共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問76 (物理（第1問） 問5)
問題文
次の問いに答えよ。
金属に光を照射すると電子が金属外部に飛び出す現象を、光電効果という。
図4は飛び出してくる電子の運動エネルギーの最大値K0と光の振動数νの関係を示したグラフである。実線は実験から得られるデータ、破線は実線をν＝0まで延長したものである。プランク定数hを、図4に示すWとν0を用いて表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
金属に光を照射すると電子が金属外部に飛び出す現象を、光電効果という。
図4は飛び出してくる電子の運動エネルギーの最大値K0と光の振動数νの関係を示したグラフである。実線は実験から得られるデータ、破線は実線をν＝0まで延長したものである。プランク定数hを、図4に示すWとν0を用いて表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）本試験 問76（物理（第1問） 問5） （訂正依頼・報告はこちら）
次の問いに答えよ。
金属に光を照射すると電子が金属外部に飛び出す現象を、光電効果という。
図4は飛び出してくる電子の運動エネルギーの最大値K0と光の振動数νの関係を示したグラフである。実線は実験から得られるデータ、破線は実線をν＝0まで延長したものである。プランク定数hを、図4に示すWとν0を用いて表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
金属に光を照射すると電子が金属外部に飛び出す現象を、光電効果という。
図4は飛び出してくる電子の運動エネルギーの最大値K0と光の振動数νの関係を示したグラフである。実線は実験から得られるデータ、破線は実線をν＝0まで延長したものである。プランク定数hを、図4に示すWとν0を用いて表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
- ν0−W
- ν0＋W
- ν0W
- ν0／W
- W／ν0
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この過去問の解説 （2件）
01
ポイント：このグラフの中にある文字からどの公式を使えばいいか判断します。
考え方：K,h,v,Wより、光電効果の公式（K=hv-W）を使い、v=v0における値をこの式に代入します。
使う式：K=hv-W
v=v0 K=0を光電効果の式に代入します。
0=hv0-W
よってh=W/v0
補足（光電効果の式のイメージ）
Wという器にhvという水を入れます。器から溢れた水が運動エネルギーとなります。
K=hv-Wの式の意味を理解しておきましょう
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02
解答 W／ν0
解説
光電効果の公式 K0 = hν - W を使います。
グラフより、ν = ν0 のとき K0=0 と読み取れるので、
0 = hν0 - W
変形して
h = W/ν0
となります。
よって答えは W／ν0 となります。
この選択肢が正解となります。
なお、
・プランク定数の単位はJ・s(ジュール秒)
・仕事関数Wの単位はJ
・周波数ν0の単位はHzつまり1/s
なので、それに整合する選択肢を選ぶだけで正解できます。
光電効果の公式 K0 = hν - W
K0などの各文字の意味を説明できるようになっておきましょう。
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