高等学校卒業程度認定試験問題2013年 第１回 物理Ⅰ物理Ⅰ問題物理Ⅰ解答 解説（詳しくは教科書を見てください）問１） ②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Ⅰと領域Ⅱの振動数fは同じでなければならないので、 ｆⅠ＝ｆⅡ また、領域Ⅱでは水深が浅いため、領域Ⅰより抵抗が大きくなり、 波の伝達速度vは遅くなり ｖⅠ＞ｖⅡ また、波長λに関して ｖⅠ＝ｆλⅠ ｖⅡ＝ｆλⅡ となるため、 λⅠ＞λⅡ よって答えは ①．  問２） ｖⅠ／ｖⅡ＝sin45°／(sin30°) ｖⅡ＝ｖⅠ・sin30°／（sin45°） ＝14・（１／２）・（√２） ＝9.8 よって、答えは③ 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） ②～④は光の屈折。 ①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、②を選ぶ。 問２） ｖ＝ａｔ＋10 ｖ＝－４、ｔ＝８を代入し ａ＝－１．７５ 答えは③ 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⑤ 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、 ③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①  □４ Ａ 問１） 仕事 垂直抗力は仕事に寄与しないので③～⑤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② 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・・・① ｘ＝ｖ0ｔ＋ａｔ^2／２ ＝（ｖ^2 － ｖ0^2）／（２ａ） ｖ0＝0 ｘ＝ｈなので、 ｖ＝√（２ａｈ） ・・・② 運動方程式 Ｐ：ｍａ＝Ｔ－ｍｇ／２ Ｑ：ｍａ＝ｍｇ－Ｔ ∴ａ＝ｇ／４ ・・・③ ②、③より、 ｖ＝√（ｇｈ／２） 答えは ④  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 ④． 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 ⑤． |