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课时训练10 概率波 不确定性关系
一、综合题
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:CD
解析:声波是机械波,A错。电磁波是一种能量波,B错。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,故C、D正确。
2.下列说法中正确的是( )
A.光的波粒二象性学说,就是牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的
B.光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说
C.光子说并没有否定光的电磁说,在光子能量ε=hν中,频率ν表示波的特征,ε表示粒子的特征
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
答案:CD
解析:牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的,惠更斯的波动说认为光是机械波,都是从宏观现象中形成的观念,都不正确。
3.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
答案:BD
解析:建立物理模型的目的就是能解释物理现象,与实验结果符合,而不是符合人的日常经验,选项B、D正确。
4.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
答案:A
解析:按波的概率分布的特点去判断,由于大部分光子都落在b点,故b处一定是亮纹,选项A正确。
5.在单缝实验中,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通过单缝,那么该光子( )
A.一定落在中央亮纹上
B.一定落在亮纹处
C.可能落在暗纹处
D.落在中央亮纹处的可能性最大
答案:CD
解析:根据光的概率波的概念,对于一个光子通过单缝落在何处,是不可确定的,但概率最大的是落在中央亮纹处,可达到95%以上,当然也可能落在其他亮纹处和暗纹处,只不过概率比落在中央亮纹处的要小,故C、D正确。
6.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面的屏上,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
答案:D
解析:电子被加速后其德布罗意波波长与铝箔中金属晶格的线度相近,所以通过铝箔后发生衍射,因此D项正确。
7.质量为m=6.64×10-27kg的α粒子通过宽度为a=0.1mm的狭缝后,其速度的不确定量约为多少?若其速度v=3×107m/s,它能否看成经典粒子?
答案:8×10-5 能
解析:α粒子位置不确定量Δx=a,由不确定性关系ΔxΔp≥及Δp=mΔv,得Δv≥m/s≈8×10-5m/s,因=2.67×10-12≪1,故能看成经典粒子处理。
8.电视显像管中的电子的加速电压为10kV,电子枪的枪口直径设为0.01cm,试求电子射出电子枪后的横向速度的不确定量。
答案:0.58m/s
解析:电子的横向位置不确定量Δx=0.01cm,由不确定关系式得Δvx≥m/s=0.58m/s
电子经10kV的电压加速后的速度约为v=107m/s,因此v≫Δvx,也就是电子的运动相对来看仍是相当确定的。运动的电子仍可看成经典粒子。
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