专题17.4概率波-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
人教版高中物理选修3-5：17.4 概率波
2.经典物理学中，粒子运动的基本特征是什么？波的基本 特征又是什么？
经典粒子的基本特征：有一定的的空间大小， 有一定的质量，有的有电荷。只要知道物体的初 始条件（初始位置、初速度）以及受力情况，由 牛顿第二定律可知，就能确定它们以后任意时刻 的位置和速度，进而确定它们在空间中的运动轨 迹。 经典波的基本特征：经典的波在空间中是弥散 开来的，其特征是具有波长和频率，具有时空的 周期性。
4.通过所学的知识简述在什么条件下光表现出波动性， 什么情况下表示出粒子性？
1）大量光子表现出波动性；个别光子表现出粒子 性； 2）光在传播过程中表现出波动性，如光的干涉、 衍射、偏振等现象；光和其他物质相互作用时表 现出粒子性，如光电效应、康普顿效应等。 3）频率低波长长,光的波动性更强；频率高波长短, 光的粒子性更突出。如由德布罗意关系式计算微 观粒子和宏观粒子的波长可知微观粒子的波长长 使得波动性较显著，而宏观粒子(如子弹) 的物质波 波长非常短，所以很难表现出其波动性。
2.光的波动性是由光子之间的相互作用引起的？还是由 于光子本身引起的？为什么？
为了寻求光的波动性的原由，可以做以下实 验：我们使光源很弱照射到双缝上，以至于它在 前一个光子到达屏幕之后才发射第二个光子，这 样就排除了光子之间相互作用的可能性。实验结 果表明，尽管单个光子的落点不可预料，但是在 长时间曝光之后仍然能得到明暗相间的条纹。由 此可知，光的波动性不是光子之间的相互作用引 起的，而是光子自身固有的性质。
阅读“概率波”这部分内容，回答以下几个问题：
1.如右图所示，在杨氏双缝干涉实验中，出现了明暗相间 的条纹，按照光的波动理论如何解释条纹的明暗？如果用 光子学说如何解释条纹的明暗呢？
Hale Waihona Puke 按照光的波动理论：屏上条纹的明暗表示到 达屏上的光相叠加强度不同，明纹处光波加强， 暗纹处光波减弱。 按照光子学说：每个同频率的光子都有相同 的一份能量，条纹明暗的分布应该是到达屏上的 光子数目多少的分布。因此光的强度对应光子的 数目，明纹处到达的光子数多，暗纹处到达的光 子数少。
第十六章复习与测试-2017年高中物理全国名校名卷试题分章节汇编(选修3-5)(原卷版)
一、单项选择题1．质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ．初始时小物块停在箱子正中间，如下图．现给小物块一水平向右的初速度v ，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，那么整个过程中，系统损失的动能为〔 〕A. 212mvB. 212MvC. 12N mgL μ D. N mgL μ 2．如下图，在光滑水平面上，用等大反向的F 1、F 2分别同时作用于A 、B 两个静止的物体上，m A ＜m B ，经过相同的路程后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，那么粘合体最终将〔 〕A. 静止B. 向右运动C. 向左运动D. 无法确定3．在光滑的水平面上，有两个静止的小车，车上各站着一个运发动．两车〔包含负载〕的总质量均为M ．设甲车上的人接到一个质量为m ，沿水平方向飞来的速率为V 的蓝球；乙车上的人把原来在车上的同样的蓝球沿水平方向以速率V 掷出去，那么这两种情况下，甲、乙两车所获得的速度大小的关系是〔以上速率都是相对地面而言〕( )A. V 甲＞V 乙B. V 甲＜V 乙C. V 甲＝V 乙D. 视M 、m 和V 的大小而定4．以下几种物理现象的解释中，正确的选项是( )A. 砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻B. 跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲力C. 在推车时推不动是因为推力的冲量为零D. 动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，两个物体将同时停下来5．如下图，质量为m 的物块B 静止于光滑水平面上，B 与弹簧的一端连接，弹簧另—端固定在竖直墙壁，弹簧处于原长。
现有一质量也为m 的A 物块以水平速度向右运动与B 碰撞且粘在一起，那么从A 开始运动至弹簧被压缩到最短的过程中，以下说法正确的选项是A. A 、B 组成的系统，在整个运动过程中动量守恒B. 组成的系统，在整个运动过程中机械能守恒C. 弹簧的圾大弹性势能为D. 从开始到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧对应的冲量大小为012mv 。
人教版高中物理选修3-5 17.4概率波
1926德国物理学家玻恩指出：虽然不能 肯定某个光子落在哪一点，但光子落在各点 的概率是不一样的。光子落在明条纹的概率 大，落到暗条纹的概率小。
•
可见光波和电子的德布罗意波都是概
率波。
• 1、单个粒子(光子）不一定沿直线“运 动”，说明粒子具有波动性。
• ２．所以光的直线传播只是宏观上近似规 律．
第四节、概率波
波的分类
• 按本质分： • 1、机械波-----质点的振动引起 • 2、电磁波-----电场、磁场的振动引起 • 3、物质波------粒子本身的波动
经典粒子和经典的波
• 一、经典粒子: • 模型：质点 • 描述的物理量：速度、加速度、位移等 • 例：x=v0t+1/2at2 • 遵守牛顿运动学规律，具有确定的轨迹和位置
• ３、少量粒子(光子）产生的效果往往显示 粒子性（一份一份），大量粒子（光同学们 再见！
7、自知之明是最难得的知识。——西班牙8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛 卡儿11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子14、意志坚强的人能把世界放在手 中像泥块一样任意揉捏。——歌德15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝 克18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋20、要掌握书，莫被书掌握;要为生而读，莫为读而生。——布尔沃21、 要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根22、业精于勤，荒于嬉;行成于思，毁于随。——韩愈23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思24、意志命运往 往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。— —卢梭27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬 奇30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德33、 希望是人生的乳母。——科策布34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙37、我们唯 一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳40、学而不思则罔，思而不学则 殆。——孔子41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹42、只有在人群中间，才能认识自己。——德国43、重复别人所说的话，只需要教育;而要挑战别人所说的话，则需 要头脑。——玛丽·佩蒂博恩·普尔44、卓越的人一大优点是:在不利与艰难的遭遇里百折不饶。——贝多芬45、自己的饭量自己知道。——苏46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐47、书到 用时方恨少、事非经过不知难。——陆游48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙50、谁和我一样用功，谁就会和我 一样成功。——莫扎特51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生54、唯书籍不 朽。——乔特55、为中华之崛起而读书。——周恩来56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。——库法耶夫57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。——吕凯特58、问 渠哪得清如许，为有源头活水来。