1．(单选)(2010年高考上海卷)根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)( )
A．h B．h
C．h λ D.
解析：选A.根据E＝hν和c＝λν可得E＝h，选项A正确．
2．(单选)下列对于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )
A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波同样是一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
D．光是一种波，同时也是一种粒子．光子说并未否定电磁说，在光子能量E＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
解析：选D.光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性．当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后的落点无法预测，但大量光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性．粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说．
3．(双选)紫光照射到某金属表面时，金属表面恰好有光电子逸出，已知红光的频率比紫光的频率小，X射线的频率大于紫光的频率，则下列说法中正确的是( )
A．弱的红光照射此金属表面不会有光电子逸出
B．强的红光照射此金属表面会有光电子逸出
C．弱的X射线照射此金属表面不会有光电子逸出
D．强的X射线照射此金属表面会有光电子逸出
解析：选AD.根据爱因斯坦光子说对光电效应的解释，光子的能量取决于光的频率，频率越大，能量越大，所以光电效应的产生取决于光的频率，而与光的强度无关．因而不管红光的强弱如何，因其频率较小，所以不会发生光电效应，而X射线的频率较大，不管强弱都能使此金属发生光电效应．
4．(单选)爱因斯坦由光电效应的实验规律猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于( )
A．等效替代 B．控制变量
C．科学假说 D．数学归纳
解析：选C.根据实验现象提出相应的理论支持，物理学上把这种研究方法称为“科学假说”，选C.
5．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收的最小功率是多少？
解析：因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，
式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，
可解得P＝6× W
＝2.3×10－18 W.
答案：2.3×10－18 W
一、单项选择题
1．下列物理事件和科学家不相对应的是( )
A．普朗克最先提出能量量子化理论
B．牛顿发现并建立了万有引力定律
C．爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象
D．霍金最早建立了狭义相对论
解析：选D.最早建立狭义相对论的是爱因斯坦，不是霍金．
2．对E＝hν的理解，下列说法不正确的是( )
A．能量子的能量与频率成正比
B．光的频率越高，光的强度就越大
C．光的频率越高，光子的能量就越大
D．它适用于一切量子化现象
解析：选B.E＝hν适用于一切量子化现象，是所有的能量子具有的能量的计算公式，因此A、C、D正确，B错误．
3．能够证明光具有波粒二象性现象的是( )
A．光的反射及小孔成像
B．光的干涉、光的衍射、光的色散
C．光的折射及透镜成像
D．光的干涉、衍射和光电效应
解析：选D.光的干涉、衍射说明光具有波动性；光电效应说明光具有粒子性，D正确；而光的反射及小孔成像、光的折射、色散及透镜成像不能说明光的波粒二象性，A、B、C错误．
4．在演示光电效应的实验中，把某金属板连在验电器上．第一次用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针张开一个角度；第二次在弧光灯与金属板之间插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，验电器指针不张开．由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光灯中的( )
A．可见光成分 B．紫外线成分
C．红外线成分 D．上述三种均正确
解析：选B.可见光能够通过玻璃板．
5．为了验证光具有波动性，某同学采用下列做法，其中可行的是( )
A．让一束光照射到一个轻小物体上，观察轻小物体是否会振动
B．让一束光通过一狭缝，观察是否发生衍射现象
C．观察两个小灯泡发出的光是否发生干涉现象
D．让一束光照射到金属上，观察是否发生光电效应
解析：选B.光波是一种概率波，不能理解为质点参与的振动，故A项错．经过狭缝的光在屏上能产生明暗相间的衍射条纹，故B项正确．由于两个灯泡不是相干光源，我们实际上是不能看到干涉条纹的，故C项错．光射到金属上即使发生了光电效应也只能说明光具有粒子性，故D项也不符合要求．
6．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定( )
A．a光束照射时，不能发生光电效应
B．c光束照射时，不能发生光电效应
C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多
D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小
解析：选A.波长关系为λa>λb>λc，则频率关系为νc>νb>νa，即c光频率最大，a光频率最小，由E＝hν可知，c光子的能量最大，a光子的能量最小．当b光束照射时恰能发生光电效应，则c光束照射时一定能发生光电效应，且释放出的光电子的最大初动能最大；而a光束照射时不能发生光电效应．故选项A正确．
二、双项选择题
7．2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献．爱因斯坦对物理学的贡献有( )
A．创立“相对论” B．发现射线“X”
C．提出“光子说” D．建立“原子核式模型”
答案：AC
8．下列说法中正确的是( )
A．光的粒子性表现在能量的不连续上
B．光的粒子性就是光是由一些小质点组成的
C．光的波动性表现为光子运动的不确定性
D．光的波动性就是光像水波一样呈现波浪式传播
解析：选AC.光的波动性和粒子性与宏观世界中的波和质点是有本质区别的，它是指粒子在什么地方出现存在一个概率，概率大的地方出现在该处的可能性大，反之可能性小，就会显现其波动性，故B、D错误，C正确．光子是一份一份的能量，故A项正确．
9．关于光的性质，下列叙述中正确的是( )
A．在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到
B．频率越高的光，粒子性越显著，频率越低的光，波动性越显著
C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性
D．如果让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动
解析：选BC.光虽然具有波粒二象性，但是，在具体情况下，有时波动性明显，有时粒子性明显．这是微观粒子的特征．
10．下列说法中，正确的是( )
A．光的波粒二象性学说是由牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的
B．光的波粒二象性彻底推翻了光的电磁理论
C．光子说并没有否定电磁说，在光子的能量E＝hν中，ν表示波的特性，E表示粒子的特性
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
解析：选CD.光的波粒二象性没有否定电磁理论，E＝hν中的E表示粒子性，ν表示波动性，B错误，C正确；光波不是经典意义上的波，而是概率波，D正确，A错误．
三、非选择题
11．功率为100 W的灯泡所放出的能量有1%在可见光范围内，它每秒内放出可见光子的数目为多少？(设可见光的平均波长为0.5 μm)
解析：根据光子说，每个光子具有的能量是hν，再根据功率是表示能量转化快慢的物理量，可知每秒时间电能转化的光能．
设灯泡在1 s内所放出的能量为E，则
E＝Pt＝100×1 J＝100 J
1 s内所放出能量在可见光范围内的光子总能量为
E′＝100×1% J＝1 J
因E′＝nhν＝nh，所以每秒放出的可见光子数为
n＝＝2.5×1018(个)．
答案：2.5×1018个
12．某广播电台的发射功率为10 kW，所发射的电磁波在空气中的波长为187.5 m，试求：
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？
(2)若发射的光子在各个方向是均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的光子个数是多少？接收功率为多大？
解析：(1)每个光子的能量：E＝hν＝hc/λ≈1.06×10－27J，则每秒钟电台发射上述波长的光子个数为：n0＝Pt/E≈1031个．
(2)设环状天线每秒接收光子个数为n个，以电台发射天线为球心，则半径为R的球面积S＝4πR2.而环状天线的面积S′＝πr2，所以n＝()×n0＝4.0×1023个；接收功率P总＝()×P＝4.0×10－4 W.
答案：(1)1031个 (2)4.0×1023个 4.0×10－4 W
