2023年高考物理總復(fù)習(xí)《不確定性關(guān)系》練習(xí)卷及答案解析

2023年高考物理總復(fù)習(xí)《不確定性關(guān)系》練習(xí)卷

一.選擇題（共1小題）

1.目前普遍認(rèn)為，原子核中的質(zhì)子和中子都是由被稱為U夸克和d夸克的兩類夸克組成的,

u夸克帶電荷量為+2e，d夸克帶電荷量為二中e為元電荷。下列論斷中可能正確的

33

是（）

A.質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成

B.質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成

C.質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成

D.質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成

二.多選題（共3小題）

2.根據(jù)不確定性關(guān)系△xZ\p》_L,判斷下列說(shuō)法正確的是（）

4兀

A.采取辦法提高測(cè)量Ax精度時(shí);Z\p的精度下降

B.采取辦法提高測(cè)量精度時(shí)，Ap的精度上升

C.Ax與測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備有關(guān)

D.Ax與Ap測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)關(guān)

3.對(duì)不確定性關(guān)系△xap》一\有以下幾種理解，其中正確的是（）

A.微觀粒子的動(dòng)量不可確定

B.微觀粒子的位置不可確定

C.微觀粒子的動(dòng)量和位置不可同時(shí)確定

D.不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體

4.根據(jù)不確定關(guān)系△x^Pxe_L,判斷下列說(shuō)法正確的是（）

4兀

A.微觀粒子的動(dòng)量不可確定

B.Ax與4Px測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備有關(guān)

C.微觀粒子的動(dòng)量和位置不能同時(shí)確定

D.不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于其他宏觀粒子

三.填空題（共2小題）

5.電子的質(zhì)量me=9.1X10Tikg,測(cè)量其速度的不確定量為2X10-6m/s,則其位置的不確

定量是tn.（2=5.3X1（）-35J.S）

4兀

6.在微觀物理學(xué)中，不確定關(guān)系告訴我們，如果要準(zhǔn)確地確定粒子的位置（即更?。?，

則的測(cè)量一定會(huì)更不準(zhǔn)確（即Ap更大），也就是說(shuō)，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量粒子

的和。

四.計(jì)算題（共2小題）

7.原子核的半徑為10L5m,估計(jì)核內(nèi)質(zhì)子的動(dòng)量不確定范圍.如果電子被限制在核內(nèi)，其

動(dòng)量不確定范圍又是多少？

8.一個(gè)光子沿x軸運(yùn)動(dòng)，波長(zhǎng)為500nm,其不準(zhǔn)確度只有△入=5X108nm,求該光子x方

向坐標(biāo)的不確定量.

五.解答題（共2小題）

9.已知L=5.3X1（）35J.S,試求下列情況中速度測(cè)定的不確定量，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，討

4兀

論它們的運(yùn)動(dòng)是否遵從經(jīng)典物理學(xué)理論.

（1）一個(gè)球的質(zhì)量m=1.0kg,測(cè)定其位置的不確定量為106m；

（2）電子的質(zhì)量me=9.1Xl（/3ikg,測(cè)定其位置的不確定量為10i（）m.

10.氫雋;激光器所發(fā)紅光波長(zhǎng)為人=6238慶，譜線寬度△入=10-81,求當(dāng)這種光子沿x方

向傳播時(shí)，它的x坐標(biāo)的不確定量為多大？

2023年高考物理總復(fù)習(xí)《不確定性關(guān)系》練習(xí)卷

參考答案與試題解析

選擇題（共1小題）

1.目前普遍認(rèn)為，原子核中的質(zhì)子和中子都是由被稱為U夸克和d夸克的兩類夸克組成的,

u夸克帶電荷量為+20，d夸克帶電荷量為」e，e為元電荷。下列論斷中可能正確的

33

是（）

A.質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成,中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成

B.質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成,中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成

C.質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成,中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成

D.質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成,中子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成

【分析】根據(jù)u夸克帶電量為2°,d夸克帶電量為」e，質(zhì)子帶正電、中子不帶電來(lái)判

33

斷u夸克、d夸克的個(gè)數(shù)。

【解答】解：由質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷，中子不帶電，

設(shè)質(zhì)子中u夸克、d夸克個(gè)數(shù)分別是x、y,x、y取正整數(shù),

則xxAe+yX（_Ae）=1,

33

解得x=2、y=l；

設(shè)中子中u夸克d夸克個(gè)數(shù)分別是m、n,m、n取正整數(shù)。

mX（20）+nX（__LP）=0,

3e3e

解得m=1、n=2,

故選：B,

【點(diǎn)評(píng)】該題屬于高科技題，但落點(diǎn)低。明確質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷，中子不帶電是解