——朱熹59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。——笛卡儿60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。——左拉61、奢侈 是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoChanel62、少而好学，如日出之阳;壮而好学，如日中之光;志而好学，如炳烛之光。——刘向63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。——孔丘64、人生就是学校。在那 里，与其说好的教师是幸福，不如说好的教师是不幸。——海贝尔65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦。——杰纳勒尔·乔治·S·巴顿66、节制使快乐增加并使享受加强。——德谟克利特67、今天应做的事 没有做，明天再早也是耽误了。——裴斯泰洛齐68、决定一个人的一生，以及整个命运的，只是一瞬之间。——歌德69、懒人无法享受休息之乐。——拉布克70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭71、既然 我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗73、坚持意志伟大的事业需要始 终不渝的精神。——伏尔泰74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原75、内外相应，言行相称。——韩非76、你热爱生命吗?那么别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。——富兰克林77、坚强 的信心，能使平凡的人做出惊人的事业。——马尔顿78、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿79、读书有三到，谓心到，眼到，口到。——朱熹80、读书之法，在循序而渐进，熟读而精 思。——朱熹81、对一个人来说人不可有傲气，但不可无傲骨。、起点可以相同，但是选择了不同的拐点，终点就会大03、拿望远镜看别人，拿放大镜看、命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在、站
物理：17.4-5 概率波和不确定性关系 导学案(人教版选修3-5)
班级________姓名________层次________物理：17。
4—5 概率波和不确定性关系导学案（人教版选修3-5）编写人:曹树春审核：高二物理组寄语：我努力，所以我快乐！学习目标：1、了解光是一种概率波．2、了解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π学习重点：1、人类对光的本性的认识的发展过程2、测不准关系.学习难点：1、对概率波概念的理解2、联系实验事实了解测不准关系.学习过程:新课的引入光具有波粒二象性，粒子也有波粒二象性，只是不同条件下表现出粒子性和波动性程度有差异。
不过我们在所说波动性和粒子性时头脑中所呈现的只是经典的粒子和经典的波.一、经典的粒子和经典的波1、经典粒子的基本特征:有一定的的______大小，有一定的______，有的还具有______。
只要知道物体的初始条件(初始位置、初速度）以及受力情况，由牛顿第二定律可知，就能确定它们以后任意时刻的______和______以及时空中的确定的______.2、经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有______和______，具有时空的______。
在经典物理学中，虽然粒子和波是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现.但进一步的分析中不难看出，经典的粒子和经典的波是相互联系,不可分割的。
如：上节课讲到的光具有波粒二象性;实物也有德布罗意波长、频率，粒子有波动性,只是粒子性更明显;分析水波、绳子抖出的波……等机械波等问题时,也认为波上的各个质点在上下振动的同时能量向外传播,即认为波中有粒子，波是粒子的振动向外传播的结果。
二、概率波1、在弱光的干涉实验中，控制光的强度,使前一个光子到达屏幕后才发出第二个光子，从而排除光子之间相互作用的可能性。
在这种情况下,如果时间较短,则在光屏上出现的是______________________,若经过比较长的时间，则在屏上可以看到__________________。
这说明光子到达亮条纹处的_______较大，到达暗条纹处的________较小，所以我们可以说光是一种_________波。
人教版高中物理选修3-517.4概率波名师精编作业(1)
2017-2018学年度人教版选修3-5� 17.4概率波 作业（1）1．为证明实物粒子也具有波动性，某实验小组用电子束做双缝干涉实验。
实验时用50kV 电压加速电子束，然后垂直射到间距为1mm 的双缝上，在与双缝距离约为35cm 的光屏上得到了干涉条纹。
该条纹与托马斯·杨用可见光做的双缝干涉实验所得到的图样基本相同，但条纹间距很小。
这是对德布罗意物质波理论的又一次实验验证。
根据德布罗h 为普朗克常量，p 为电子的动量。
下列说法正确的是A. 只增大加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大B. 只减小加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大C. 只增大双缝间的距离，可以使干涉条纹间距变大D. 只减小双缝到光屏的距离，可以使干涉条纹间距变大2．关于近代物理学的结论中，哪些是正确的A. 热辐射只与物体的温度有关B. 康普顿效应说明光子只有动量C. 光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D. 电子像光一样既具有粒子性也具有波动性3．下列各种叙述中,符合物理学史实的是( )A. 康普顿效应证明了光具有波动性B. 德布罗意波证明了实物粒子具有波动性C. 普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说D. 光电效应现象是爱因斯坦首先发现的4．一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个徳布罗波波长为λ2的氚核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为（ ） A. 1212λλλλ+ B. 1212λλλλ- C. 12λ+λ2 D. 12λ-λ25． 德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式λ=ℎp。
现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H ＋和二价镁离子Mg 2＋，已知氢离子与镁离子质量比为1：24，求加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波的波长之比为A. 1：4B. 1：4√3C. 4：lD. 4√3：l6．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是 （ ）A. 能量较大的光子其波动性越显著。
人教版高中物理选修3-517.4概率波名师精编作业(5)
2017-2018学年度人教版选修3-5� 17.4概率波 作业（5）1．下列说法正确的是（ ）A ．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性B ．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C ．爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点D ．康普顿在研究石墨对X 射线的散射中发现光具有波动性2．下列说法正确的是——。
(填正确答案标号。
