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Hyogo Entrance Science practice questions

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First 50 of 200 questions. Each one lists the choices, the correct answer, and an explanation. The checker at the top of this page saves progress in this browser when it is available.

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Question 1物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

一直線上にある2つの力がつり合っているとき、それらの力について必ず成り立つ関係はどれか。

  1. 大きさが等しく、向きが反対である。 Correct answer.
  2. 大きさが異なり、向きが反対である。
  3. 大きさが等しく、向きが同じである。
  4. 大きさが異なり、向きが同じである。

Explanation

2つの力がつり合う条件は、力の大きさが等しく、向きが反対で、同じ一直線上にはたらくことである。大きさが違えば物体は大きい力の向きに動き出し、向きが同じなら2力が合成されて1つの大きな力になる。

Question 2物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

抵抗が3Ωの電熱線に6Vの電圧を加えたとき、流れる電流の大きさはどれか。

  1. 9A
  2. 2A Correct answer.
  3. 18A
  4. 0.5A

Explanation

オームの法則により、電流は電圧÷抵抗で求められる。6V÷3Ω＝2Aとなる。電流は電圧に比例し、抵抗に反比例する関係を式で確かめる。

Question 3物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

音の高さを決めているものはどれか。

  1. 音源の振動の振幅
  2. 音源から観測者までの距離
  3. 音源の振動の振動数 Correct answer.
  4. 音が伝わる物質の種類

Explanation

音の高さは音源の振動数で決まり、振動数が大きいほど高い音になる。振幅は音の大きさ（強弱）を決めるもので、高さとは別の要素である。

Question 4物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

コイルの一方の端に棒磁石のN極を近づけると、コイルに誘導電流が流れた。このとき、コイルの磁石に近い側の端に現れる極として正しいものはどれか。

  1. 近づける速さによって極が入れかわる
  2. N極 Correct answer.
  3. どちらの極も現れない
  4. S極

Explanation

電磁誘導では、コイルに流れる誘導電流は磁石の動きを妨げる向きに磁界をつくる。N極を近づけるとコイルの磁石側の端はN極になり、反発して接近を妨げる。

Question 5物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

質量2kgの物体を、一定の力で水平に4m動かしたところ、物体にした仕事が40Jであった。このとき加えた力の大きさはどれか。ただし摩擦は考えない。

  1. 80N
  2. 20N
  3. 160N
  4. 10N Correct answer.

Explanation

仕事は「力の大きさ×力の向きに動いた距離」で求められる。40J＝F×4mよりF＝10Nとなる。質量2kgは仕事の計算には必要なく、引っかけの数値である。

Question 6物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

水中にある物体にはたらく浮力について、正しい説明はどれか。

  1. 物体の材質だけで決まり、水の密度には関係しない。
  2. 物体の水中にある部分の体積が大きいほど大きい。 Correct answer.
  3. 物体が水の深いところにあるほど必ず大きい。
  4. 物体の質量が大きいほど大きい。

Explanation

浮力の大きさは、物体が押しのけた液体の重さに等しく、水中にある部分の体積と液体の密度で決まる。物体の質量や水深には関係しない点が重要である。

Question 7物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

光が空気中から水中へ斜めに入射したとき、光はどのように進むか。

  1. 入射角より屈折角が小さくなる向きに曲がる。 Correct answer.
  2. 屈折せずにまっすぐ進む。
  3. 境界面で必ず反射して水中には進まない。
  4. 入射角より屈折角が大きくなる向きに曲がる。

Explanation

光は水中のほうが空気中より速さが遅いため、境界面の法線に近づく向きに屈折する。つまり屈折角は入射角より小さくなる。垂直に入射したときだけ屈折しない。

Question 8物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

電圧100Vで電流5Aを流したとき、この電熱器の消費電力と、10秒間に発生する熱量の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. 500W、50J
  2. 500W、5000J Correct answer.
  3. 50W、500J
  4. 50W、5000J

Explanation

電力は電圧と電流の積で、100V×5A＝500Wである。熱量は電力と時間の積で、500W×10秒＝5000Jとなる。電力と電力量（熱量）の違いを区別して計算する。

Question 9物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

水平な机の上で、台車を一定の力で引き続けたところ、台車はだんだん速くなった。台車にはたらく力と運動について、正しい記述はどれか。ただし摩擦や空気抵抗は無視できる。

