ひたすら受験問題を解説していくブログ
慶應大学医学部2014年物理第1問
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解説


基本的内容を公式どおり処理できるかを確認する感じです。ここで何問も落としているようでは合格は厳しいと思います。

問1 4.0×1014 Hz
原子分野のかなり有名な問題です。この分野は大体エネルギー保存と運動量保存です。エネルギー保存で考えれば(最大運動エネルギーをKとし,仕事関数をWとします),

hν=K+W

となるので,これを元に計算していくだけです(式の意味は左辺が与えた光のエネルギー,右辺が電子が飛び出るのに必要なエネルギーであるW分だけ消費されて,残りが運動エネルギーになったということです)。限界振動数はK=0でぎりぎり飛び出せる振動数なので,限界振動数をν'とすると,

hν’=W

となるので,この2式より,

hν’=hν-K⇔ν’=ν-K/h=6.0×1014-(1.32×10-19)/(6.6×10-34)=4.0×1014

問2 3.0 cm
”I=”の式に入れてみるだけのお仕事です。

I=I0e-0.46y=0.25I0
⇔-0.46y=log0.25=log(1/4)=-2log2⇔y=2×0.69/0.46=3

問3 1.6×10-7 W
Bqの意味を押さえているか否かが大きな分かれ目です。Bqは崩壊数/秒です。また,WとeVの変換ができない人も結構見かけるので,しっかり押さえておきましょう。

1秒当たりの崩壊数:20×1.2×104=2.4×105
アルファ線のエネルギー合計eV/s:2.4×105×4.2×106=1.008×1012≒1.01×1012
eV/s→J/s=W変換:1.01×1012×1.6×10-19=1.616×10-7

問4 ヒト方向に3m/s
うなりの公式→ドップラーの公式の流れです。まずはうなりから,

fA-fB=4⇔fB=444

うなりが聞こえなくなることから,ヒトが聞くA,Bの周波数が同一になります。つまり,音速をV,vの速度をvとすると(ヒト向きが正とします),

VfB/(V-v)=fA
⇔v=V-VfB/fA=336-336×444/448=336-333=3

問5
相同な回路を描いて考えます。極板に平行方向に性質が変わっていれば並列,垂直方向に変わっていれば直列として扱います。つまり,与えられている回路は次のようなものになります。εS/dが電気容量です。元の電気容量をCとしています。
keio_med_2014_phy_a1_1.png

直列から並列という順に合成していきます。
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