2020_2021学年高中物理第十七章波粒二象性4_5概率波不确定性关系课时作业含解析新人教版选修3_520210224145.doc

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1、概率波不确定性关系(25分钟　50分)一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)1.在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处是(　　)A.亮纹B.暗纹C.既有可能是亮纹也有可能是暗纹D.以上各种情况均有可能【解析】选A。由光子按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b处一定是亮纹，故A正确。2.根据不确定性关系ΔxΔp≥，判断下列说法正确的是(　　)A.采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B.采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升C.Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方

2、法是否完备有关D.不确定性关系仅适用于微观粒子，不适用于宏观物体【解析】选A。不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式：Δx·Δp≥，由公式可知，采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降。故A正确，B错误；由公式Δx·Δp≥可得，Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关，故C错误。不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体，故D错误。3.经150V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔射到其后的屏上，则(　　)-3-A.所有电子的运动轨迹均相同B.所有电子到达

3、屏上的位置坐标均相同C.电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D.电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置【解析】选D。电子被加速后，动能Ek=eU，动量p=，其德布罗意波波长λ==1×10-10m，穿过铝箔时发生衍射。电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述。所以A、B、C均错误。4.如图所示，灯丝F发射的电子束经过电场加速后从阳极上的狭缝S穿出，通过两条平行狭缝S1、S2后，在荧光屏上形成明显的双缝干涉图样。已知一个电子从狭缝S

4、穿出时动量为p，普朗克常量为h，则(　　)A.经过电场加速后，电子的德布罗意波长为B.加速电压越大，电子的德布罗意波长越大C.荧光屏上暗条纹的位置是电子不能到达的位置D.荧光屏上亮条纹的位置是电子到达概率大的位置【解析】选D。电子的德布罗意波长λ=，且加速电压越大，电子加速后的动量p越大，德布罗意波长越小，A、B错误；荧光屏上暗条纹的位置是电子到达概率小的位置，亮条纹的位置是电子到达概率大的位置，C错误，D正确。二、计算题(12分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)-3-5.已知运动的微小灰尘质量为m=10-10kg，假设

5、我们能够测定它的位置准确到10-6m，则它的速度的不确定量为多少？【解析】由不确定性关系ΔpΔx≥，得Δv≥，代入数据得Δv≥5×10-19m/s。答案：5×10-19m/s【能力挑战区】6.(18分)已知=5.3×10-35J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况。(1)一个球的质量m=1.0kg，测定其位置的不确定量为10-6m。(2)电子的质量me=9.0×10-31kg，测定其位置的不确定量为10-10m(即在原子的数量级上)。【解析】(1)m=1.0kg，Δx=10-6m，由

6、ΔxΔp≥，Δp=mΔv知Δv1==m/s=5.3×10-29m/s。(2)me=9.0×10-31kg，Δx=10-10m，Δv2==m/s≈5.89×105m/s。答案：(1)5.3×10-29m/s　(2)5.89×105m/s在微观世界中速度测定的不确定量远比宏观中的大-3-