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物理第五节 不确定性关系课堂检测
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这是一份物理第五节 不确定性关系课堂检测，共6页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．下列有关说法不正确的是（ ）
A．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
B．根据玻尔原子理论原子辐射或吸收光子的能量都要满足频率条件
C．根据不确定性关系，微观粒子的动量或位置不能确定
D．比结合能越小，原子核中核子结合得越不牢固，原子核越不稳定
2．下列说法中正确的是（ ）
A．黑体辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动。普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说
B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
C．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
D．光波是一种概率波。光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质
3．关于量子化和物质的波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在研究黑体辐射时，为了解释黑体辐射的实验规律，提出了能量量子化
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．只有光子具有波粒二象性，运动的微粒不具有波粒二象性
D．光电效应和康普顿效应均揭示了光子具有动量
4．关于物质波下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．物质波和光波都不是概率波
C．粒子的动量越小，其波动性越易观察
D．粒子的动量越大，其波动性越易观察
5．下列关于近代物理学的结论中，正确的是（ ）
A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
B．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方
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．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的
6．大量偶然事件的整体表现所显示的规律性，叫做统计规律。图所示的容器中，上部规则地布有许多铁钉，下部用隔板分割成许多等宽的狭槽，大量的小球可通过其上方漏斗形入口落下，装之前有玻璃板段盖，使小球最终落在槽内。让大量小球从上方漏斗形入口落下，以阴影表示最终落在槽内左右小球的分布形状，应是（ ）
A．B．
C．D．
7．1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图所示是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是( )
A．亮条纹是电子到达概率大的地方
B．该实验说明物质波理论是正确的
C．该实验再次说明光子具有波动性
D．该实验说明实物粒子具有波动性
8．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）所示的图像，则（ ）
A．图像（a）表明光具有波动性
B．图像（c）表明光具有粒子性
C．用紫外线观察不到类似的图像
D．实验表明光是一种概率波
9．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处最可能是（ ）
A．亮纹B．暗纹
C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D．以上各种情况均有可能
10．下列说法正确的是（ ）
A．光子与光电子是同一种粒子
B．光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒
C．光具有粒子性又具有波动性，这种波是概率波，不是电磁波
D．宏观物体也有波动性，这种波就是机械波
11．由不确定性关系可以得出的结论是（ ）
A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大
B．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大
C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数
D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系
12．以下关于物质波的说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子都具有波粒二象性，故实物粒子与光子是本质相同的物体
B．一切运动着的物体都与一个对应的波相联系
C．机械波、物质波都不是概率波
D．实物粒子的动量越大，其波动性越明显，越容易观察
13．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，位置和动量不能同时精确测定，
B．微观粒子本身也蕴含波动性，波动波长
C．频率越高的电磁波波动性越强，单个光量子的能量越大
D．光的双缝干涉的亮条纹就是按照波动理论计算的加强区，是光子到达概率大的地方，这是光子间的相互作用的结果
14．下列说法中不正确的是（ ）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性
C．康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量
D．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波
15．下列关于物理学史说法正确的是（ ）
A．玻尔指出光波是一种概率波B．玛丽·居里发现了光电效应
C．普朗克最早把能量子引入物理学D．卢瑟福提出阴极射线就是电子流
二、填空题（共4题）
16．小球从这个装置往下掉，能否确定进入哪一格，放很多小球，则_____（填“中间多”还是“两边多”）。
17．光的干涉、衍射现象表明光具有波动性；_________现象表明光具有粒子性。光的波粒二象性应理解为光子在空间各点出现的可能性的大小（即概率），可以用________来描述。
18．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大( )
19．一辆摩托车以20m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100kg，则车撞墙时的不确定量为__________m。
三、综合题（共4题）
20．已知，试求下列情况中速度的不确定量.
（1）一个球的质量m=1.0kg，测定其位置的不确定量为10-6m；
（2）电子的质量，测定其位置的不确定量为10-10m（即在原子的数量级）.
