Question

3．用同一实验装置甲研究光电效应现象，分别用A、B、C三束光照射光电管阴极，得到光管两端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_c1，根据你所学的相关理论下列论述正确的是（　　）

• A． B束光子的能量最小
• B． A、C两束光的波长相同，且比B的波长长
• C． 三个光束中B光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多
• D． 三个光束中B光束照射时光电管发出的光电子最大初动能最大
• E． 若B光是氢原子由第4能级向基态跃迁时产生的，则A光可能是氢原子由第2能级跃迁到基态产生的

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：ABD、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，根据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．A光、C光的截止电压相等，所以A光、C光的频率相等，则它们的最大初动能也相等，而B光的频率最大，能量大，则最大初动能也大，且对应的波长最小，故A错误，BD正确；
C、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最多，故C错误；
E、若B光是氢原子由第4能级向基态跃迁时产生的，由于B光的频率最大，因此A光可能是氢原子由第2能级跃迁到基态产生的，故E正确；
故选：BDE．

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．