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中六物理：光电效应 第一份（光子能量、功函数与截止电压）
中六物理：光电效应 第一份（光子能量、功函数与截止电压）
第一份由光子能量入手：先算 E = hf，再减功函数得最大动能，最后把动能换成截止电压。所有题目用 h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s、c = 3.00 × 10⁸ m/s、1 eV = 1.60 × 10⁻¹⁹ J。
快速答案 3.315×10⁻¹⁹ J（2.07 eV）；4.97×10⁻¹⁹ J；4.83×10¹⁴ Hz；电流增大而动能不变；1.8×10⁻¹⁹ J（1.125 eV，截止电压 1.125 V）；501 nm；动能不变；2.64 eV；3.99×10⁻¹⁹ J 与 1.98×10⁻¹⁹ J；错在混淆光强与频率。
01 本卷资料（做完才看答案）
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 题数 | 10 题 |
| 建议时间 | 25 分钟 |
| 难度分布 | 基础 4 · 进阶 3 · 挑战 2 · 错题重练 1 |
| 对应章节 | 所属章节：中六物理：光电效应 |
| 适用年级 | 中六 |
02 题目（10 题）
- 基础一个光子频率为 5.0 × 10¹⁴ Hz。光子能量是多少 J？折合多少 eV？（h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s，1 eV = 1.60 × 10⁻¹⁹ J）
- 基础某光波长 400 nm。频率是多少？一个光子的能量是多少 J？
- 基础某金属功函数为 2.0 eV。以 J 表示是多少？红限频率是多少？
- 基础入射光频率已高于红限，现只把光强增大一倍（频率不变）。光电流与最大动能分别怎样变？
- 进阶某金属功函数为 2.0 eV，入射光子能量为 5.0 × 10⁻¹⁹ J。最大动能是多少 J 及多少 eV？截止电压是多少？
- 进阶某金属功函数 2.48 eV。它的红限波长是多少 nm？
- 进阶同一金属、同一频率下把光强由 I 增至 2I。光电流与最大动能怎样变？为什么？
- 挑战波长 300 nm 的光照射某金属，量得截止电压为 1.5 V。求入射光子能量（eV）及该金属功函数（eV）。
- 挑战某金属的最大动能对频率作图为直线，斜率为 h。已知 f = 6.0 × 10¹⁴ Hz 时最大动能为 2.0 × 10⁻¹⁹ J，求 f = 9.0 × 10¹⁴ Hz 时的最大动能，以及该金属功函数（J 及 eV）。
- 错题重练有学生写“把光强加大就可以令最大动能上升，最终打出电子”。这句话错在哪里？
03 答案与一句解说
| 题号 | 答案 | 一句解说 |
|---|---|---|
| 1 | 3.315 × 10⁻¹⁹ J，即 2.07 eV | 6.63 × 10⁻³⁴ 乘 5.0 × 10¹⁴ 得 3.315 × 10⁻¹⁹ J，再除以 1.60 × 10⁻¹⁹ 得 2.07 eV。 |
| 2 | 7.50 × 10¹⁴ Hz，能量 4.97 × 10⁻¹⁹ J | 3.00 × 10⁸ 除 400 × 10⁻⁹ 得 7.50 × 10¹⁴ Hz，乘 h 得 4.97 × 10⁻¹⁹ J。 |
| 3 | 3.2 × 10⁻¹⁹ J，红限频率 4.83 × 10¹⁴ Hz | 2.0 乘 1.60 × 10⁻¹⁹ 得 3.2 × 10⁻¹⁹ J；除以 h 得 4.83 × 10¹⁴ Hz，低于此频率无论多强都不会发射电子。 |
| 4 | 光电流约增大一倍，最大动能不变 | 光子数目加倍即每秒打出更多电子；每个光子能量不变，故单个电子的最大动能不受影响。 |
| 5 | 1.8 × 10⁻¹⁹ J，即 1.125 eV；截止电压 1.125 V | 光子 5.0 × 10⁻¹⁹ J 减功函数 3.2 × 10⁻¹⁹ J 得 1.8 × 10⁻¹⁹ J，除以 1.60 × 10⁻¹⁹ 得 1.125 eV，数值上即 1.125 V。 |
| 6 | 约 501 nm | 功函数 3.968 × 10⁻¹⁹ J，λ₀ = hc / W，代入得 5.01 × 10⁻⁷ m 即 501 nm。 |
| 7 | 电流加倍，最大动能不变，因为每个光子能量只由频率决定。 | 光强加倍等于每秒光子数加倍，电子数目按比例增加；但单光子能量 hf 不变，故最大动能封顶不动。 |
| 8 | 光子能量 4.14 eV，功函数 2.64 eV | hc/λ 得 6.63 × 10⁻¹⁹ J 即 4.14 eV，减去 1.5 eV 的截止电压得功函数 2.64 eV。 |
| 9 | 动能 3.99 × 10⁻¹⁹ J；功函数 1.98 × 10⁻¹⁹ J 即 1.24 eV | 频率加 3.0 × 10¹⁴ Hz 即能量加 hΔf = 1.989 × 10⁻¹⁹ J，得 3.99 × 10⁻¹⁹ J；功函数等于 hf 减动能得 1.98 × 10⁻¹⁹ J。 |
| 10 | 错在混淆光强与频率：光强只增光子数目，能否发射电子取决于频率是否高于红限。 | 若频率低于红限，单光子能量不足，无论光强多大都不会发射电子；光强只影响电流大小。 |
04 做完之后怎样跟进
- 对完答案，只重做错的那几题，并在错题旁写出错在哪一步（公式、单位还是抄错数）。
- 同一题隔两日再做一次；两次都对才可以移到下一份练习。
- 家长只需看答案栏与解说栏，不必逐题讲解。
本卷题目与答案由 TutorZone 团队原创编写，并非任何学校、出版社或考试局的试题；数值与答案均以程式核算。