  1. 台車を引くのをやめると、台車はすぐに止まる。
  2. 台車にはたらく力が一定ならば、台車は一定の速さで進む。
  3. 台車にはたらく力が一定ならば、台車は一定の割合で速さを増す。 Correct answer.
  4. 台車の速さが増すと、はたらく力も必ず大きくなる。

Explanation

運動の第2法則により、質量が一定なら加速度ははたらく力に比例する。力が一定であれば加速度も一定なので、速さは時間に比例して増していく。力を加えるのをやめれば、摩擦がなければ等速直線運動を続ける。

Question 10物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

ある弦の上を伝わる波が、1つの点を20回通過するのに4.0秒かかった。この波の振動数はどれか。

  1. 0.2Hz
  2. 16Hz
  3. 80Hz
  4. 5.0Hz Correct answer.

Explanation

振動数は1秒間に振動する回数、つまり波が1点を通過する回数であり、回数を時間で割って求める。20回÷4.0秒＝5.0Hzとなる。波の速さは別に「振動数×波長」で求める。

Question 11物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

一直線上で、物体に右向きに3Nの力と右向きに4Nの力を同時に加えた。物体にはたらく合力の大きさと向きとして正しいものはどれか。

  1. 左向きに7N
  2. 右向きに7N Correct answer.
  3. 右向きに1N
  4. 左向きに1N

Explanation

同じ一直線上で同じ向きの2力は、大きさを足し合わせたものが合力になる。3N+4N=7Nで、向きはもとの力と同じ右向きである。向きが逆の場合だけ差をとる。

Question 12物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

電車が急ブレーキをかけると、立っている乗客の体が進行方向へ傾く。この現象の説明として最も適切なものはどれか。

  1. ブレーキにより乗客の質量が小さくなるから。
  2. 乗客に進行方向向きの力が新たに加わるから。
  3. 乗客の体は慣性により、その場にとどまろうとするから。 Correct answer.
  4. 電車の加速度が乗客の質量に比例して大きくなるから。

Explanation

物体は外力がはたらかない限り、そのときの運動状態を保とうとする。これを慣性の法則という。電車は減速しても乗客の体は前へ進み続けようとするため、進行方向へ傾く。

Question 13物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

音の伝わり方について正しい説明はどれか。

  1. 音は物体の振動と関係なく、空間そのものを伝わる。
  2. 音は物体の振動が媒質を伝わる現象で、真空中では伝わらない。 Correct answer.
  3. 音は真空中でも光と同じ速さで伝わる。
  4. 音の速さは空気中でも水中でも同じである。

Explanation

音は物体の振動が空気や水などの媒質を伝わる現象である。媒質がない真空中では音は伝わらない。音の速さは媒質によって異なり、一般に水中の方が空気中より速い。

Question 14物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

水平な床の上の物体に50Nの力を加え、力の向きに4m移動させた。このとき10秒かかった。仕事率は何Wか。

  1. 200W
  2. 500W
  3. 5W
  4. 20W Correct answer.

Explanation

仕事は力の大きさ×力の向きに動いた距離で、50N×4m=200Jである。仕事率は仕事÷時間なので、200J÷10s=20Wとなる。WはJ/sを表す単位である。

Question 15物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

6Ωの抵抗と3Ωの抵抗を並列に接続した。この並列部分全体の合成抵抗は何Ωか。

  1. 9Ω
  2. 2Ω Correct answer.
  3. 3Ω
  4. 4.5Ω

Explanation

並列合成抵抗は 1/R = 1/R1 + 1/R2 で求める。1/6+1/3=1/6+2/6=3/6=1/2 なので R=2Ω である。並列では合成抵抗は最も小さい抵抗より小さくなる。

Question 16物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

紙面に垂直な磁界の中に、紙面に沿って右向きに電流を流した。磁界の向きが紙面の裏から表向き（手前向き）であるとき、電流が受ける力の向きはどれか。

  1. 下向き Correct answer.
  2. 左向き
  3. 右向き
  4. 上向き

Explanation

フレミング左手の法則で、電流・磁界・力の向きの関係を決める。電流が右向き、磁界が手前向きのとき、力は下向きになる。電流と磁界が平行でないときに力がはたらく。

Question 17物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

振動数5Hz、波長2mの波がある。この波が伝わる速さは何m/sか。

  1. 2.5m/s
  2. 10m/s Correct answer.
  3. 20m/s
  4. 0.4m/s

Explanation

波の速さvは、振動数fと波長λを用いて v=fλ で表される。5Hz×2m=10m/sとなる。Hzは1秒あたりの振動回数を表す単位である。

Question 18物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

焦点距離10cmの凸レンズの前方30cmの位置に物体を置いた。スクリーン上にできる像として正しいものはどれか。

  1. レンズの後方15cmに、倒立した縮小像ができる。 Correct answer.
  2. レンズの後方30cmに、正立した縮小像ができる。
  3. レンズの後方10cmに、倒立した拡大像ができる。
  4. レンズの前方15cmに、正立した拡大像ができる。