选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)A ．方程式U 23892→He Th 4223490+是重核裂变反应方程B ．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性C ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D ．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想E ．在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为0λ，若用波长为λ(λ>0λ)的单色光做该实验，会产生光电效应3．下列说法正确的是A ．光子像其它粒子一样，不但具有能量，也具有动量B ．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C ．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D ．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损4．下列说法正确的是（ ）A ．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象B ．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大。
C ．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。
D ．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成。
E ．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象——光电效应。
5．（6分）下列说法正确的是 。
(填正确答案标号。
选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。
每选错1个扣3分，最低得分为0分)A.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B.结合能越大，原子核结构一定越稳定C.如果使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光的光照强度才行D.发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加1E.在相同速率情况下，利用质子流比利用电子流制造的显微镜将有更高的分辨率6．（2014秋•诸暨市校级期中）关于物质波的认识，下列说法中不正确的是（ ）A.电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的B.物质波是一种概率波C.任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波D.宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象7．（2013春•东台市校级期中）利用金属晶格（大小约10﹣10m ）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是（）A.该实验说明电子具有波动性B.实验中电子束的德布罗意波长为λ=C.加速电压U越大，电子的德布罗意波长越大D.若用相同动能的质子代替电子，德布罗意波长越大8．（2012春•雁塔区校级期末）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B.X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9．（2005•岳阳楼区校级模拟）下列说法中正确的是（）A.电子具有波动性，属于一种概率波B.电磁波以机械振动的形式传播C.光的偏振现象表明光是一种横波D.超声波可以在真空中传播10．（2005•宿迁三模）1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为λ=h/p，p为物体运动的动量，h是普朗克常数．同样光也具有粒子性，光子的动量为：p=h/λ．根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个γ光子，会发生下列情况：设光子频率为ν，则E=hν，p=h/λ=hν/c，被电子吸收后有hν=m e v2/2，hν/c=m e v．由以上两式可解得：v=2c，电子的速度为两倍光速，显然这是不可能的．关于上述过程以下说法正确的是（）A.因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子B.因为在微观世界能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子C.动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个γ光子D.若γ光子与一个静止的自由电子发生作用，则γ光子被电子散射后频率不变11．（2012•湖南一模）下列说法中正确的是（）A.随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加；另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动B.在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短C.根据海森伯提出的不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量D.物质波和光波都是概率波12．（2013•闸北区二模）“约索夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν=kU．已知比例系数k 仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为（）A.2e/hB.h/2eC.2heD.1/2he13．一颗子弹的质量为10g，当以300m/s的子弹，计算其德布罗意波长？从计算结果中你得出了什么结论？14．（2008春•平湖市校级月考）现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n＞1，已知普朗克恒量为h，电子质量m，电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为．15．（2008春•平湖市校级月考）有一真空中波长为6×10﹣7m的单色光，普朗克常量为6.63×10﹣34J•s求此单色光的（1）频率；（2）的1个光子的能量．参考答案1．A【解析】试题分析：光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性，选项A 正确；如果以△x 表示粒子位置的不确定量，以△p 表示粒子在x h 为普朗克常数．表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，故B 错误；1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为能量子E=hv ，1905年爱因斯坦从中得到启发，提出了光子说的观点．故C 错误；康普顿在研究石墨对X 射线的散射中发现了康普顿效应，康普顿效应进一步表面光子具有动量，进一步证明了光具有粒子性．故D 错误；故选A.考点：物理学史；光的波粒二象性；2．BCD【解析】 试题分析：方程式U 23892→He Th 4223490+是衰变反应方程，选项A 错误；光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，选项B 正确；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的，选项C 正确；德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，选项D 正确；在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为0λ，若用波长为λ(λ>0λ)的单色光做该实验，则由于入射光的频率小于金属的极限频率，不会产生光电效应，选项E 错误；故选BCD. 考点：核反应方程；β衰变；光电效应；物质波。
高二物理课件 17.4 概率波 17.5 不确定性关系 (人教版选修3-5)
2.光波是一种概率波 在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言， 不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹嘚不同亮度， 说明光子落在各处嘚可能性即概率是不相同嘚.光子落在明条 纹处嘚概率大，落在暗条纹处嘚概率小. 这就是说光子在空间出现嘚概率可以通过波动嘚规律来确定， 因此说光是一种概率波.
(1)不确定性关系不是说微观粒子嘚坐标测不准，也 不是说微观粒子嘚动量测不准，更不是说微观粒子嘚坐标和 动量都测不准，而是说微观粒子嘚坐标和动量不能同时测准. (2)普朗克常量是不确定关系中嘚重要角色，如果h嘚值可忽 略不计，这时物体嘚位置、动量可同时有确定嘚值，如果h不 能忽略，这时必须考虑微粒嘚波粒二象性.h成为划分经典物 理学和量子力学嘚一个界线.
