高等学校卒業程度認定試験問題2013年 第1回 物理T物理T問題物理T解答 解説(詳しくは教科書を見てください)問1) A電子レンジは電磁波が水分子の振動数を高め発熱する原理を 利用したものなので、静電気とは関係しない。 問2) 中学2年の理科の問題。 問3) 中学2年の理科の問題。 フレミングの左手の法則から、図1ではアの向きに回転し、 図2は図1と比べ、 電流と磁界の向きが両方逆になっているので 図1と同じアの向きに回転する。 問4) 中学2年の理科の問題。 □2 波の伝わりかた A 問1) 波の屈折の法則。 境界面で波の谷と山の連続はくずれてはいけないので、 領域Tと領域Uの振動数fは同じでなければならないので、 fT=fU また、領域Uでは水深が浅いため、領域Tより抵抗が大きくなり、 波の伝達速度vは遅くなり vT>vU また、波長λに関して vT=fλT vU=fλU となるため、 λT>λU よって答えは @. 問2) vT/vU=sin45°/(sin30°) vU=vT・sin30°/(sin45°) =14・(1/2)・(√2) =9.8 よって、答えはB B 問3) ドップラー効果の問題 問4) 観測者が聞く音の周波数をxとすると 640:x=340:(340+20) これを解くと、 x=677.6Hz C 問5) (ガラスより屈折率の低いコーティングの)膜の厚さを 光の波長の1/4の厚さにすると、 膜とレンズの境界での 反射の際に位相がずれて光が膜で反射する光と 干渉しあい打ち消し合い 反射光を減らすことができる。 問6) A〜Cは光の屈折。 @のシャボン玉と油膜の色は 薄膜による干渉で 膜の上面で反射する光と下面で反射する光が干渉し、 また、白色光はいろいろな色が混ざっているため、 膜の厚さの違いでいろいろな色に色づいて見える。 □3 等加速度直線運動 A 問1) v=at+v0 なので、Aを選ぶ。 問2) v=at+10 v=−4、t=8を代入し a=−1.75 答えはB B 問3) 小物体にはたらく力は、 重心に働く重力と 坂の面に垂直にはたらく垂直抗力。 問4) 小物体にはたらく重力は地球と小物体の間の万有引力で その反作用は地球の中心にはたらく「物体が地球を引く力」。 答えはD C 問5) 物体Pに加える力fで物体が動かなかったことから、 fと合成した摩擦力(f1+f2)がつりあっているので、 Bを選ぶ。 問6) 運動方程式の問題 物体Pの運動方程式:Ma=F-T 物体Qの運動方程式:T=ma よって答えは@ □4 A 問1) 仕事 垂直抗力は仕事に寄与しないのでB〜Dを消す 重力の斜面方向の成分とひもの張力が仕事に寄与するので 答えはA 問2) 等加速度運動 速度:v、初期速度:v0、加速度:a、時間:t、位置:xとすると、 v=v0+at → t=(v−v0)/a・・・@ x=v0t+at^2/2 =(v^2 − v0^2)/(2a) v0=0 x=hなので、 v=√(2ah) ・・・A 運動方程式 P:ma=T−mg/2 Q:ma=mg−T ∴a=g/4 ・・・B A、Bより、 v=√(gh/2) 答えは C B 問3) 内部エネルギー 仕事 Bの条件では、「十分時間がたって内部の気体の温度が 外部と同じになって」とあるので、 「気体が一定のとき、気体の内部エネルギーは温度のみで決まる」 ので、内部エネルギーは変化していない。 また、 PV=nRT の関係で、気体の温度Tが一定の条件では、 体積Vが1/2になれば、 圧力Pは2倍に増えるので、 答えは C. 問4) 内部エネルギー 仕事 Bの条件では、内部の気体で発生した熱は外部へ移動し ピストンから内部の気体へ正の仕事をしているので、 答えは D. |