高中物理人教版5第十七章波粒二象性單元測(cè)試 第17章第45節(jié)

第十七章第四、五節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4～6題為多選題)1．下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140187)()A．概率波就是機(jī)械波B．物質(zhì)波是一種概率波C．概率波和機(jī)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(shí)驗(yàn)中，若有一個(gè)光子，則能確定這個(gè)光子落在哪個(gè)點(diǎn)上答案：B解析：概率波與機(jī)械波是兩個(gè)概念，本質(zhì)不同；物質(zhì)波是一種概率波，符合概率波的特點(diǎn)；光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若有一個(gè)光子，這個(gè)光子的落點(diǎn)是不確定的，但有概率較大的位置。2．(湖北武鋼三中、武漢三中、省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期聯(lián)考)下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140188)()A．概率波和機(jī)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(qiáng)度，就一定能發(fā)生光電效應(yīng)C．如果能發(fā)生光電效應(yīng)，只增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)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(dá)幾率大的地方答案：D解析：概率波是物質(zhì)波，傳播不需要介質(zhì)，而機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，故概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是不一樣的，但是都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，故B錯(cuò)誤；如果能發(fā)生光電效應(yīng)，只增大入射光強(qiáng)度，則光子的密集程度增加，故單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增加，故C錯(cuò)誤；光波是概率波，故光的干涉現(xiàn)象中，干涉亮條紋部分是光子到達(dá)幾率大的地方，故D正確，故選D。3．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏上放上照相底片并設(shè)法減弱光子流的強(qiáng)度，盡可能使光子一個(gè)一個(gè)地通過狹縫，在曝光時(shí)間不長和曝光時(shí)間足夠長的兩種情況下，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140189)()①若曝光時(shí)間不長，則底片上出現(xiàn)一些無規(guī)則的點(diǎn)②若曝光時(shí)間足夠長，則底片上出現(xiàn)干涉條紋③這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了光具有波動(dòng)性④這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了光具有粒子性A．①②③對(duì) B．①②④對(duì)C．①③④對(duì) D．②③④對(duì)答案：A解析：實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性，個(gè)別光子行為表現(xiàn)為粒子性。上述實(shí)驗(yàn)表明光具有波粒二象性，故①②③正確，即A正確。4．下列各種波屬于概率波的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140190)()A．聲波 B．無線電波C．光波 D．物質(zhì)波答案：CD解析：光波的波動(dòng)性具有概率波的規(guī)律，任一運(yùn)動(dòng)的物體均有一種物質(zhì)波與之對(duì)應(yīng)，且這種物質(zhì)波也具有概率波的規(guī)律。概率波與機(jī)械波和電磁波的本質(zhì)不同。5．在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140191)()A．使光子一個(gè)一個(gè)地通過狹縫，如果時(shí)間足夠長，底片上將會(huì)顯示衍射圖樣B．單個(gè)光子通過狹縫后，底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣C．光子通過狹縫的運(yùn)動(dòng)路線是直線D．光的波動(dòng)性是大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律答案：AD解析：個(gè)別或少數(shù)光子表現(xiàn)出光的粒子性，大量光子表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，如果時(shí)間足夠長，通過狹縫的光子數(shù)也就足夠多，粒子的分布遵從波動(dòng)規(guī)律，底片上將會(huì)顯示出衍射圖樣，A、D選項(xiàng)正確。單個(gè)光子通過狹縫后，路徑是隨機(jī)的，底片上也不會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣，B、C選項(xiàng)錯(cuò)。6．從光的波粒二象性出發(fā)，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140192)()A．光是高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子，每個(gè)光子都具有波粒二象性B．光的頻率越高，光子的能量越大C．在光的干涉中，暗條紋的地方是光子不會(huì)到達(dá)的地方D．在光的干涉中，亮條紋的地方是光子到達(dá)概率最大的地方答案：BD解析：光具有波粒二象性，光的頻率越高，光子的能量越大，A錯(cuò)，B正確。在干涉條紋中亮紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗紋是光子到達(dá)概率小的地方，C錯(cuò)，D正確。二、非選擇題7．一電子具有200m/s的速率，動(dòng)量的不確定范圍是%，我們確定該電子位置時(shí)，有多大的不確定范圍？(電子質(zhì)量為×10－31kg)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140193)答案：Δx≥×10－3解析：由不確定性關(guān)系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)得：電子位置的不確定范圍Δx≥eq\f(h,4πΔp)＝eq\f×10－34,4×××10－31×200×%)m＝×10－3m．