21．北京时间2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。
(1)已知M87星系黑洞的质量为M1.051040kg，万有引力常量为G 61011，取距黑洞无穷远处为零势能面，引力势能表达式为。
a．某探测器质量为m，以速度v于距离黑洞中心为R处发射，此时恰能脱离黑洞引力场，求R的表达式；
b．施瓦西半径（即视界半径）指光子在某天体引力作用下的逃逸半径，黑洞的施瓦西半径往往大于其内部天体的半径。已知光速为c3108m/s，请根据R的表达式直接写出M87星系黑洞的施瓦西半径Rs的表达式，并计算出Rs的值。
(2)根据海森堡不确定原理，真空中的任意位置均有概率发生一对正粒子与反粒子的创生，这对粒子被称为虚粒子对，虚粒子对会在极短时间内相撞湮灭而“归还”能量，宏观上该区域没有能量变化。假设在黑洞视界表面的虚粒子对均为正反光子，若光子能量为E，当E>E0时，反光子会落入视界，而光子会逃逸，产生霍金辐射。已知黑洞视界半径为Rs，在黑洞视界表面单位面积单位时间上发生光子创生的次数为n，发生创生的光子的频率为从ν1到ν2的任意频率，且每种频率的光子发生创生的几率均等。已知普朗克常量h，hν1a．请定性地画出光子的能量E随频率ν变化的图像；
b．求M87星系黑洞的霍金辐射功率P的表达式（用题中给出的物理量E0、n、h、ν1、ν2、Rs表示）。
22．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？（普朗克常量）
23．设一电子和一质量为10g的子弹的速率均为500m/s，其动量的不确定范围为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？（电子质量）
参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．C
5．B
6．D
7．C
8．D
9．A
10．B
11．C
12．B
13．B
14．C
15．C
16．中间多
17． 光电效应（或康普顿效应） 波动规律（或波动理论）
18．正确
19．2.64×10－38
20．（1）5.3×10－29m/s （2）5.89×105m/s
21．(1)a．，b．；(2)a． ，
22．
23．；
1．下列有关说法不正确的是（ ）
A．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
B．根据玻尔原子理论原子辐射或吸收光子的能量都要满足频率条件
C．根据不确定性关系，微观粒子的动量或位置不能确定
D．比结合能越小，原子核中核子结合得越不牢固，原子核越不稳定
2．下列说法中正确的是（ ）
A．黑体辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动。普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说
B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
C．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
D．光波是一种概率波。光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质
3．关于量子化和物质的波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在研究黑体辐射时，为了解释黑体辐射的实验规律，提出了能量量子化
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．只有光子具有波粒二象性，运动的微粒不具有波粒二象性
D．光电效应和康普顿效应均揭示了光子具有动量
4．关于物质波下列说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
B．物质波和光波都不是概率波
C．粒子的动量越小，其波动性越易观察
D．粒子的动量越大，其波动性越易观察
5．下列关于近代物理学的结论中，正确的是（ ）
A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
B．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方
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．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的
6．大量偶然事件的整体表现所显示的规律性，叫做统计规律。图所示的容器中，上部规则地布有许多铁钉，下部用隔板分割成许多等宽的狭槽，大量的小球可通过其上方漏斗形入口落下，装之前有玻璃板段盖，使小球最终落在槽内。让大量小球从上方漏斗形入口落下，以阴影表示最终落在槽内左右小球的分布形状，应是（ ）
A．B．
C．D．
7．1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图所示是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是( )
A．亮条纹是电子到达概率大的地方
B．该实验说明物质波理论是正确的
C．该实验再次说明光子具有波动性
D．该实验说明实物粒子具有波动性
8．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）所示的图像，则（ ）
A．图像（a）表明光具有波动性
B．图像（c）表明光具有粒子性
C．用紫外线观察不到类似的图像
D．实验表明光是一种概率波
