(精品)高中物理第十七章波粒二象性课时作业八含解析新人教版选修3_5

课时作业(八)
[全员参与·基础练]
1．(多选)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
【解析】声波是机械波，A错误；无线电波是一种能量波，B错误；由概率波的概念和光波、物质波的特点分析可以得知，光波和物质波均为概率波．
【答案】CD
2．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
D．在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上
【解析】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，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置．
【答案】 B
图17­4­1
3．如图17­4­1所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光．那么在荧光屏上将看到( ) A．只有两条亮纹
B．有多条明暗相间的条纹
C．没有亮纹
D．只有一条亮纹
【解析】由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B正确．
【答案】 B
4．下列说法正确的是( )
A．惠更斯提出的光的波动说与麦克斯韦的光的电磁说都是说光是一种波，其本质是相同的
B．牛顿提出的光的微粒说与爱因斯坦的光子说都是说光是一份一份不连续的，其实质是相同的
C．惠更斯的波动说与牛顿的微粒说也是说光具有波粒二象性
D．爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的光的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性【解析】惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不同，前者仍将光看做机械波，认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的，而后者说光波只是电磁波而不是机械波，可以不借助于任何介质而传播，A选项错误．
牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的，前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的，而爱因斯坦提出的光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子，它只强调光的不连续性．光是由一份一份组成的，B选项错误．
惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体为模型提出的，是对立的、不统一的，C选项错误．
据光的波粒二象性知，D选项正确．
【答案】 D
5．(多选)以下说法中正确的是( )
A．光波和物质波都是概率波
B．实物粒子不具有波动性
C．光的波动性是光子之间相互作用引起的
D．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定
【解析】光波和物质波都是概率波，可通过波动规律来确定，故A、D正确，B错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，C错误．
【答案】AD
6．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
【解析】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、不确定关系可知，选项C错误，故选D.
【答案】 D
7．(多选)在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知( )
A．缝越窄，粒子位置的不确定性越大
B．缝越宽，粒子位置的不确定性越大
C．缝越窄，粒子动量的不确定性越大
D．缝越宽，粒子动量的不确定性越大
【解析】由不确定性关系ΔxΔp≥h
4π
知缝宽时，位置不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项B、C正确．
【答案】BC
8．1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图17­4­2所示，图中“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．
图17­4­2
【解析】由于光是概率波，因此光子在亮纹处出现的概率大，而在暗纹处出现的概率
小．
【答案】 概率 概率
[超越自我·提升练]
9．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Δx Δp ≥h 4π
判断下列说法正确的是( ) A ．入射的粒子有确定的动量，射到屏上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 ．可以同时确定粒子的位置和动量
【解析】 由Δx Δp ≥h
4π
，狭缝变小了，即Δx 减小了，Δp 变大，即动量的不确定性变大，故C 正确，A 、B 、D 错误．
【答案】 C
图17­4­3
10．如图17­4­3所示，用单色光做双缝干涉实验．P 处为亮条纹，Q 处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子( )
A ．一定到达P 处
B ．一定到达Q 处
C ．可能到达Q 处
D ．都不正确
【解析】 单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P 处的概率大，落在Q 处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P 处，也可能落在Q 处，C 选项正确．
【答案】 C
11．一辆摩托车以20 m/s 的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg ，求车撞墙时的不确定范围．
【解析】 根据不确定关系Δx Δp ≥h 4π
得： Δx ≥h 4πΔp ＝ 6.63×10－344×3.14×100×20
m ≈2.64×10－38m. 【答案】 Δx ≥2.64×10－38m
12．氦氖激光器所发红光波长为λ＝6.238×10－7 m ，谱线宽度Δλ＝10－18 m ，求当这
种光子沿x 方向传播时，它的x 坐标的不确定量多大？
【解析】 红光光子动量的不确定量为Δp ＝h Δλ
根据Δx Δp ≥h
4π得位置的不确定量为：
Δx ≥h 4πΔp ＝Δλ4π＝10－184×3.14
m ≈7.96×10－20 m. 【答案】 大于或等于7.96×10
－20 m。