Explanation

凸レンズの公式 1/f=1/a+1/b に f=10cm、a=30cm を代入すると、1/b=1/10−1/30=1/15 となり b=15cm である。倍率は b/a=15/30=0.5 で、スクリーン上には倒立した縮小の実像ができる。

Question 19物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

質量2.0kgの物体を、高さ5.0mの位置から静かに落下させた。空気抵抗を無視すると、地面に達する直前の速さは何m/sか。ただし重力加速度を10m/s²とする。

  1. 50m/s
  2. 5.0m/s
  3. 20m/s
  4. 10m/s Correct answer.

Explanation

力学的エネルギー保存より、位置エネルギーmghが運動エネルギー(1/2)mv²に変わる。2.0×10×5.0=(1/2)×2.0×v² を解くと v²=100、v=10m/s である。質量は両辺で打ち消せる。

Question 20物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

あるばねに10Nの力を加えると、ばねの長さが自然長から2.0cm伸びた。このばねのばね定数は何N/mか。

  1. 500 N/m Correct answer.
  2. 20 N/m
  3. 5 N/m
  4. 200 N/m

Explanation

ばねの伸びは力に比例し、F=kxの関係が成り立つ。伸び2.0cmは0.020mなので、k=F/x=10N÷0.020m=500N/mである。単位をmに直す点が重要。

Question 21物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

抵抗値が4Ωの抵抗Aと6Ωの抵抗Bを直列に接続し、12Vの電源につないだ。回路に流れる電流は何Aか。

  1. 0.8 A
  2. 3.0 A
  3. 2.0 A
  4. 1.2 A Correct answer.

Explanation

直列回路では合成抵抗は各抵抗の和で、4Ω+6Ω=10Ωになる。オームの法則I=V/Rより、12V÷10Ω=1.2Aである。直列では電流はどこでも同じ大きさ。

Question 22物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

質量0.50kgの小球を、高さ1.6mの地点から静かに落下させた。空気抵抗を無視すると、地面に達する直前の運動エネルギーは何Jか。ただし重力加速度を10m/s²とする。

  1. 0.8 J
  2. 16 J
  3. 4.0 J
  4. 8.0 J Correct answer.

Explanation

落下前の位置エネルギーmghは0.50kg×10m/s²×1.6m=8.0Jである。空気抵抗がなければ力学的エネルギーが保存され、地面直前ではすべて運動エネルギーになる。

Question 23物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

一直線上の導線に電流を流したとき、導線から一定の距離の点にできる磁界の強さについて、電流を2倍にすると磁界の強さはどうなるか。

  1. 4倍になる
  2. 2倍になる Correct answer.
  3. 1/4倍になる
  4. 1/2倍になる

Explanation

直線電流のまわりにできる磁界の強さは、導線を流れる電流の大きさに比例する。したがって電流を2倍にすると、同じ距離での磁界の強さも2倍になる。距離が変わらない点に注意する。

Question 24物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

消費電力600Wの電気器具を30分間使用した。このとき消費した電力量は何Whか。

  1. 18000 Wh
  2. 600 Wh
  3. 300 Wh Correct answer.
  4. 1800 Wh

Explanation

電力量Whは消費電力Wに使用時間hを掛けて求める。30分は0.50時間なので、600W×0.50h=300Whである。分をそのまま時間として使わないことがポイント。

Question 25物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

面積0.20m²の板に、板面に垂直に40Nの力がはたらいている。板が受ける圧力は何Paか。

  1. 800 Pa
  2. 20 Pa
  3. 200 Pa Correct answer.
  4. 8 Pa

Explanation

圧力Paは、面に垂直にはたらく力Nを面積m²で割って求める。40N÷0.20m²=200Paである。面積が小さいほど同じ力でも圧力は大きくなる。

Question 26物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

平面鏡に光が入射し、鏡の面に垂直な線と入射光のなす角が30°であった。このときの反射角は何度か。

  1. 60°
  2. 45°
  3. 150°
  4. 30° Correct answer.

