Question

4．如图1所示是研究光电效应的电路．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极U_AK的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图2所示．则下列说法正确的是（　　）

• A． 甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能
• B． 甲光和乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强
• C． 丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔
• D． 用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等

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．eU_截=$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$=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，丙光对应的截止电压U_截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．

解答 解：AB、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，可知，乙光对应的截止频率小于丙光的截止频率，
根据eU_截=$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$=hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U_截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；
丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；
丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．
更换不同的光电管，对应的截止频率也将不同；
由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光的光强大于乙光的光强，故AB正确；
C、由上分析可知，丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，但丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔与甲、乙光相应的时间间隔一样的，故C错误；
D、用强度相同的甲、丙光照射该光电管，因甲光的频率低，则甲光的光子数多，那么在单位时间内逸出的光电子数多，故D错误；
故选：AB．

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=$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$=hγ-W．