题目内容

一个手电筒的灯泡在3V的电压下通过0．25A的电流，灯泡所发出的光经会聚后形成一个面积为10cm2的平行光束．如果灯泡消耗的能量有1％转化为波长为0．6μm的可见光，求：

(1)沿光的传播方向上1m长度的光束内含光子的个数；

(2)在光束垂直照射的物体表面上，平均1s内1cm2面积上接收到的光子数．

答案：
解析：

解析：(1)手电筒1s内消耗的能量为

W＝UIt＝3×0．25×1J＝0．75J

设每秒内转化为0．6μm可见光的光子数为n，则nhc/λ＝1％×W

所以n＝1％Wλ/hc＝1％×0．75×0．6×10-6/(6．63×10-34×3．0×108)＝2．26×1016个

设光的传播方向上传播1m长的光束内的光子数为n′＝nt＝2．26×1016×1/(3×108)个＝7．5×107个．

(2)在光束垂直照射的物体表面上，平均1s内1cm2能接收到的光子数n″＝2．26×1016/10＝2．26×1015个．


提示：


练习册系列答案
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测量一个“水果电池”的电动势和内电阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了一个简单的“水果电池”其电动势约为1.5V．可是这种电池并不能点亮手电筒上的额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA．现要求用量程合适的电压表（内阻较大）、电流表（内阻较小）以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量准确地测定水果电池的电动势E和内电阻r．
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①本实验的电路应该选择下面的图甲或图乙中的：
 
；
②若给出的滑动变阻器有两种规格：A（0～30Ω）、B（0～3kΩ），本实验中应该选用的滑动变阻器规格为：
 
，简述选用的理由：
 
；
③实验中测出六组（U，I）的值，在U-I坐标系中描出图丙所示的六个点，分析图中的点迹，可得出水果电池的电动势为E=
 
V；内电阻为r=
 
Ω；（均保留3位有效数字）
④若不计测量中的偶然误差，根据你在①中所选择的电路来测量得出的电动势E和内电阻r（测量值）与真实值相比：电动势E
 
，内电阻r
 
．（均选填“偏大”、“相等”、或“偏小”）
精英家教网Ⅰ将一个质量为m的物体挂在一个劲度系数为K的弹簧下面，如果不考虑弹簧的质量和空气阻力，振动周期T=2π
m
K
．为了研究周期和振子质量的关系，设计如图所示的实验装置，将弹簧的一端固定在铁架台上，另一端挂一只小盘，铁架台的竖杆上固定一个可以上下移动的标志物，作为计时标志．改变小盘中砝码的质量m，测量全振动50次的时间并求出相应的周期T．某次实验得到下列数据：
m（10-3kg） 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
T（s）
42.7
50.0
44.8
50.0
46.8
50.0
48.5
50.0
50.4
50.0
52.1
50.0
T2（s2） 0.729 0.803 0.876 0.941 1.016 1.086
（1）以横轴代表m，纵轴代表T2，作出T2-m图．（画在答卷页上）并回答为什么不用T作为纵轴而用T2作为纵轴？
 
．
（2）根据图线求解弹簧的劲度系数
 
．
（3）对T2-m图作出必要的解释
 
．
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Ⅱ测量“水果电池”的电动势和内电阻；将一铜片和一锌片分别插入同一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约1.5V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡．原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA．现用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻．
（l）若给出的滑动变阻器有两种规格：A（0～30Ω）、B（0～3kΩ）．本实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器？
（2）请在框内画出实验电路图．
（3）在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到U-I图象，如图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势与内电阻分别为E=
 
V，r=
 
Ω．
（4）若不计测量中的偶然误差，用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比电动势E
 
．（填“偏大”、“相等”、“偏小”），内电阻r
 
（填“偏大”、“相等”、“偏小”）
手电筒的两节干电池已经用了较长时间，小灯泡只能发出微弱的光，把两节干电池取出，用电压表直接接在两节干电池的两端，电压表示数接近3 V，若把这两节干电池作为一个电子钟的电源（已知电子钟的额定电压与小灯泡的额定电压相同），电子钟能正常工作，下列说法正确的是

A．这两节干电池的电动势减小很多

B．这两节干电池的内电阻减少很多

C．这台电子钟的额定功率和手电筒里的小灯泡额定功率相同

D．这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小

测量一个“水果电池”的电动势和内电阻：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了一个简单的“水果电池”其电动势约为1.5V．可是这种电池并不能点亮手电筒上的额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA．现要求用量程合适的电压表（内阻较大）、电流表（内阻较小）以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量准确地测定水果电池的电动势E和内电阻r．

①本实验的电路应该选择下面的图甲或图乙中的：______；
②若给出的滑动变阻器有两种规格：A（0～30Ω）、B（0～3kΩ），本实验中应该选用的滑动变阻器规格为：______，简述选用的理由：______；
③实验中测出六组（U，I）的值，在U-I坐标系中描出图丙所示的六个点，分析图中的点迹，可得出水果电池的电动势为E=______V；内电阻为r=______Ω；（均保留3位有效数字）
④若不计测量中的偶然误差，根据你在①中所选择的电路来测量得出的电动势E和内电阻r（测量值）与真实值相比：电动势E______，内电阻r______．（均选填“偏大”、“相等”、或“偏小”）
一个手电筒灯泡在3 V的电压下，通过0.25 A.的电流，灯泡所发出的光汇聚后形成一个面积为10 cm2的平行光束.如果灯泡所消耗的能量中有1%转化为波长为6.00×107 m的可见光,求：

（1）沿光传播方向上1 m长的光束内有多少个光子？

（2）在光束垂直照射的物体表面上，平均每秒钟每平方厘米的表面上接收到多少个光子？

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