5. 2015 新上课 不确定关系 打印文件

波粒二象性5

一．选择题：

1．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是 ( )

A．光衍射实验 B．电予束在晶体上的衍射实验

C．弱光干涉实验 D．以上都不正确

2．能够证明光具有波粒二象性的现象是( )

A．光的干涉、衍射现象和光电效应 B．光的反射与小孔成像

C．光的折射与偏振现象 D．光的干涉、衍射与光的色散

3．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于 ( )

A．等效替代 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳

4．以下说法正确的是( )

A．物体都具有波动性 B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波

C．通常情况下，质子比电子的波长长 D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道

5．在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（ ）

A．光的折射现象、偏振现象 B．光的反射现象、干涉现象

C．光的衍射现象、色散现象 D．光电效应现象、康普顿效应

6．下列说法正确的是( )

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

7．单色光从真空射入玻璃时,它的( )

A．波长变长,速度变小,光子能量变小 B．波长变短,速度变大,光子能量变大

C．波长变长,速度变大,光子能量不变 D．波长变短,速度变小,光子能量不变

8．(2011·台州高二检测)下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是( )

A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性

B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分

C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象

D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子波动性

9．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是( )

A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多

B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的

C．质量为10-3kg、速度为10-2m/s的小球，其德布罗意波长约为10-23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹

D．人们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一晶体中原子间距大致相同

10．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，减弱光电流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上就只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹。关于此实验，下列理解正确的是( )

A．干涉条纹是光子之间相互作用的结果

B．少量的光子不具有波动性，大量的光子具有波动性

C．单个光子通过双缝后的落点可以预测

D．光子在某点附近出现的概率可以确定，亮条纹处出现的概率大，暗条纹处出现的概率小

11．(2011·上海单科)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)、(b)、(c)所示的图象，则( )．

A．图象(a)表明光具有粒子性

B．图象(c)表明光具有波动性

C．用紫外光观察不到类似的图象

D．实验表明光是一种概率波

12．2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利

用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验．从辐射源辐射出的电子束经两靠近

的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）

A．光具有波动性 B．光具有波粒二象性

C．微观粒子也具有波动性 D．微观粒子也是一种电磁波

13．下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是( )

A．因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线

B．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹

C．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定

D．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性

14．关于电子云，下列说法正确的是( )

A．电子云是真实存在的实体

B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置

C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布

D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道

15．以下说法正确的是( )

A．微观粒子不能用“轨道”观点来描述粒子的运动

B．微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动

C．微观粒子位置不能精确确定

D．微观粒子位置能精确确定

16．下列对物理模型和物理现象的关系理解正确的是( )

A．物理模型应与日常经验相吻合，并能解释物理现象

B．物理模型可以与日常经验相悖，但应与实验结果一致

C．物理模型不能十分古怪，让人难以理解

D．只要物理模型与实验结果一致，它在一定范围内就能正确代表研究的对象

17．对于微观粒子的运动，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

18．经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )

A．所有电子的运动轨迹均相同

B．所有电子到达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

h19．关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是( ) 4π

A．微观粒子的动量不可确定

B．微观粒子的坐标不可确定

C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定

D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子

h20．根据不确定性关系ΔxΔp≥，判断下列说法正确的是( ) 4π

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法是否完备有关

D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关

21．要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．有关电子显微镜的下列说法正确的是（ ）

A．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射

B．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射

C．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射

D．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射

22．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，下列叙述正确的是( )

A．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越大的缘故

B．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小的缘故

C．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越小的缘故

D．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大的缘故

二．计算题：

1．一电子具有200m·s1的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电－

子质量为9.1×10

－31kg)

－2．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×109m，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？

－3．质量为m＝6.64×1027 kg的α粒子通过宽度为a＝0.1 mm的狭缝后，其速度的不确定量约为多少？若其速度

v＝3×107 m/s，它能否看成经典粒子？

－4．原子核的半径为1015 m，估计核内质子的动量不确定范围。如果电子被限制在核内，其动量不确定范围又是

多少？

－5．一个电子(初动能视为零)经200 V电压加速，已知电子的质量为9.1×1031 kg，计算这个运动着的电子的波长，

当它在原子中或原子附近运动时，能否产生衍射现象？

－6．一灰尘质量为m＝1012 kg，速度为v＝10 m/s，用毫米刻度尺测得其某一时刻位置为x＝52.33 cm。毫米刻度

尺的最大误差Δx＝0.05 cm，则其速度的最小误差为多少呢？

7．质量为10 g的子弹与电子的速率相同，均为500 m/s，其测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，则它们位置的最小不确定量各为多少？(电子质量为9.1×10

－31 kg)

8．质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能够看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其他周期性曲线？

h－9．已知＝5.3×1035 J·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4π

行测量的不同情况．

(1)一个球的质量m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为106 m. －

(2)电子的质量me＝9.0×10

－31 kg，测定其位置的不确定量为10－10 m(即在原子的数量级)．

10．我们能感知光现象，是因为我们接收到了一定能量的光，一个频率是106Hz的无线电波的光子的能量是多大？一个频率为6×1014Hz的绿色光子和1018Hz的γ光子的能量各是多大？请结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明：为什么低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著。

11．如图所示为研究光电效应的电路，利用能够产生光电效应的两种(或多种)已知频率的

光进行实验，

（1）请简要写出实验步骤以及应该测量的物理量

（2）写出根据本实验计算普朗克常量的关系式(用上面的物理量表示)

12．如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：

（1）从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能；

（2）光电子从B板运动到A板时所需的最长时间

.