【解析】选B.概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质 波是一种概率波，符合概率波嘚特点；光嘚双缝干涉实验中， 若有一个光子，这个光子嘚落点是不确定嘚，但有概率较大 嘚位置.
2.电子嘚运动受波动性嘚支配，对于氢原子嘚核外电子，下 列说法正确嘚是( ) A.氢原子嘚核外电子可以用确定嘚坐标描述它们在原子中嘚 位置 B.电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它嘚轨道 C.电子绕核运动嘚“轨道”其实是没有意义嘚 D.电子轨道只不过是电子出现嘚概率比较大嘚位置
【方法技巧】 求解“光嘚本性”问题嘚技巧 求解光嘚本性问题应当明确，光波是概率波，既不能把光波 理解成宏观概念中嘚波，也不能把光子看做宏观概念中嘚粒 子；频率低嘚光，波动性显著，频率高嘚光，粒子性显著； 光在传播过程中往往显示出波动性，光在与物质相互作用时， 往往显示出粒子性，光子在空间各点出现嘚可能性嘚大小， 可用波动规律来描述. 概率是一种统计概念，少量光子嘚行为显示不出概率统计规 律，大量光子才显示出这种规律.“概率波”实际上是将光嘚 波动性和粒子性统一起来嘚一种说法.波动性是光子嘚属性.
17.4概率波(教师版)2017-2018学年高二物理人教选修3-5
第十七章波粒二象性第4节概率波1．下列各种波是概率波的是A．声波B．无线电波C．光波D．物质波【答案】BCD【解析】声波是机械波，A错误；电磁波和物质波都是概率波，无线电波和光波都属于电磁波，BCD正确。
2．在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了A．光具有波动性B．光具有粒子性C．光波是一种概率波D．以上全都错误【答案】AC【解析】双缝干涉实验中出现的明条纹和暗条纹，又说明了光子落点具有一定的概率，即符合概率波的规律，说明光具有波动性。
故AC正确。
【名师点睛】光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性。
在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性。
3．下列说法中正确的是A．电子具有波动性，属于一种概率波B．电磁波以机械振动的形式传播C．光的偏振现象表明光是一种横波D．超声波可以在真空中传播【解析】粒子具有波动性，属于一种概率波；机械波以机械振动形式传播；光的偏振说明光是一种横波；超声波是一种机械波，不可在真空中传播。
电子属于实物粒子，具有波动性，也属于一种概率波，故A 正确；机械波以机械振动形式传播，故B错误；光的偏振说明光是一种横波，故C正确；超声波是一种机械波，不可在真空中传播。
但电磁波可以在真空中传播，故D错误。
【名师点睛】考查粒子具有波动性，理解概率波的含义，知道光的偏振是横波，而超声波是属于机械波，不可在真空中传播。
4．在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对一个光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是A．到达亮条纹处的概率比到达暗条纹处的概率大B．到达暗条纹处的概率比到达亮条纹处的概率大C．该光子可能到达观察屏的任意位置D．以上说法均不可能【答案】AC【解析】双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，说明光子到达该位置的概率大，对于一个光子来说，体现粒子性，到什么位置的几率都有，所以只能说到达明条纹处的概率大，到达暗条纹处的概率小，AC对。
第十九章复习与测试-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
A. 7.266eV B. 5.266eV 【答案】 C
C. 1.16×10-12J
D. 1.16×10-9J
【解析】由爱因斯坦质能方程△E=△mc2
原子的质量是 4.0026u，已知 1u
故 C 正确。
点晴：解决本题应注意单位的换算，
。
8．某静止的原子核发生核反应且帮放出能量
Q.其方程为
B A
X
DCY
，故 A 错误；
BC、该反应属于聚变反应，要放出大量能量，
，故 BC 错误；
D、根据质量数守恒和电荷数守恒可得，x 的质量数 3+3-2=4，电荷数为 2+2-2=2，故生成物中的 X 为 D 正确； 故选 D。
，故
7．在某些恒星内，3 个 α 粒子结合成一个 ， 原子的质量是 12.0000u，
相当于 931.5MeV，则此核反应中释放的核能约为
剩余氧 15 的含量
，故 C 错误。改变元素所处的物理环境和化学状态，不改变半衰期，故 D 错
误。故选 A.
【点睛】根据电荷数守恒、质量数守恒确定生成氧 15 的同时，产生粒子是什么。根据新核的电荷数和质量数求
出含有的中子数。根据半衰期的次数求出氧 15 的含量。半衰期与元素所处的物理环境和化学状态无关。
A.
