高中物理 第十七章 波粒二象性 第4節(jié) 概率波 第5節(jié) 不確定性關(guān)系課下作業(yè) 新人教版選修3-5

1、第4節(jié) 概率波 第5節(jié) 不確定性關(guān)系1對(duì)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A不受外力作用時(shí)光子就會(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，就可以確定其任意時(shí)刻的速度D運(yùn)用牛頓力學(xué)無法確定微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律解析：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；根據(jù)概率波、不確定關(guān)系可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，故選D。答案：D2在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入的整個(gè)光強(qiáng)的95%以上。假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)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可能落在暗紋處D落在中央亮紋處的可能性最大解析

2、：對(duì)于一個(gè)光子通過單縫落在何處，是不可確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可達(dá)到95%以上，也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過，落在暗紋處的概率很小，故選項(xiàng)C、D正確。答案：CD3如圖1所示是一個(gè)粒子源，產(chǎn)生某種微觀粒子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光。那么在熒光屏上將看到()A只有兩條亮紋 圖1B有多條明暗相間的條紋C沒有亮紋D只有一條亮紋解析：由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)性支配，對(duì)大量粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)屏上的某點(diǎn)的概率，可以用波的特征進(jìn)行描述，即產(chǎn)生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋，所以B正確。答案：B4在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，從

3、微觀粒子運(yùn)動(dòng)的不確定關(guān)系可知()A縫越窄，粒子位置的不確定性越大B縫越寬，粒子位置的不確定性越大C縫越窄，粒子動(dòng)量的不確定性越大D縫越寬，粒子動(dòng)量的不確定性越大解析：由不確定性關(guān)系xp，知縫寬時(shí)，位置不確定性越大，則動(dòng)量的不確定性較小，反之亦然，因此選項(xiàng)B、C正確。答案：BC5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)應(yīng)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)

4、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： CD61924年，法國物理學(xué)家德布羅意提出，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)。1927年，兩位美國物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中得到了電子束通過鋁箔時(shí)的衍射圖案，如圖2所示，圖中“亮圓”表示電子落在其上的_大，“暗圓”表示電子落在其上的_小。圖2解析：由于光是概率波，因此光子只是在亮紋處出現(xiàn)的概率大，而在暗紋處出現(xiàn)的概率小。答案：概率概率7質(zhì)量為m的粒子被限制在x到x的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在它朝x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)量測(cè)量值的最小

5、不確定量p_。解析：xl，由xp知p。答案：8一灰塵質(zhì)量為m1012 kg，速度為v10 m/s，用毫米刻度尺測(cè)得其某一時(shí)刻位置為x52.33 cm。毫米刻度尺的最大誤差x0.05 cm，則其速度的最小誤差為_m/s。解析：灰塵速度的最小誤差即其不確定量，動(dòng)量的不確定量pmv，則由不確定性關(guān)系xp，得v m/s1.01019 m/s。答案：1.010199如圖3所示為示波管示意圖，電子的加速電壓U104 V，打在熒光屏上電子的位置確定在0.1 mm范圍內(nèi)，可以認(rèn)為令人滿意，則電子的速度是否可以完全確定？是否可以用經(jīng)典力學(xué)來處理？電子質(zhì)量m9.11031 kg。 圖3解析：x104 m，由xp得，動(dòng)量的不確定量最小值約為p51031 kgm/s，其速度不確定量最小值v0.55 m/s。mv2eU1