本題的關(guān)鍵。

二.多選題（共3小題）

2.根據(jù)不確定性關(guān)系△x^p》A，判斷下列說(shuō)法正確的是（）

A.采取辦法提高測(cè)量精度時(shí)，Ap的精度下降

B.采取辦法提高測(cè)量精度時(shí)，的精度上升

C.Ax與Ap測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備有關(guān)

D.Ax與Ap測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)關(guān)

【分析】不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，位置的不確定性與動(dòng)

量的不確定性遵守不等式：△x?^p）A.

【解答】解：A、不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，位置的不確定

性與動(dòng)量的不確定性遵守不等式：提，由公式可知，采取辦法提高測(cè)量△

x精度時(shí)，Ap的精度下降。故A正確，B錯(cuò)誤；

C、由公式Ax?△p＞★?可得，與Ap測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)

關(guān)。不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體，故ABC錯(cuò)誤、

D正確。

故選：ADo

【點(diǎn)評(píng)】本題要知道不確定性原理，理解粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，要知道不

確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體.

3.對(duì)不確定性關(guān)系△x^p2號(hào)有以下幾種理解，其中正確的是（）

A.微觀粒子的動(dòng)量不可確定

B.微觀粒子的位置不可確定

C.微觀粒子的動(dòng)量和位置不可同時(shí)確定

D.不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體

【分析】不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，位置的不確定性與動(dòng)

量的不確定性遵守不等式：△x/kp＞今.

【解答】解：不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，位置的不確定性

與動(dòng)量的不確定性遵守不等式：△x^p＞技，不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子

等微觀粒子，也適于宏觀物體，故AB錯(cuò)誤、CD正確。

故選：CD。

【點(diǎn)評(píng)】本題要知道不確定性原理，理解粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，要知道不

確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體.

4.根據(jù)不確定關(guān)系△xz^Px》_L,判斷下列說(shuō)法正確的是（）

4兀

A.微觀粒子的動(dòng)量不可確定

B.Ax與△Px測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備有關(guān)

C.微觀粒子的動(dòng)量和位置不能同時(shí)確定

D.不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于其他宏觀粒子

【分析】不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，位置的不確定性與動(dòng)

量的不確定性遵守不等式：

4冗

【解答】解：AC、不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，故A錯(cuò)誤，

C正確；

B、在公式△x^P》2-中，Ax與Ap測(cè)量精度與測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法是否完備無(wú)關(guān)，

4兀

故B錯(cuò)誤；

D、不確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體，故D正確。

故選：CD?

【點(diǎn)評(píng)】本題要知道不確定性原理，理解粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，要知道不

確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體。

三.填空題（共2小題）

5.電子的質(zhì)量me=9.IXlOakg,測(cè)量其速度的不確定量為2X10-6m則其位置的不確

定量是29.1m.（」L=5.3X。35J”）

4兀

【分析】根據(jù)速度的不確定量可以計(jì)算出動(dòng)量，然后結(jié)合不確定性關(guān)系即可計(jì)算出位置

的不確定量。

【解答】解：由不確定性關(guān)系△xap》2-及△p=m△v知：匕X=-----Jr—=

4冗471me-Av

一在工一m。

9.IX1O_31X2X1O-6

故答案為：29.1。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查不確定性關(guān)系的應(yīng)用，熟記公式即可解答，題目不是很難。

6.在微觀物理學(xué)中，不確定關(guān)系告訴我們，如果要準(zhǔn)確地確定粒子的位置（即更?。?，

則動(dòng)量的測(cè)量一定會(huì)更不準(zhǔn)確（即Ap更大），也就是說(shuō)，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量粒

子的位置和動(dòng)量O

【分析】不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，位置的不確定性與動(dòng)

量的不確定性遵守不等式：

4兀

【解答】解：不確定性原理表明，粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定：

位置的不確定性與動(dòng)量的不確定性遵守不等式：更窄的狹縫可以更準(zhǔn)確

4兀

地測(cè)得粒子的位置，但粒子動(dòng)量的不確定性卻更大了。

也就是說(shuō)，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量粒子位置與動(dòng)量：

故答案為：動(dòng)量，位置，動(dòng)量。

【點(diǎn)評(píng)】本題要知道不確定性原理，理解粒子的位置與動(dòng)量不可同時(shí)被確定，要知道不

確定性關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適于宏觀物體。

四.計(jì)算題（共2小題）

7.原子核的半徑為估計(jì)核內(nèi)質(zhì)子的動(dòng)量不確定范圍.如果電子被限制在核內(nèi)，其

動(dòng)量不確定范圍又是多少？

【分析】根據(jù)不確定關(guān)系的公式△x^p三是，代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可.