9．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处最可能是（ ）
A．亮纹B．暗纹
C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D．以上各种情况均有可能
10．下列说法正确的是（ ）
A．光子与光电子是同一种粒子
B．光子与物质微粒发生相互作用时，不仅遵循能量守恒，还遵循动量守恒
C．光具有粒子性又具有波动性，这种波是概率波，不是电磁波
D．宏观物体也有波动性，这种波就是机械波
11．由不确定性关系可以得出的结论是（ ）
A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大
B．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大
C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数
D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系
12．以下关于物质波的说法中正确的是（ ）
A．实物粒子与光子都具有波粒二象性，故实物粒子与光子是本质相同的物体
B．一切运动着的物体都与一个对应的波相联系
C．机械波、物质波都不是概率波
D．实物粒子的动量越大，其波动性越明显，越容易观察
13．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，位置和动量不能同时精确测定，
B．微观粒子本身也蕴含波动性，波动波长
C．频率越高的电磁波波动性越强，单个光量子的能量越大
D．光的双缝干涉的亮条纹就是按照波动理论计算的加强区，是光子到达概率大的地方，这是光子间的相互作用的结果
14．下列说法中不正确的是（ ）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性
C．康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量
D．光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波
15．下列关于物理学史说法正确的是（ ）
A．玻尔指出光波是一种概率波B．玛丽·居里发现了光电效应
C．普朗克最早把能量子引入物理学D．卢瑟福提出阴极射线就是电子流
二、填空题（共4题）
16．小球从这个装置往下掉，能否确定进入哪一格，放很多小球，则_____（填“中间多”还是“两边多”）。
17．光的干涉、衍射现象表明光具有波动性；_________现象表明光具有粒子性。光的波粒二象性应理解为光子在空间各点出现的可能性的大小（即概率），可以用________来描述。
18．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大( )
19．一辆摩托车以20m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100kg，则车撞墙时的不确定量为__________m。
三、综合题（共4题）
20．已知，试求下列情况中速度的不确定量.
（1）一个球的质量m=1.0kg，测定其位置的不确定量为10-6m；
（2）电子的质量，测定其位置的不确定量为10-10m（即在原子的数量级）.
21．北京时间2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。
(1)已知M87星系黑洞的质量为M1.051040kg，万有引力常量为G 61011，取距黑洞无穷远处为零势能面，引力势能表达式为。
a．某探测器质量为m，以速度v于距离黑洞中心为R处发射，此时恰能脱离黑洞引力场，求R的表达式；
b．施瓦西半径（即视界半径）指光子在某天体引力作用下的逃逸半径，黑洞的施瓦西半径往往大于其内部天体的半径。已知光速为c3108m/s，请根据R的表达式直接写出M87星系黑洞的施瓦西半径Rs的表达式，并计算出Rs的值。
(2)根据海森堡不确定原理，真空中的任意位置均有概率发生一对正粒子与反粒子的创生，这对粒子被称为虚粒子对，虚粒子对会在极短时间内相撞湮灭而“归还”能量，宏观上该区域没有能量变化。假设在黑洞视界表面的虚粒子对均为正反光子，若光子能量为E，当E>E0时，反光子会落入视界，而光子会逃逸，产生霍金辐射。已知黑洞视界半径为Rs，在黑洞视界表面单位面积单位时间上发生光子创生的次数为n，发生创生的光子的频率为从ν1到ν2的任意频率，且每种频率的光子发生创生的几率均等。已知普朗克常量h，hν1
b．求M87星系黑洞的霍金辐射功率P的表达式（用题中给出的物理量E0、n、h、ν1、ν2、Rs表示）。
22．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？（普朗克常量）
23．设一电子和一质量为10g的子弹的速率均为500m/s，其动量的不确定范围为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？（电子质量）
参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．C
5．B
6．D
7．C
8．D
9．A
10．B
11．C
12．B
13．B
14．C
15．C
16．中间多
17． 光电效应（或康普顿效应） 波动规律（或波动理论）
18．正确
19．2.64×10－38
20．（1）5.3×10－29m/s （2）5.89×105m/s
21．(1)a．，b．；(2)a． ，
22．
23．；
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