238 92
U
发生的是
β
衰变
B. Y 原子核中含有 56 个中子
C. 若提高温度，
238 92
U
的半衰期将会变小
D. 裂变时释放的能量为(m1－2m2－m3－m4)c2
【答案】 D
【解析】A、根据质量数守恒和电荷数守恒可得
x
为
4 2
He
第十七章复习与测试-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
一、单选题1．研究光电效应规律的实验装置下图，以频率为ν的光照射光电管阴极K时有光电子产生．由于光电管K、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U 由电压表V测出.当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U c.在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是()A.B.C.D.【答案】 B2．下列说法中正确的是A. 为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B. 在完成a粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C. 玛丽·居里首先发现了放射现象D. 在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子【答案】 A【解析】为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说，选项A 正确；在完成a粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的核式结构理论，选项B错误；首先发现了放射现象的是贝克勒尔，选项C 错误；在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了中子，选项D 错误。
考点：近代物理学史。
3．如图所示是根据密立根研究某金属的遏止电压U c与光的频率ν之间关系的实验数据得到的图像，则下列说法正确的是A. 由图像可知，该金属的截止频率约为5.5×1014HzB. 由图像可知，当用频率为5.5×1014Hz 的光照射该金属时，不能产生光电效应C. 由图像可知，当用频率为5.5×1014Hz 的光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能约为0.5eVD. 若普朗克常量h =6.6×10－34Js ，由图像可知，该金属的逸出功约为3.6×10－19J【答案】 C【解析】当c U =0时可知该金属的截止频率为144.310Hz ν=⨯，A 错误；当用频率为5.5×1014Hz 的光照射该金属时，照射光的频率大于截止频率，故能发生光电效应现象，B 错误；从图中可知当用频率为5.5×1014Hz 的光照射该金属时，遏止电压为0.5V ，故此时的光电子的最大初动能为0.5eV ，C 正确；该金属的逸出功为3414190 6.610 4.310 2.810W h J ν==⨯⨯⨯=⨯－－，D 错误．4．美国物理学家康普顿在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是( ) A. 康普顿效应现象说明光具有波动性 B. 当光子与晶体中电子碰撞后，光子能量减少 C. 当光子与晶体中电子碰撞后，光子频率增加 D. 当光子与晶体中电子碰撞后，光子质量不变 【答案】 B5．用如图甲所示的装置研究光电效应现象，闭合电键S ，用频率为v 的光照射光电管时发生了光电效应。
第十八章复习与测试-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
一、单选题1．以下说法正确的是（）A. 密立根用摩擦起电的实验发现了电子；B. 密立根用摩擦起电的实验测定了元电荷的电荷量；C. 密立根用油滴实验发现了电子；D. 密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量。
【答案】 D【解析】密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量，密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量，故D正确．2．下列说法中正确的是( )A. 为了解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B. 在完成a粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C. 玛丽·居里首先发现了放射现象D. 在原子核人工转变的实验中，查德威克发现了质子【答案】 A考点：近代物理学史。
3．氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子。
若ν2>ν1，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将A. 吸收频率为ν2–ν1的光子B. 吸收频率为ν2+ν1的光子C. 释放频率为ν2–ν1的光子D. 释放频率为ν2+ν1的光子【答案】 C【解析】从能级A跃迁到能级B时,有E A-E B=hν1 ①，从能级B跃迁到能级C时,有E C-E B=hν2②，由①②两式可得E C-E A=h(ν2-ν1),因ν2>ν1,所以E C>E A,则从能级C跃迁到能级A时,放出光子,光子频率为ν2-ν1,故选项C正确。
【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子能量与能级差的关系，即E m-E n=hv．4．下列说法不正确的是（）A. 密立根通过对阴极射线研究发现了电子B. 卢瑟福通过a粒子散射实验的研究发现了原子的核式结构；C. 普朗克在研究黑体辐射问题提出了能量子假说；D. 玻尔的理论假设之一是原子能量的量子化；【答案】 A5．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法与历史事实不符的是（）A. 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B. 康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C. 居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（Po）和镭（Ra）两种新元素D. 爱因斯坦在光电效应的基础上，提出了光子说【答案】 B【解析】密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，A正确，不符合题意；康普顿效应表明光子不仅具有能量还具有动量，故B错误，符合题意；居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（Po）和镭（Ra）两种新元素，C正确，不符合题意；爱因斯坦在光电效应的基础上，提出了光子说，D正确，不符合题意6．如图为氢原子能级图示意图的一部分，则氢原子（）A. 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的电磁波的波长短B. 从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出的电磁波的速度大C. 从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外辐射出能量D. 处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的【答案】 C【解析】A、从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长长，故A错误．B、各能级跃迁发射的电磁波在真空中的速度相同，与频率无关．故B错误；C、由高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，向外辐射能量．故C正确．D、处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不同．故D错误．故选C．【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁时，辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，E m-E n=hv，并掌握光电效应发生的条件．7．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r1的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r2的圆轨道上，已知r1>r2，则在此过程中（）A. 原子要发出一系列频率的光子B. 原子要吸收一系列频率的光子C. 原子要发出某一频率的光子D. 原子要吸收某一频率的光子【答案】 C【点睛】解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，辐射光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，以及掌握能级差与光子频率的关系，E m-E n=hγ．8．如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( )A. 原子A可能辐射出2种频率的光子B. 原子B可能辐射出3种频率的光子C. 原子A可能吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E3D. 原子B不能够吸收原子A发出的光子发生电离【答案】 C【解析】原子A可能辐射出1种频率的光子，只能为2→1，故A错误；只有大量原子B可能辐射出233C 种频率的光子，B错误；原子吸收的能量应为从低能级跃迁到高能级的能量差，故C正确D错误．9．关于下列四幅图的说法正确的是：A. 甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点B. 乙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁C. 