2024高二物理寒假作业同步练习题不确定性关系含解析

不确定性关系1．(多选)下列说法中正确的是()A．宏观物体的动量和位置可以精确测定B．微观粒子的动量和位置可以精确测定C．微观粒子的动量和位置不行以同时精确测定D．宏观粒子的动量和位置不行以同时精确测定【答案】AC【解析】宏观物体(或粒子)运动时，其德布罗意波波长很小，即其波动性很难视察到，故可以同时确定其动量和位置，所以A正确．微观粒子运动时，其德布罗意波波长较大，其波动性较明显，即若能精确测定其位置，则其衍射范围增大，动量的测定就更不精确了，故微观粒子的动量和位置不行以同时精确测定，所以C正确．2.(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)有以下几种理解，其中正确的是()A．微观粒子的动量不行能确定B．微观粒子的坐标不行能确定C．微观粒子的动量和坐标不行能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子【答案】CD【解析】不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)表示确定位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时精确确定粒子的动量和坐标，不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．3．(多选)依据不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，推断下列说法正确的是()A．实行方法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．实行方法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关【答案】AD【解析】不确定性关系表明无论采纳什么方法试图确定Δx和Δp中的一个，必定引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不行能逾越不确定性关系所给出的不确定限度．故A、D正确．4．(多选)从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中心亮条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)推断，则下列说法正确的是()A．入射的粒子有确定的动量，射到屏上的粒子就有精确的位置B．狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C．更窄的狭缝可以更精确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D．微观粒子的动量和位置不行能同时确定【答案】CD【解析】不确定性原理表明，粒子的位置与动量不行同时被确定，故A错误，D正确；位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，Δx、Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关，故B错误；更窄的狭缝可以更精确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了，故C正确．5．在单缝衍射试验中，从微观粒子运动的不确定关系可知()A．不行能精确地知道单个粒子的运动状况B．缝越窄，粒子位置的不确定性越大C．缝越宽，粒子位置的不确定性越大D．缝越窄，粒子动量的不确定性越大E．缝越宽，粒子动量的不确定性越大【答案】ACD【解析】由不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(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A、C、D正确．6．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以说明，下列叙述正确的是()A．单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越大的原因B．单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小的原因C．单缝越窄，中心亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越小的原因D．单缝越窄，中心亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大的原因【答案】BD【解析】由粒子位置不确定量Δx与粒子动量不确定量Δp的不确定性关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)可知，单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小，所以光沿直线传播，选项B正确；单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp越大，所以中心亮纹越宽，选项D正确．7．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，已知电子质量me＝9.0×10－31kg，则()A．全部电子的运动轨迹均相同B．全部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】电子束穿过铝箔时发生衍射，受波动规律支配，不行能同时精确地知道电子的位置和动量，不行能用“轨迹”来描述电子的运动，所以A、B、C均错误，D正确．8．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中心亮条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)可知更窄的狭缝可以更精确地测得粒子的________，但粒子________的不确定性却更大了【答案】位置动量【解析】由ΔxΔp≥eq\f(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．9、已知eq\f(h,4π)＝5.3×10－35J·s，试求下列状况中速度测定的不确定量．(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me＝9.0×10－31kg，测定其位置的不确定量为10－10m(即在原子的数量级)．【答案】(1)5.3×10－29m/s(2)5.89×105m/s【解析】(1)m＝1.0kg，Δx1＝10－6m，由ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，Δp＝mΔv知Δv1≥eq\f(h,4πΔx1m)＝eq\f(5.3×10－35,10－6×1.0)m/s＝5.3×10－29m/s.(2)me＝9.0×10－31kg，Δx2＝10－10mΔv2≥eq\f(h,4πΔx2me)＝eq\f(5.3×10－35,10－10×9.0×10－31)m/s＝5.89×105m/s.10．一辆摩托车以20m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100kg，求车撞墙时的不确定范围．【答案】Δx≥2.64×10－38m【解析】依据不确定关系ΔxΔp≥eq\f(h,4π)得：Δx≥eq\f(h,4πΔp)＝eq\f(6.63×10－34,4×3.14×100×20)m≈2.64×10－38m.11．氦氖激光器所发红光波长为λ＝6.238×10－7m，谱线宽度Δλ＝10－18m，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？【答案