Explanation

反射角は鏡の面に垂直な法線と反射光のなす角で測る。光の反射では入射角と反射角が等しいので、入射角が30°なら反射角も30°になる。鏡の面との角と混同しない。

Question 27物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

6Ωの抵抗と3Ωの抵抗を並列に接続した部分に、4Ωの抵抗を直列に接続し、全体を12Vの電源につないだ。並列部分全体にかかる電圧は何Vか。

  1. 6 V
  2. 8 V
  3. 2 V
  4. 4 V Correct answer.

Explanation

6Ωと3Ωの並列部分の合成抵抗は1/R=1/6+1/3=1/2より2Ωである。全体の抵抗は2Ω+4Ω=6Ωなので電流は12V÷6Ω=2A。並列部分の電圧は2Ω×2A=4Vとなる。

Question 28物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

質量6.0kgの物体を、質量と摩擦の無視できる動滑車を使って0.50m持ち上げる。物体を一定の速さで引き上げるのに必要な力の大きさと、ひもを引く距離の組み合わせとして正しいものはどれか。ただし重力加速度を10m/s²とする。

  1. 30N、0.50m
  2. 60N、1.0m
  3. 60N、0.50m
  4. 30N、1.0m Correct answer.

Explanation

動滑車を使うと、物体を支えるひもの本数が2本になるため、引く力は物体の重さの半分ですむ。物体の重さは6.0kg×10m/s²=60Nなので力は30N。一方、ひもを引く距離は物体が上がる距離の2倍で1.0mになる。

Question 29物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

一定の速さ5.0m/sでまっすぐ進む自転車が、40秒間に進む距離は何mか。

  1. 0.13m
  2. 200m Correct answer.
  3. 8.0m
  4. 45m

Explanation

等速直線運動では速さが一定なので、進む距離は速さと時間の積で求められる。5.0m/s×40s=200mとなる。単位もm/s×s=mとなり、計算結果と一致する。

Question 30物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

10Vの電源に5.0Ωの抵抗をつないだ。抵抗に流れる電流は何Aか。

  1. 50A
  2. 2.0A Correct answer.
  3. 0.50A
  4. 15A

Explanation

オームの法則V=RIより、電流IはI=V/Rで求められる。10V÷5.0Ω=2.0Aである。抵抗が大きいほど同じ電圧では電流が小さくなることも確認できる。

Question 31物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

100Vの電源に2.0Aの電流が流れている電気器具の消費電力は何Wか。

  1. 102W
  2. 50W
  3. 200W Correct answer.
  4. 0.020W

Explanation

電力Pは電圧Vと電流Iの積で表される。P=100V×2.0A=200Wである。消費電力は1秒あたりに消費する電気エネルギーの大きさを表す。

Question 32物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

体積1.0×10⁻³m³の物体を水に完全に沈めた。物体が受ける浮力は何Nか。ただし水の密度を1.0×10³kg/m³、重力加速度を10m/s²とする。

  1. 100N
  2. 10N Correct answer.
  3. 1.0N
  4. 0.010N

Explanation

浮力は物体が押しのけた液体の重さに等しい。水の密度×体積×重力加速度=1.0×10³×1.0×10⁻³×10=10Nとなる。物体の質量や形ではなく、沈めた体積で決まる点が重要である。

Question 33物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

水平に置いたコイルに、棒磁石のN極を上方から近づけると誘導電流が流れた。このとき誘導電流がつくる磁界の向きとして正しいものはどれか。

  1. コイルの上端がS極になる向き
  2. 磁石の動きに関係なく常に同じ向き
  3. コイルの上端がN極になる向き Correct answer.
  4. コイルの内部に磁界ができない向き

Explanation

レンツの法則により、誘導電流はコイルを貫く磁束の変化を妨げる向きに流れる。N極を近づけると下向きの磁束が増えるため、コイルは上向きの磁界をつくる。コイルの上端がN極になる向きに電流が流れる。

Question 34物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

摩擦の無い斜面を使って、質量4.0kgの物体を高さ2.0mだけゆっくり引き上げる。斜面の長さが5.0mのとき、斜面に沿って加える力は何Nか。ただし重力加速度を10m/s²とする。

  1. 40N
  2. 8.0N
  3. 80N
  4. 16N Correct answer.