【解答】解：由不確定性關(guān)系得：質(zhì)子動(dòng)量的不確定范圍

=6.63X10-34

4X3.14X10-15

=5.28X1（）20kg?m/s.

如果電子被限制在核內(nèi)，電子運(yùn)動(dòng)的范圍也是10Fm,所以其動(dòng)量不確定范圍也是5.28

X1020kg*m/s

答：質(zhì)子和電子動(dòng)量不確定范圍都是△p25.28Xl（T2（）kg.m/s.

【點(diǎn)評(píng)】本題考查物質(zhì)波的不確定性原理，該公式雖然不屬于高考的范圍，但是要知道

物質(zhì)波的不確定性的原理，以及它對(duì)動(dòng)量越大，粒子性越明顯的解釋.

8.一個(gè)光子沿x軸運(yùn)動(dòng)，波長(zhǎng)為500nm,其不準(zhǔn)確度只有△入=5XloAm,求該光子x方

向坐標(biāo)的不確定量.

【分析】根據(jù)不確定關(guān)系：Ax，4p〉費(fèi)代入數(shù)據(jù)即可求解.

【解答】解：由可得光子動(dòng)量的不確定量大小為：

AX

△APx-、2卜

A

又由不確定關(guān)系可知，可知測(cè)定光子位置坐標(biāo)的不確定量為:

1入2_11,500X10-9

AX>=4K7=X=0-蚯111

2ApxXxiQ-4X3.1410-7

答：該光子x方向坐標(biāo)的不確定量0.40m

【點(diǎn)評(píng)】不確定關(guān)系是微觀粒子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，是物理學(xué)中重要原理，要記住關(guān)系式,

難度不大，基礎(chǔ)題.

五.解答題（共2小題）

9.已知L=5.3X1（）35J.S,試求下列情況中速度測(cè)定的不確定量，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果，討

4兀

論它們的運(yùn)動(dòng)是否遵從經(jīng)典物理學(xué)理論.

（1）一個(gè)球的質(zhì)量m=1.0kg,測(cè)定其位置的不確定量為lo'm；

（2）電子的質(zhì)量me=9.1XlO^kg,測(cè)定其位置的不確定量為

【分析】1、根據(jù)不確定原理德一工—，代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可.

4HmAx

2、根據(jù)不確定原理德一一，代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可.

4HmAx

【解答】解：（1）球的速度測(cè)定的不確定量

△v》————=5.3X10*9mzs

4打m/kx

這個(gè)速度不確定量在宏觀世界中微不足道，可認(rèn)為球的速度是確定的，其運(yùn)動(dòng)遵從經(jīng)典

物理學(xué)理論.

（2）原子中電子的速度測(cè)定的不確定量

△v,----―=5.3X1O35X--------------1----------=5.8XIO5m/s

-31-10

4Kme△x9.IXIQXIQ

這個(gè)速度不確定量不可忽略，不能認(rèn)為原子中的電子具有確定的速度，其運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)

典物理學(xué)理論處理.

答：（1）一個(gè)球的質(zhì)量m=1.0kg,測(cè)定其位置的不確定量為lO^m；速度不確定量在宏

觀世界中微不足道，可認(rèn)為球的速度是確定的，其運(yùn)動(dòng)遵從經(jīng)典物理學(xué)理論；

（2）電子的質(zhì)量me=9.1X100kg,測(cè)定其位置的不確定量為10“°m,速度不確定量

不可忽略，不能認(rèn)為原子中的電子具有確定的速度，其運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典物理學(xué)理論處理.

【點(diǎn)評(píng)】該題考查不確定關(guān)系，解答的關(guān)鍵是牢記不確定關(guān)系的公式，然后將相應(yīng)的數(shù)

據(jù)代入公式，進(jìn)行檢驗(yàn)即可.

由于該知識(shí)點(diǎn)的公