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13．小燈泡的功率P=1W，設其發(fā)出的光向四周均勻輻射，平均波長λ=10-6m，求在距離d=1.0×104m處，每秒鐘落在垂直于光線方向．面積為1cm2的球面上的光子數(shù)是多少？（h=6.63×10-34J•s）

分析 光子的能量E=hγ，真空中光子的頻率γ、波長與光速的關系為：c=γλ．單位時間內，燈泡發(fā)出的能量為Pt，求出總的光子數(shù)，這些光子在相同時間內到達以光源為球心的同一球面上，根據(jù)數(shù)學知識求出在距離燈泡d處垂直于光的傳播方向S面積上，單位時間內通過的光子數(shù)目．

解答 解：設離燈104m遠處每平方厘米面積上燈照射的能量為E0，則有：$\frac{1}{{E}_{0}}=\frac{4π{R}^{2}}{1×1{0}^{-4}}$…①
設穿過的光子數(shù)為n，則有：$n\frac{hc}{λ}={E}_{0}$…②
代入數(shù)據(jù)解得：n=4×105個
答：每秒鐘穿過垂直于光的傳播方向上每平方厘米面積上的光子數(shù)是4×105個．

點評 本題要掌握光子的能量公式E=hγ和光速公式c=γλ，建立物理模型求解單位時間內到達S面積上的光子數(shù)目．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

3．利用圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗．

（1）除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、交流電源、鐵架臺、導線及開關外，在下面的器材中，必須使用的還有AC（選填器材前的字母）．
A．大小合適的鐵質重錘      B．體積較大的木質重錘     C．刻度尺     D．秒表
（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E．測量紙帶上所選點到起始點的距離；
F．根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒有必要進行的步驟是C，操作錯誤的步驟是B．
（3）圖2是實驗中得到的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC．重錘質量用m表示，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T，從打下O點到打下B點的過程中，重錘重力勢能的減少量|△Ep|=mghB，動能的增加量△Ek=$\frac{{m{{（{{h_C}-{h_A}}）}^2}}}{{8{T^2}}}$．（寫出相應的表達式）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖所示，一質量M=2kg的帶有光滑弧形軌道的平臺置于光滑且足夠長的水平軌道上，弧形軌道與水平軌道平滑連接，水平軌道上靜置一小球B．從弧形軌道上距離水平軌道高h=0.3m處由靜止釋放一質量mA=1kg的小球A，小球A沿軌道下滑后與小球B發(fā)生彈性正碰，碰后小球A被彈回，且恰好追不上平臺．重力加速度為g．求小球B的質量．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，一水平勻速運動的傳送帶，右側通過小圓弧連接兩根直光滑金屬導軌，金屬導軌與水平面成θ=30°角，傳送帶與導軌寬度均為L=1m．沿導軌方向距導軌頂端x1=0.7m到x2=2.4m之間存在垂直于導軌平面向上的勻強磁場區(qū)域abcd，ab、cd垂直于平行導軌，磁感應強度B=1T．將質量均為m=0.1kg的導體棒P、Q相隔△t=0.2s分別從傳送帶的左端自由釋放，兩導體棒與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1，兩棒到達傳送帶右端時已與傳送帶共速．導體棒P、Q在導軌上運動時，始終與導軌垂直且接觸良好，P棒進入磁場時剛好做勻速運動，Q棒穿出磁場時速度為$2\sqrt{6}$m/s．導體棒P、Q的電阻均為R=4Ω，導軌電阻不計，g取10m/s2．
（1）求傳送帶的運行速度v0．
（2）不需要求解過程，請定性畫出導體棒P兩端的電壓Up隨時間t的變化關系（從進入磁場開始計時）．
（3）求從導體棒P、Q在傳送帶上自由釋放開始到穿出磁場的過程中產生的總內能．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．半徑R=20cm的豎直放置的圓軌道與水平直軌道相連接，質量為m=50g的小球A以一定的初速度由直軌道向左運動，并沿圓軌道的內壁沖上去，如果球A經過N點時的速度v1=4m/s，A經過M點時對軌道的壓力為0.5N．取g=10m/s2，求：
（1）小球經過M點的速度；
（1）求小球A從N運動到M的過程中阻力做的功Wf．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，原線圈輸入電壓u1=220$\sqrt{2}$sin100πtV 副線圈所接電路如圖所示，D為二極管，它兩端加上正向電壓時，其電阻等于零；加上反向電壓時，其電阻無限大，電阻R=10Ω，下列說法正確的是（　�。�
A．原線圈輸入功率為24.2WB．流過電阻R的電流有效值為1.1A
C．原線圈兩端電壓有效值為220 $\sqrt{2}$VD．交流電的頻率為100Hz

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示為氫原子光譜巴耳末系的形成圖，其中可見光的譜線分別是紅色的Hα線、藍綠色的Hβ線、青色的Hγ線、紫綠色的Hδ線，對應的能級躍遷如圖所示，則氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光譜線在光譜中的位置是（　�。�
A．在Hα線的右側B．在Hδ線的左側
C．在Hα線和Hβ線之間D．在Hγ線和Hδ線之間

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．待測電阻阻值約為10Ω，額定功率為2.5W．為準確測量其阻值，現(xiàn)備有下列器材：
A．電流表A1（量程3A，內阻約為0.2Ω）
B．電流表A2（量程0.6A，內阻約為2Ω）
C．電流表A3（量程30mA，內阻約為30Ω）
D．電壓表V1（量程15V，內阻約為2000Ω）
E．滑動變阻器R1（最大電阻50Ω）
F．滑動變阻器R2（最大電阻5Ω）
G．定值電阻R=20Ω
H．電源E（電動勢6V，內阻約為1.5Ω）
I．開關一個，導線若干

為了使電阻測量結果的更加精確，本實驗要求多次測量，并保證每次測量中電表的示數(shù)均超過量程的$\frac{1}{3}$
（1）根據(jù)實驗需要，電流表應選B，滑動變阻器應選F．（只需填寫序號）
（2）根據(jù)設計的電路（如圖1）用細線替代導線連接如圖2的實驗器材；
（3）某次測量中，伏特表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，則待測電阻的阻值Rx=$\frac{U}{I}-R$．（用題中給定的字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．火星直徑約為地球的一半，質量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉的軌道半徑約為地球公轉半徑的1.5倍．則下列說法正確的是（　　）
A．火星公轉的周期比地球的大B．火星公轉的線速度比地球的大
C．火星公轉的向心加速度比地球的大D．因為不知太陽質量，所以不能確定

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