丙图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，则锌板原来带负电D. 丁图中1为α射线，它的电离作用很强可消除静电【答案】 D10．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是A. 若氢原子由能量为E n的定态向低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为hν＝E nB. 电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC. 一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的轨道，已知r a＞r b，则此过程原子要辐射某一频率的光子D. 氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁【答案】 C【解析】氢原子由能量为的定态向低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为，A错误；按照波尔理论电子在某一个轨道上运动的时候并不向外辐射能量，即其状态时稳定的，B错误；已知，电子从较高能级的轨道自发地跃迁到较低能级的轨道时，会辐射一定频率的光子，C正确；按照波尔理论，氢原子吸收光子后，将从低能级向高能级跃迁，D错误．11．下列有关物理史实的叙述中正确的是( )A. 奥斯特最早提出了电荷周围存在着由它产生的电场B. 密立根发现电子并通过油滴实验精确测定了其电荷量C. 法拉第发现电磁感应现象并得出法拉第电磁感应定律D. 库仑通过库仑扭秤实验得出了两点电荷之间的作用力与其间距的二次方成反比【答案】 D12．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为λ1，λ2，λ3的三种单色光光子，且λ1>λ2>λ3，则被氢原子吸收的光子的波长为( )A. 1λB. 123λλλ++ C. 2323λλλλ+D. 1212λλλλ+【答案】 D【解析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差．原子必须吸收其中最大频率或最小波长的光子才能释放这三种可能的光子．据cvλ=判断能量最高的光子波长为3λ，氢原子吸收光子的能量必须达到3chλ才有可能发射123λλλ、、三种色光，又据氢原子能级图可知123h h hννν+=即123c c ch h hλλλ+=解得12312λλλλλ=+，故D正确．13．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为υ1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为υ2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则（）A. 辐射光子能量为hυ2﹣hυ1B. 辐射光子能量为hυ1+hυ2C. 吸收光子能量为hυ2﹣hυ1D. 吸收光子能量为hυ1+hυ2【答案】 A【解析】氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，1m nE E hν=﹣，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光2k nE E hν=﹣，则从能级k跃迁到能级m有21)(k m k n m nE E E E E E h hνν=-=﹣（﹣﹣）﹣，因红光的能量小于紫光的能量，故能量降低辐射光子，故A正确，BCD错误。
2017年秋人教版高中物理选修3-5精选教案：17.4 概率波 Word版含答案
第四节概率波教学目标：（一）知识与技能1、了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题。
2、了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题。
3、了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性。
4、了解光是一种概率波。
（二）过程与方法1、领悟什么是概率波。
2、了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法。
3、通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用。
（三）情感态度与价值观培养学生对问题的分析和解决能力，初步建立光与实物粒子的波粒二象性以及用概率描述粒子运动的观念。
教学重点：对概率波的理解。
教学难点：对概率波的理解。
教学方法：讲述法、探究法、讨论法教学用具：光的衍射、干涉、康普顿散射实验课件、多媒体教学设备。
教学过程：（一）引入新课教师播放课件：康普顿散射实验讲述：康普顿效应是γ射线或X 射线打在物质上，与物质中原子的核外电子发生相互作用，作用后产生散射光子和反冲电子的效应。
学生活动：观看课件，同时思考讨论该实验反映了光的什么性，思考光是粒子还是波？结论：康普顿效应进一步证实了光的粒子性。
是验证光的波粒二象性的重要物理实验之一。
教师播放课件：光的衍射讲述：光在传播中遇到障碍物会“绕行”学生活动：回忆发生明显衍射现象的条件，分析讨论在平常不容易观察到明显衍射现象的原因，以及采用怎样的措施能够较为方便的观察到明显衍射现象？结论：光具有波动性讲述：在经典的物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。
那么对于光和电子、质子等粒子，这两种互不相容的属性能不能“集于一身”呢？（二）新课教学1、光的波粒二象性17世纪的微粒说和波动说是两种对立的学说，都受到传统观念的影响，因为传统观念认为在宏观现象中波动性和粒子性是对立的。
微观世界的某些属性与宏观世界不同，光子说没有否定波动性和光的电磁说，光子的能量与频率有关，频率是波的特征。
问题：在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象统一起来呢？2、光波是概率波（1）光强光的强度指单位时间内到达单位面积的光的能量。
人教版物理高二选修3-5 17.4概率波同步训练(I)卷
人教版物理高二选修3-5 17.4概率波同步训练（I）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分）下列说法正确的是（）A . 光波是概率波，物质波是机械波B . 微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C . 普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的D . 光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性2. （2分） (2017高二下·漳州期末) 用一束紫外线照射某金属时没有产生光电效应，下列措施中可能产生光电效应的是（）A . 换用强度更大的紫外线照射B . 换用红外线照射C . 延长紫外线照射时间D . 换用极限波长较大的金属3. （2分）关于物质波，下列说法正确的是（）A . 速度相等的电子和质子，电子的波长长B . 动能相等的电子和质子，电子的波长短C . 动量相等的电子和中子，中子的波长短D . 甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍4. （2分） (2017高二下·集宁期中) 一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后（加速电压为U），该粒子的德布罗意波长为（）A .B .C .D .5. （2分）(2016·房山模拟) 美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前所做的猜测．在爱因斯坦的描述中，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害．当有质量的两物体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪…这种“时空扰动”以波（涟漪）的形式向外传播，这就是“引力波”．其实只要有质量的物体加速运动就会产生引力波，不同方式产生的引力波的波长是不一样的．引力波是以光速传播的时空扰动，是横波．引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的．引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘．根据上述材料做下列推断，其中一定错误的是（）A . 引力波应该只能在真空中传播B . 引力波应该携带波源的信息C . 引力波应该有偏振现象D . 引力波应该不容易被探测到6. （2分）经150V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 . 所有的电子运动轨迹都相同B . 所有的电子到达屏上的位置坐标都相同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7. （2分）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8. （2分）下列五幅图的有关说法中正确的是（）① ②③ ④⑤A . 若两球质量相等，碰后的速度一定为vB . 射线甲是α粒子流，具有很强的穿透能力C . 在光的颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越小D . 链式反应属于重核的聚变E . 中央亮条的宽度代表粒子动量的不确定范围9. （2分）下列关于不确定关系说法正确的是（）A . 只对微观粒子适用B . 只对宏观粒子适用C . 对微观和宏观粒子都适用D . 对微观和宏观粒子都不适用10. （2分）下列说法中正确的是（）A . 不确定性关系△x△p≥ 可以理解为微观粒子的动量和位置不可同时确定B . 原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素C . 升高放射性物质的温度，会缩短其半衰期D . 