共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)追・再試験
問87 (物理(第4問) 問4)
問題文
金属に、ある値より大きい振動数の光を入射すると、光電効果により電子(光電子)が金属から飛び出す。
図1のように、同じ金属でできた同じ大きさの極板AとBを、距離dだけ離して向かい合わせに平行に置いた。極板AとBに直流電源と電流計を接続し、極板Aを接地した。極板Aに振動数の大きい光を入射すると、回路に電流が流れる。これを光電流という。極板AとBの間の電圧によっては、光電流は流れなくなる。極板間には極板AからBに向かう電子が減速するように大きさVの電圧が加えられており、光電流を調整できるようになっている。光は単色光であり、極板Aのみに入射する。ただし、極板間の電場(電界)は一様で、放出された光電子による影響は無視できるものとする。
以下の問いでは、極板Aから飛び出した電子のうち極板Bに到達する電子を考える。
光電子の運動エネルギーの最大値に影響を及ぼすものは何か。次の(a)〜(c)のうちから当てはまる語句をすべて選び、その組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
(a) 極板の金属の種類
(b) 入射光の強さ
(c) 入射光の波長
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問題
共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)追・再試験 問87(物理(第4問) 問4) (訂正依頼・報告はこちら)
金属に、ある値より大きい振動数の光を入射すると、光電効果により電子(光電子)が金属から飛び出す。
図1のように、同じ金属でできた同じ大きさの極板AとBを、距離dだけ離して向かい合わせに平行に置いた。極板AとBに直流電源と電流計を接続し、極板Aを接地した。極板Aに振動数の大きい光を入射すると、回路に電流が流れる。これを光電流という。極板AとBの間の電圧によっては、光電流は流れなくなる。極板間には極板AからBに向かう電子が減速するように大きさVの電圧が加えられており、光電流を調整できるようになっている。光は単色光であり、極板Aのみに入射する。ただし、極板間の電場(電界)は一様で、放出された光電子による影響は無視できるものとする。
以下の問いでは、極板Aから飛び出した電子のうち極板Bに到達する電子を考える。
光電子の運動エネルギーの最大値に影響を及ぼすものは何か。次の(a)〜(c)のうちから当てはまる語句をすべて選び、その組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
(a) 極板の金属の種類
(b) 入射光の強さ
(c) 入射光の波長
- (a)
- (b)
- (c)
- (a)と(b)
- (a)と(c)
- (b)と(c)
- (a)と(b)と(c)
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この過去問の解説 (1件)
01
解答 (a)と(c)
解説
光電効果について、
・運動エネルギーの最大値K
・仕事関数W
・プランク定数h
・入射光の周波数ν
とすると、
K = hν − W …①
です。
(a) 極板の金属の種類
→金属の種類を変えると仕事関数Wが変わり、
式①よりKは変わります。
(b) 入射光の強さ
→Kには関係ありません。
入射光を強くすると光電子の数は増えますが、
運動エネルギーには影響しません。
(c) 入射光の波長
→入射光の波長νが変わると①よりKは変わります。
以上よりKに影響するのは(a)と(c)です。
よって答えは (a)と(c) となります。
この選択肢が正解となります。
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