高等学校卒業程度認定試験問題2013年 第２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） 箔検電器。 図２のように負に帯電したエボナイト棒を近づけて箔がより広く開くことから 図１のように、箔には負電気帯電していたことになる。 また、金属板も図１のように、同じ負電気が帯電していた。  問２） 図１の抵抗をＲ［Ω］とすると、 図２の合成抵抗は２ＲとＲの並列抵抗なので、 和分の積から ２Ｒ＊Ｒ／（２Ｒ＋Ｒ）＝Ｒ＊（２／３） よって、②． 問３） 電灯の消費電力Ｐは、 Ｐ＝36000［ｗ］/(30日・24時間)=50w 電灯の抵抗Ｒは、 Ｒ=100[v]*100[v]/50[w]=20[Ω] よって、② 問４） 変圧器の １次側の電圧：２次側の電圧＝１次側の巻き数：２次側の巻き数 周波数は変化しない。 したがって、③ □２ Ａ 波の伝わりかた 問１） 縦波；媒質の振動方向と波の進行方向が同じ。 横波；媒質の振動方向と波の進行方向が垂直。 したがって、問題の波は縦波。 波の伝わる早さｖは ｖ＝０．７５ｍ／０．５Ｓ＝１．５ｍ／ｓ よって答えは ③． 問２） Ｏ点のイは右方向に変位しているのでｙ軸で正 Ｐ１点のロは変位していないのでｙ軸で０ よって、答えは④ Ｂ 問３） ３４０［ｍ／ｓ］×０．２５［ｓ］＝８５［ｍ］ よって、答えは② 問４） ８５０Ｈｚ ＝８５０［１／ｓ］なので 波長λ＝音速／周波数＝３４０／８５０＝０．４［ｍ］ よって、答えは① Ｃ 光の問題 問５） 模様が写るのは、回析・干渉なので 答えは① 問６） 鏡に全身を映すには身長の半分の鏡が必要。 詳しくは中学の理科の教科書を見てください。 １０の答えは④。 □３ 等加速度直線運動 Ａ 問１） グラフの傾きが急な部分が加速度大なので、 ①を選ぶ。 問２） 速度のグラフを積分した値が変位になる。 ① ２秒のとき、 ４ｍ ② ４秒のとき、 12ｍ ③ 8.5秒のとき、 16.5ｍ ④ 10.5秒のとき、 12.5ｍ ⑤ 12.5秒のとき、 10.5ｍ 答えは① Ｂ 問３） 変形しない物体にはたらく力、 力の作用線の法則 力の作用線上の交点に作用している力をかきなおしてよいので、 ⑤のように２力を合成してよい。  よって答えは⑤． 問４） 重り１個の質量をＷとする。１目盛りの長さを１とする。 支点の左側のモーメントＭＬと右側のモーメントＭＲが等しくなるようする。 ① ＭＲ＝４Ｒ＋３×３Ｗ＝１３Ｗ ≠ ＭＬ＝４×２Ｗ＝８Ｗ ② ＭＲ＝３×３Ｗ＋Ｗ＝１０Ｗ ≠ ＭＬ＝４×２Ｗ＝８Ｗ ③ ＭＲ＝３×３Ｗ＝９Ｗ ＝ ＭＬ＝Ｗ＋４×２Ｗ＝９Ｗ ④ ＭＲ＝３×３Ｗ＝９Ｗ ≠ ＭＬ＝３×Ｗ＋４×２Ｗ＝１１Ｗ ⑤ ＭＲ＝３×３Ｗ＝９Ｗ ≠ ＭＬ＝４×３Ｗ＝１２Ｗ 答えは③ Ｃ 問５） 物体Ｐと物体Ｑの運動方程式。 物体Ｐと物体Ｑの張力をＴ[N]，加速度をａ[m/s^2]とし、 物体Ｐの質量をＭ[kg]、動摩擦力をＲ[N]、 物体Ｑの質量をｍ[kg]、重力加速度をｇ[m/s^2]とすると、 物体Ｐ； Ｍａ＝Ｔ－Ｒ ・・・① 物体Ｑ； ｍａ＝ｍｇ－Ｔ ・・・② ①、②より ａ＝（ｍｇ－Ｒ）／（Ｍ＋ｍ） Ｍ＝6.0[kg]、ｍ＝2.0[kg]、ｇ＝9.8[m/s^2]、Ｒ＝3.6[N]より、 ａ＝2.0[m/s^2] 答えは⑤．  問６） 張力はなくなり、減速運動になる。 よって答えは④ □４ Ａ 問１） 仕事 力学的エネルギーの変化＝仕事 の関係から、 おもりの質量m[kg] おもりが静止している位置の高さ；h1[m]、おもりの速度v0=0 おもりの速度がvとなる位置の高さをh2[m] h1 － h2＝h[m] とすると、 張力のした仕事 ＝力学的エネルギーの変化 ＝[(1/2)mv^2＋mgh2]－[(1/2)mv0^2+mgh1] ＝(1/2)mv^2＋mg(h2-h1) ＝(1/2)mv^2-mgh 答えは②  問２） ふりこの仕事の問題 力学的エネルギーは変化しないので、 ①、②が消え ③、④、⑤が残る。 張力は振り子の運動の方向に垂直なため、仕事をしないので ③が消え、 残った④，⑤のうち、 ④は重力も仕事をしないと書いてあるので、消えて 残るのは⑤のみ。 答えは ⑤ Ｂ 問３） 熱エネルギー 仕事 エネルギーの総量は一定で、 熱エネルギーのすべてを仕事に変えることはできないので、 答えは ②． 問４） 熱エネルギー 効率 熱効率30%で2.7×10^3[J]の仕事をする熱機関は 70%を周囲に熱を放出するので、 その熱量は 2.7×10^3*(70/30)=6.3×10^3[J] 答えは ③．  |