卢瑟福的α粒子散射实验的结果证明了原子核是由质子和中子组成的11. （2分）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m=1.67×10﹣27 kg，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，可以估算出德布罗意波长λ=1.82×10﹣10m的热中子的动量的数量级可能是（）A . 10﹣17 kg•m/sB . 10﹣18 kg•m/sC . 10﹣20 kg•m/sD . 10﹣24 kg•m/s12. （2分）现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，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m=1.67×10﹣27 kg，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10﹣10 m的热中子动能的数量级为（）A . 10﹣17 JB . 10﹣19 JC . 10﹣21 JD . 10﹣24 J13. （2分）由不确定关系可以得出的结论是（）A . 如果动量的不确定范围越小，则与之对应的坐标的不确定范围就越大B . 如果坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C . 动量的不确定范围和与之对应的坐标的不确定范围不成反比关系D . 动量的不确定范围和与之对应的坐标的不确定范围有唯一确定的关系14. （2分）下列说法中正确的是（）A . 根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源B . 惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播C . 若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理可以确定波的传播方向D . 惠更斯原理不能解释波的直线传播，可以解释波的反射与折射等相关现象15. （2分）下列的若干叙述中，正确的是（）A . 普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论B . 康普顿效应表明光子具有能量，但没有动量C . 一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D . 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长二、填空题 (共6题；共12分)16. （5分）用数学方法对________进行分析可以知道，如果以Δx表示粒子的________不确定量，以Δp表示粒子________不确定量，则有________，这就是著名的________。
2016-2017学年高中物理 17.4 概率波试题(含解析)新人教版选修3-5
17.4 概率波一、经典的粒子和经典的波1．经典粒子：（1）含义：粒子有一定的___________，具有一定的________，有的还带有________。
（2）运动的基本特征：遵从________，任意时刻有确定的位置和________，在时空中有确定的________。
2．经典的波：（1）含义：在空间是________的。
（2）特征：具有________和________，即具有时空的________。
二、概率波1．光波是一种概率波：光的波动性不是光子之间的________的结果，光子本身的波动性是它________的性质。
光子在空间出现的概率可以通过________的规律来确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种________。
2．物质波也是概率波：对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是________的，但是在某点附近出现的________可以由波动的规律确定。
对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是_______。
空间大小质量电荷牛顿运动定律速度轨道弥散开来频率波长周期性相互作用固有波动概率波不确定概率的大小概率波一、对概率波的进一步理解1．单个粒子运动的偶然性：我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能确定落在什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的。
2．大量粒子运动的必然性：由波动规律，我们可以准确地知道大量粒子运动的统计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言。
3．概率波体现了波粒二象性的和谐统一：概率波的主体是光子和实物粒子，体现了粒子性的一面；同时粒子在某一位置出现的概率受波动规律的支配，体现了波动性的一面。
所以说，概率波将波动性和粒子性统一在一起。
4．物质波也是概率波对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。
也就是说，单个粒子位置是不确定的，具有偶然性；大量粒子运动具有必然性，遵循统计规律。
概率波将波动性和粒子性统一在一起。
高二物理选修35第十七章：17.4概率波
§17.4概率波【授课目的】（一）知识与技术1．认识微粒说的基本见解及对光学现象的讲解和所遇到的问题．2．认识颠簸说的基本见解及对光学现象的讲解和所遇到的问题．3．认识事物的连续性与分立性是相对的，认识光既有颠簸性，又有粒子性．4．认识光是一种概率波．（二）过程与方法1．领悟什么是概率波2．认识物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法3．经过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用（三）感情、态度与价值观理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．依照事实建立学说，发展学说，或是决定学说的弃取，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过解析和研究，逐渐认识光的本性的．【重点难点】1、重点：人类对光的本性的认识的发展过程．2、难点：对量子化、波粒二象性、概率波等见解的理解【授课内容】一、经典的粒子和经典的波在经典物理学的见解中，，人们形成了一种见解，物质要么拥有粒子性，要么拥有颠簸性，非此即彼。
任意时辰的确定地址和速度以及空中的确定轨道，是经典物理学粒子运动的基本特点。
与经典的粒子不一样，经典的波在空间中是弥散开来的，其特点是拥有频率和波长，也就是拥有时空的周期性。
不问可知，在经典物理学中，波和粒子是两种不一样的研究对象，拥有特别不一样的表现。
那么，为什么光和微观粒子既表现有颠簸性又表现有粒子性的双重属性呢？学生随从老师的表达对于原来所学的相关知识进行自主的回顾和归纳整理。
谈论：对于已经学习过的知识能够穿插在平常的授课过程中常常进行复习反思和类比迁移，多次屡次必然能够帮助学生更好的掌握和利用知识。
[ 问题 ]：在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象一致同来呢？学生思虑、谈论后给出一些答复，就各种答案加以解析提炼总结。
谈论：给学生必然的自主学习的时间和空间收效比被动的接受知识要好，能够更加有效的培养他们的学习主动性和能动性。
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一、单选题1．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A. 能量较大的光子其波动性越显著。
B. 光波频率越高，粒子性越明显。
C. 波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。
D. 个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性。
【答案】 A点睛：本题考查了光的波粒二象性，有时波动性明显，有时粒子性明显．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．2．下列说法正确的是（）A. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B. 波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小D. 德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想【答案】AD【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确；玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为这束光的频率太小，故C错误；德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想，D正确。
考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度；光电效应【名师点睛】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率。
3．在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是()A. 弱光衍射实验B. 电子束在晶体上的衍射实验C. 弱光干涉实验D. 以上都不正确【答案】 B【解析】1927年，克林顿•戴维在贝尔实验室将电子射向镍结晶，发现其衍射图谱和布拉格定律（这原是用于X 射线的）预测的一样．从而证实了德布罗意波的存在；故选B．【点睛】本题考查德布罗意波的发现过程，在德布罗意假说被接受之前，科学界认为衍射是只会在波发现的性质．4．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现粒子性的是（）A. 电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B. 光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关C. 人们利慢中子衍射来研究晶体的结构D. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构【答案】 B【解析】电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样，体现波动性，A错误；光电效应和康普顿效应表面光的粒子性，所以B正确；中子衍射来研究晶体的结构、电子显微镜观测物质的微观结构都是利用粒子的波动性，所以CD错误。
