Question

4．某同学采用如图甲所示的装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束单色光照射图甲中的光电管的阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为U_a，则下列论述正确的是（　　）

• A． a、c两束光的光强相同
• B． a、c两束光的频率相同
• C． b光束光子的能量最小
• D． b光束的波长最长，遏止电压最大

Answer 1

分析 光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．
光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．
根据公式eU_截=$\frac{1}{2}$mv_m²=hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U_截越大．从图象中看出，b光对应的截止电压U_截最大，所以b光的频率最高，b光的波长最短，b光对应的光电子最大初动能也最大．

解答 解：A、由图可知，a的饱和电流最大，因此a光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，故A错误； 
B、C、D、当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eU=hγ-W，入射光的频率越高，对应的遏止电压U越大．a光、c光的遏止电压相等，所以a光、c光的频率相等，而b光的频率大，能量大，且对应的波长最小，故B正确，C、D错误．
故选：B

点评 解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU_截=$\frac{1}{2}$mv_m²=hγ-W，理解I与U的图象的横、纵截距的含义，是解题的关键．