Explanation

重力に逆らってした仕事はmgh=4.0×10×2.0=80Jである。摩擦が無視できるので、斜面に沿って加えた力Fがする仕事F×5.0mも80Jに等しい。よってF=80÷5.0=16Nとなる。

Question 35物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

光が空気中から水中へ斜めに入射した。入射角と屈折角の関係として正しいものはどれか。

  1. 屈折角は入射角より大きくなる
  2. 屈折角は入射角と常に等しい
  3. 光は水中へ進まずすべて反射する
  4. 屈折角は入射角より小さくなる Correct answer.

Explanation

光が空気から水へ進むとき、水の屈折率は空気より大きい。そのため屈折光は境界面の法線に近づき、屈折角は入射角より小さくなる。入射角が0°のときだけ屈折角も0°になる。

Question 36物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

4.0Ωの抵抗に2.0Aの電流を3.0秒間流した。抵抗で発生するジュール熱は何Jか。

  1. 8.0J
  2. 24J
  3. 48J Correct answer.
  4. 12J

Explanation

ジュール熱は抵抗に流れる電流の2乗、抵抗値、時間の積で求められる。Q=I²Rt=2.0²×4.0×3.0=48Jである。電流を2倍にすると発熱量は4倍になる関係も押さえたい。

Question 37物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

軽くて丈夫な棒の一端を支点で支え、支点から0.20mの位置に30Nの力を下向きに加えた。支点から反対側0.30mの位置に下向きの力を加えて棒を水平につり合わせるには、力の大きさは何Nか。

  1. 0.20N
  2. 45N
  3. 20N Correct answer.
  4. 4.5N

Explanation

棒が回転しないためには、支点のまわりの力のモーメントがつり合う必要がある。左側は30N×0.20m=6.0N·mなので、右側もF×0.30m=6.0N·mでなければならない。よってF=6.0÷0.30=20Nである。

Question 38物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

磁束密度0.50Tの一様な磁界中に、磁界に垂直に長さ0.10mの導線を置き、2.0Aの電流を流した。導線が受ける力の大きさは何Nか。

  1. 0.010N
  2. 0.10N Correct answer.
  3. 1.0N
  4. 10N

Explanation

磁界に垂直な導線が受ける力の大きさはF=BIlで表される。B=0.50T、I=2.0A、l=0.10mを代入すると、F=0.50×2.0×0.10=0.10Nとなる。力の向きは電流と磁界の両方に垂直である。

Question 39物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

一直線上にある物体に、右向きに6Nの力と左向きに4Nの力を同時に加えた。物体にはたらく合力の大きさと向きの組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. 10N、右向き
  2. 2N、左向き
  3. 10N、左向き
  4. 2N、右向き Correct answer.

Explanation

一直線上の力は、向きを符号で考えて合成します。右向きを正とすると、6N−4N=2Nとなり、正の向きである右向きの合力になります。力の大きさだけでなく向きも答える必要があります。

Question 40物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

空気中を音が伝わるときの説明として正しいものはどれか。

  1. 音は真空中でも空気中と同じ速さで伝わる。
  2. 音は空気の粒子の間を何も伝わらずに進む。
  3. 音源から出た空気の粒子が、音の速さで聴く人まで移動する。
  4. 空気の粒子の振動が周囲へ伝わる。 Correct answer.

Explanation

音は空気などの媒質の振動が波として伝わる現象です。空気の粒子はその場で振動するだけで、音源から聴く人まで移動するわけではありません。空気がない真空中では音は伝わりません。

Question 41物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

2つの抵抗を並列に接続して電源につないだとき、各抵抗にかかる電圧について正しいものはどれか。

  1. 抵抗の大きさが大きいほど大きくなる。
  2. 2つの抵抗の抵抗値の比に反比例して決まる。
  3. 抵抗の大きさが小さいほど大きくなる。
  4. どちらの抵抗にも同じ大きさの電圧がかかる。 Correct answer.

Explanation

並列回路では、各抵抗の両端が同じ2つの接続点につながれています。そのため、各抵抗にかかる電圧は抵抗値にかかわらず等しくなります。電流は抵抗値に反比例して分かれます。

Question 42物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

質量0.60kgの物体が、なめらかな水平面上で静止していた。この物体に水平方向の一定の力2.0Nを加え続けると、3.0秒後の速さは何m/sか。

  1. 3.3m/s
  2. 0.30m/s
  3. 1.1m/s
  4. 10m/s Correct answer.

