1、课时跟踪检测（七） 概率波 不确定性关系1下列关于概率波的说法中，正确的是()A概率波就是机械波B物质波是一种概率波C概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过解析：选B概率波主要是用来描述物质波而非机械波，物质波是一种概率波，概率波和机械波的本质是不一样的，虽然它们都能发生干涉和衍射现象，故B正确，A、C均错误；光波是一种概率波，不能确切知道其中一个光子的具体轨迹，D项错误。2紫外线光子的动量为。一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后()A仍然静止B沿着光子原来运动的方向运动C沿与光子运动方向相反的方向运动D可能
2、向任何方向运动解析：选B由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O3分子与光子原来运动方向相同。故正确选项为B。3关于微观粒子的运动，下列说法中正确的是()A不受外力作用时光子就会做匀速运动B光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律解析：选D光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定性关系可知，选项C错误，D正确。4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处可能是()A亮纹B暗纹C既有可能是亮纹也有
3、可能是暗纹D以上各种情况均有可能解析：选A按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b处，故b处一定是亮纹，选项A正确。5多选下列关于物质波的认识中正确的是()A任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波BX光的衍射证实了物质波的假设是正确的C电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D物质波是一种概率波解析：选CD任何一个运动着的物体，都有一种波与之对应，这种波就是物质波，物质波是一种概率波，A错误，D正确；X光是一种电磁波，不是物质波，电子是实物粒子，电子的衍射现象证实了物质波的假设是正确的，C正确，B错误。6多选用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、
4、(b)、(c)所示的图像，则()A图像(a)表明光具有粒子性B图像(c)表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图像D实验表明光是一种概率波解析：选ABD图像(a)以一个个的亮点，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，故A正确；图像(c)有明显的明暗相间的干涉条纹，而干涉是波特有的性质，故表明光具有波动性，故B正确；因为紫外光是不可见光，所以直接用眼睛观察不到类似的图像，但是用感光胶片就能观察到类似现象，故C错误；因为单个光子所能到达的位置不能确定，但大量光子却表现出波动性，即光子到达哪个位置是一个概率问题，故此实验表明了光是一种概率波，故D正确。7多选光通过单缝所
5、发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，下列说法正确的是()A单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量x大，动量不确定量p小，可以忽略B当能发生衍射现象时，动量不确定量p就不能忽略C单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大D以上解释都是不对的解析：选ABC不确定性关系表明，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xp。单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量x大，动量不确定量p小，可以忽略，故A正确；能发生衍射现象时，动量不确定量p较大，就不能忽略，故B正确；单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量
6、越小，动量不确定量越大，故C正确；由以上分析可知，D错误。8在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。已知中子质量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，可以估算德布罗意波长1.821010 m的热中子动能的数量级为()A1015 JB1019 JC1021 J D1024 J解析：选C根据德布罗意波理论，中子动量p，中子动能Ekmv2，代入数据可以估算出数量级为1021，即选项C正确。9多选从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式xp判断，则下列说法正确的是()A入射的粒子有确定的动量，射到
7、屏上的粒子就有准确的位置B狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D微观粒子的动量和位置不可能同时确定解析：选CD不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，故A错误，D正确；位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式xp，x与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关，故B错误；更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了，故C正确。10多选电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是()A氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B电子绕核运动时，可以运用牛顿运
8、动定律确定它的轨道C电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置解析：选CD微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确。11.如图所示为示波管示意图，电子的加速电压U104 V，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1 mm范围内，可以认为令人满意，则电子的速度是否可以完全确定？是否可以用经典力学来处理？电子质量m9.11031 kg。解析：x104 m，由xp得，动量的不确
9、定量最小值约为p51031 kgm/s，其速度不确定量最小值v0.55 m/s。mv2eU1.61019104 J1.61015 J，v6107 m/s，v远小于v，电子的速度可以完全确定，可以用经典力学来处理。答案：可以完全确定可以用经典力学来处理1220世纪20年代，剑桥大学学生G泰勒做了一个实验。在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底板，整个装置如图所示。小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹。泰勒对这照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是51013 J。(1)假如起作用的光波波长约为5
10、00 nm，计算从一个光子到来和下一光子到来所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距离；(2)如果当时实验用的箱子长1.2 m，根据(1)的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？解析：(1)500 nm的光子能量为hh6.631034 J4.01019 J因每秒到达底片的光子数为n1.25106(个)如光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是t8.0107 s两相邻光子间平均距离为sct3.01088.0107 m240 m。(2)由(1)的计算结果可知，两光子间距有240 m，而箱子长只有1.2 m，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动。这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性。因此，衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达概率较大的区域，而暗区是光子到达概率较小的区域。这个实验支持了光波是概率波的观点。答案：(1)8.0107 s240 m(2)见解析