题目内容
13．小灯泡的功率P=1W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ=10-6m，求在距离d=1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向．面积为1cm2的球面上的光子数是多少？（h=6.63×10-34J•s）分析 光子的能量E=hγ，真空中光子的频率γ、波长与光速的关系为：c=γλ．单位时间内，灯泡发出的能量为Pt，求出总的光子数，这些光子在相同时间内到达以光源为球心的同一球面上，根据数学知识求出在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目．
解答 解：设离灯104m远处每平方厘米面积上灯照射的能量为E0，则有：$\frac{1}{{E}_{0}}=\frac{4π{R}^{2}}{1×1{0}^{-4}}$…①
设穿过的光子数为n，则有：$n\frac{hc}{λ}={E}_{0}$…②
代入数据解得：n=4×105个
答：每秒钟穿过垂直于光的传播方向上每平方厘米面积上的光子数是4×105个．
点评 本题要掌握光子的能量公式E=hγ和光速公式c=γλ，建立物理模型求解单位时间内到达S面积上的光子数目．
练习册系列答案
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如图所示，一质量M=2kg的带有光滑弧形轨道的平台置于光滑且足够长的水平轨道上，弧形轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上静置一小球B．从弧形轨道上距离水平轨道高h=0.3m处由静止释放一质量mA=1kg的小球A，小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰，碰后小球A被弹回，且恰好追不上平台．重力加速度为g．求小球B的质量．
如图所示，一水平匀速运动的传送带，右侧通过小圆弧连接两根直光滑金属导轨，金属导轨与水平面成θ=30°角，传送带与导轨宽度均为L=1m．沿导轨方向距导轨顶端x1=0.7m到x2=2.4m之间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场区域abcd，ab、cd垂直于平行导轨，磁感应强度B=1T．将质量均为m=0.1kg的导体棒P、Q相隔△t=0.2s分别从传送带的左端自由释放，两导体棒与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.1，两棒到达传送带右端时已与传送带共速．导体棒P、Q在导轨上运动时，始终与导轨垂直且接触良好，P棒进入磁场时刚好做匀速运动，Q棒穿出磁场时速度为$2\sqrt{6}$m/s．导体棒P、Q的电阻均为R=4Ω，导轨电阻不计，g取10m/s2．
半径R=20cm的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接，质量为m=50g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去，如果球A经过N点时的速度v1=4m/s，A经过M点时对轨道的压力为0.5N．取g=10m/s2，求：
18．
一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压u1=220$\sqrt{2}$sin100πtV 副线圈所接电路如图所示，D为二极管，它两端加上正向电压时，其电阻等于零；加上反向电压时，其电阻无限大，电阻R=10Ω，下列说法正确的是（ ）
一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压u1=220$\sqrt{2}$sin100πtV 副线圈所接电路如图所示，D为二极管，它两端加上正向电压时，其电阻等于零；加上反向电压时，其电阻无限大，电阻R=10Ω，下列说法正确的是（ ）| A． | 原线圈输入功率为24.2W | B． | 流过电阻R的电流有效值为1.1A | ||
| C． | 原线圈两端电压有效值为220 $\sqrt{2}$V | D． | 交流电的频率为100Hz |
5．如图所示为氢原子光谱巴耳末系的形成图，其中可见光的谱线分别是红色的Hα线、蓝绿色的Hβ线、青色的Hγ线、紫绿色的Hδ线，对应的能级跃迁如图所示，则氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光谱线在光谱中的位置是（ ）
| A． | 在Hα线的右侧 | B． | 在Hδ线的左侧 | ||
| C． | 在Hα线和Hβ线之间 | D． | 在Hγ线和Hδ线之间 |
1．火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍．则下列说法正确的是（ ）
| A． | 火星公转的周期比地球的大 | B． | 火星公转的线速度比地球的大 | ||
| C． | 火星公转的向心加速度比地球的大 | D． | 因为不知太阳质量，所以不能确定 |