1<E0<hν2。a．請定性地畫出光子的能量E隨頻率ν變化的圖像；b．求M87星系黑洞的霍金輻射功率P的表達式（用題中給出的物理量E0、n、h、ν1、ν2、Rs表示）。23．氦氖激光器所發(fā)紅光波長為λ＝6.238×10-7m，譜線寬度Δλ＝10－18m，求當這種光子沿x方向傳播時，它的x坐標的不確定量多大？
參考答案：1．B2．A3．D4．B5．D6．B7．D8．D9．D10．B11．D12．D13．B14．C15．C16．正確17．2.64×10－3818．     波動性     大          不確定關系19．中間多20．光波是一種概率波，在照片中有些地方光子出現(xiàn)的概率大，有些地方光子出現(xiàn)的概率小。在曝光量很小的情況下，在照片上出現(xiàn)的是一些隨機分布的光點，隨著曝光量的增大，圖像逐漸呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，整體逐漸清晰起來。21．；22．(1)a．，b．；(2)a．，23．大于或等于7.96×10－20m 

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第五節(jié) 不確定性關系

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