8．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，某光子打在光屏上的落點(diǎn)能預(yù)測(cè)嗎？大量的光子打在光屏上的落點(diǎn)是否有規(guī)律？請(qǐng)用概率波的觀點(diǎn)解釋雙縫干涉圖樣的形成。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140194)答案：在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，某個(gè)光子打在光屏上的落點(diǎn)根本不能預(yù)測(cè)，但大量光子打在光屏上將形成明暗相間的干涉條紋，這說明光子落在各點(diǎn)的概率是不一樣的，光子落在明條紋處的概率大，落在暗條紋處的概率小，光子在空間出現(xiàn)的概率遵循波動(dòng)規(guī)律，所以光波是一種概率波。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(黑龍江大慶一中2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))下列說法不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140195)()A．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)B．光波是一種概率波C．實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性D．光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性而康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性答案：D解析：根據(jù)黑體輻射規(guī)律：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度，按波長的分布，只與黑體的溫度有關(guān)，故A正確；光具有波粒二象性，是一種概率波，故B正確；由德布羅意波可知，實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，故C正確；光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)，揭示了光的粒子性的一面，故D不正確；本題選擇不正確的，故選D。2．如圖所示是一個(gè)粒子源，產(chǎn)生某種粒子，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eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140196)()A．只有兩條亮紋B．有多條明暗相間的條紋C．沒有條紋D．只有一條亮紋答案：B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，所以選項(xiàng)B正確。3．下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140197)()A．光的波粒二象性，就是由牛頓的微粒說和惠更斯的波動(dòng)說組成的B．光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說C．光子說并沒有否定光的電磁說，在光子能量ε＝hν中，頻率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征D．光波是宏觀概念中那種連續(xù)的波答案：C解析：牛頓的微粒說認(rèn)為光是由物質(zhì)微粒組成的，惠更斯的波動(dòng)說認(rèn)為光是機(jī)械波，都是從宏觀現(xiàn)象中形成的觀念，都不正確。4．根據(jù)不確定性關(guān)系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，判斷下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140198)()A．采取辦法提高測(cè)量Δx精度時(shí)，Δp的精度下降B．采取辦法提高測(cè)量Δx精度時(shí)，Δp的精度上升C．Δx與Δp測(cè)量精度與測(cè)量儀器及測(cè)量方法是否完備有關(guān)D．Δx與Δp測(cè)量精度與測(cè)量儀器及測(cè)量方法是否完備無關(guān)答案：AD解析：不確定性關(guān)系表明無論采用什么方法試圖確定坐標(biāo)和相應(yīng)動(dòng)量中的一個(gè)，必然引起另一個(gè)較大的不確定性，這樣的結(jié)果與測(cè)量儀器及測(cè)量方法是否完備無關(guān)。無論怎樣改善測(cè)量儀器和測(cè)量方法，都不可能逾越不確定性關(guān)系所給出的限度，故A、D正確。5．如圖所示，燈絲F發(fā)射的電子束經(jīng)過電場(chǎng)加速后從陽極上狹縫S穿出，通過兩條平行狹縫S1、S2后，在熒光屏上形成明顯的雙縫干涉圖樣。已知一個(gè)電子從狹縫S穿出時(shí)動(dòng)量為p，普朗克常量為h，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140199)()A．經(jīng)過電場(chǎng)加速后，電子的德布羅意波長為eq\f(p,h)B．經(jīng)過電場(chǎng)加速后，電子的德布羅意波長為eq\f(h,p)C．熒光屏上暗紋的位置是電子不能到達(dá)的位置D．熒光屏上亮紋的位置是電子到達(dá)概率大的位置答案：BD解析：電子的德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)，B正確，熒光屏上暗紋的位置是電子到達(dá)概率小的位置，亮紋的位置是電子到達(dá)概率大的位置，D正確。二、非選擇題6．在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，若單縫寬度是×10－9m，那么光子經(jīng)過單縫發(fā)生衍射，動(dòng)量不確定量是多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140200)答案：Δp≥×10－25kg解析：單縫寬度是光子經(jīng)過狹縫的不確定量即Δx＝×10－9m由ΔxΔp≥eq\f(h,4π)有：1．0×10－9×Δp≥eq\f×10－34,4π)，則Δp≥×10－25kg7．我們能感知光現(xiàn)象，是因?yàn)槲覀兘邮盏搅艘欢芰康墓猓粋€(gè)頻率是106Hz的無線電波的光子的能量是多大？一個(gè)頻率為6×1014Hz的綠色光子和1018Hz的γ光子的能量各是多大？請(qǐng)結(jié)合以上光子能量的大小，從概率波的角度說明：為什么低頻電磁波的波動(dòng)性顯著而高頻電磁波的粒子性顯著。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140201)解析：由公式E＝hν得：E1＝hν1＝×10－34×106J＝×10－28J