5．下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A. 有的光是波，有的光是粒子B. 光子与电子是同样的一种粒子C. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D. 大量光子的行为往往显示出粒子性【答案】 C考点：光的本性。
【名师点睛】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著。
6．人类对光的本性的认识以历了曲折的过程。
下列关于光的本性的陈述不符合科学规律或历史事实的是( )A. 牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的。
B. 光的双缝干涉实验显示了光具有波动性。
C. 麦克斯韦预言了光是一种电磁波。
D. 光具有波粒二象性。
【答案】 A【解析】牛顿的“微粒说”认为光子是一个个实物粒子，爱因斯坦的“光子说”认为光子是一份份能量，两者有本质上的区别，所以A项正确；干涉现象和衍射现象都能显示光的波动性，所以B项错误；麦克斯韦预言了光是一种电磁波，赫兹用实验证实了预言，所以C项错误；现代物理认为光具有波粒二象性，所以D项错误。
考点：本题考查了光的本性视频7．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们必须具有相同的. （）A. 速度B. 动量C. 动能D. 总能量【答案】 B【解析】根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等，则动量P也相等，故B正确，ACD错误．故答案为B．8．关于光的波粒二象性的理解正确的是A. 大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B. 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C. 光在传播时粒子性显著，而与物质相互作用时波动性显著D. 高频光是粒子，低频光是波【答案】 A【名师点睛】光的波粒二象性是指光既具有波动性，又有粒子性；少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性；光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著。
9．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【答案】 B【解析】A、德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；B、物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B正确；C、概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；D、根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D错误。
点睛：此题要理解物质波的概念，知道一切运动的物体才有物质波，电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来。
10．下列关于光的本性的说法中正确的是A. 关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性B. 光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性D. 频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著【答案】 C点睛：光既有波动性，又有粒子性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性；波长长的光，波动性越强．频率越高，粒子性特征显著。
11．以下说法中正确的是()A. 光波是概率波，物质波不是概率波B. 实物粒子不具有波动性C. 实物粒子也具有波动性，只是不明显D. 光的波动性是光子之间相互作用引起的【答案】 C【解析】光波和物质波都是概率波，选项A错误；实物粒子也具有波动性，只是不明显，选项B错误，C正确；光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的，选项D错误；故选C.点睛：宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的更容易体现波动性，波长短可以体现粒子性．二、多项选择题12．下列关于物质波的认识，正确的是()A. 电子的衍射证实了物质波的假设是正确的B. 物质波也是一种概率波C. 任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波D. 物质波就是光波【答案】AB【解析】物质波，又称德布罗意波，是概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率，其中概率的大小受波动规律的支配，一切运动的物体才有物质波．电子是实物粒子，衍射是波特有的，所以电子束的衍射图样证实了德布罗意物质波的假设是正确的，故A正确；物质波，又称德布罗意波，是概率波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率，其中概率的大小受波动规律的支配，故B正确；任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波所以要物体运动时才有物质波，故C错误；物质波是与实物粒子对应；光波是电磁波，不是物质波，故D错误．13．关于物质波，下列认识中错误的是()A. 任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B. X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C. 电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D. 宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象【答案】ABD点睛:本题要知道物质波的概念，物质波，是由德布罗意提出的，故又称德布罗意波，是一种概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率，其中概率的大小受波动规律的支配．14．电子的运动受波动性支配，对氢原子的核外电子，下列说法正确的是()A. 电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B. 电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C. 电子绕核运动时电子边运动边振动D. 电子在核外的位置是不确定的【答案】ABD【解析】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，微观粒子的波动性是一种概率波，对应微观粒子的运动，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，ABD正确．15．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子A. 一定落在中央亮纹处B. 一定落在亮纹处C. 可能落在亮纹处D. 可能落在暗纹处【答案】CD【解析】根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，故落在中央亮纹处概率最大。
也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故CD正确。
故选：CD。
16．下列关于波粒二象性的说法正确的是( )A. 光电效应揭示了光的波动性，光的衍射和干涉揭示了光的粒子性B. 随着电磁波频率的增大其波动性越不显著，粒子性越显著C. 大量光子的行为显示波动性，个别光子的行为显示粒子性D. 不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性【答案】BCD17．关于光的波粒二象性的叙述中正确的是（）A. 光有波动性，又有粒子性，这是相互矛盾、不统一的B. 频率较低的光子往往显示波动性，频率较高的光子往往显示粒子性C. 大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性D. 任何光现象都能明显地显示波动性与粒子性【答案】BC【解析】波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著．故A错误；大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性；高频光波长短光的粒子性显著，低频光波长长光的波动性显著．故BC正确；光的波长越长，越容易衍射，其波动性越明显；波长越短，越不容易衍射，其粒子性越显著，故D错误；故选BC．点睛：在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性．18．下列说法中正确的有A. 低频光子的粒子性更显著，高频光子的波动性更显著B. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波C. 动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等D. 光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的【答案】BC三、非选择题19．有一种实验装置可以逐个地释放可见光子。