Explanation

物体にはたらく合力から加速度を求めます。運動方程式 ma=F より a=F/m=2.0N/0.60kg≒3.33m/s²です。静止から3.0秒後の速さは v=at=3.33×3.0≒10m/sとなります。

Question 43物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

質量2.0kgの物体が、あらい水平面上を4.0m/sの速さで滑っている。物体には運動の向きと逆向きに一定の摩擦力2.0Nがはたらく。物体が停止するまでに滑る距離は何mか。

  1. 16m
  2. 4.0m
  3. 8.0m Correct answer.
  4. 32m

Explanation

物体が失う運動エネルギーを求めます。1/2×2.0×4.0²=16Jです。摩擦力がする仕事は2.0N×距離なので、16=2.0×距離より距離=8.0mです。

Question 44物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

水平な導線を南北方向に置き、電流を北向きに流した。導線の真上での磁界の向きとして正しいものはどれか。

  1. 南向き
  2. 西向き
  3. 北向き
  4. 東向き Correct answer.

Explanation

電流の向きに右手の親指を合わせると、指の回る向きが磁界の向きになります。電流が北向きのとき、導線の真上では東向き、真下では西向きの磁界ができます。したがって真上では東向きです。

Question 45物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

100Vの電源に、100V用の600Wの電気器具と100V用の300Wの電気器具を並列に接続した。電源から流れる電流の合計は何Aか。

  1. 6.0A
  2. 9.0A Correct answer.
  3. 3.0A
  4. 12A

Explanation

並列接続では、各器具に同じ100Vの電圧がかかります。600Wの器具には600/100=6.0A、300Wの器具には300/100=3.0Aが流れます。合計は6.0+3.0=9.0Aです。

Question 46物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

長さ1.2mの弦を両端で固定し、弦を振動させたところ、腹が3個の定常波ができた。このときの波の波長は何mか。

  1. 2.4m
  2. 1.2m
  3. 0.80m Correct answer.
  4. 0.40m

Explanation

両端固定の弦にできる定常波では、弦の長さLは波長λの半分の整数倍になります。腹が3個なので L=3×λ/2 です。1.2=3λ/2 を解くと λ=0.80mになります。

Question 47物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

6.0Vの電源に、抵抗Rと12Ωの抵抗を直列に接続した。12Ωの抵抗にかかる電圧が4.0Vであった。抵抗Rの抵抗値は何Ωか。

  1. 8.0Ω
  2. 18Ω
  3. 6.0Ω Correct answer.
  4. 2.0Ω

Explanation

直列回路では、どの抵抗にも同じ電流が流れます。12Ωの抵抗に4.0Vかかっているので、電流は4.0/12=1/3Aです。抵抗Rには6.0−4.0=2.0Vかかるので、R=2.0/(1/3)=6.0Ωです。

Question 48物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

ある波が1.0秒間に50回振動し、波長が0.20mであった。この波の速さは何m/sか。

  1. 0.10m/s
  2. 250m/s
  3. 10m/s Correct answer.
  4. 0.0040m/s

Explanation

振動数fは1秒間の振動回数なので50Hz、波長λは0.20mである。波の速さvはv=fλで求められ、50×0.20=10m/sとなる。1秒間に50個の波ができ、それぞれの長さが0.20mなので、波は1秒間に10m進むと考えることもできる。

Question 49物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

空気抵抗を無視できるものとして、高さ5.0mの地点から物体を静かに落とす。地面に達する直前の速さは何m/sか。ただし重力加速度を10m/s²とする。

  1. 10m/s Correct answer.
  2. 20m/s
  3. 5.0m/s
  4. 7.1m/s

Explanation

落下中は位置エネルギーが運動エネルギーに変わる。mgh=(1/2)mv²より、v=√(2gh)=√(2×10×5.0)=10m/sとなる。質量mは両辺で打ち消されるため、速さは物体の質量によらない。

Question 50物理的領域（力と運動、エネルギー、電気、電流と磁界、波・音・光）

磁束密度0.20Tの一様な磁界中で、磁界と垂直に長さ0.50mの導体棒を、磁界と棒の両方に垂直な向きに4.0m/sの速さで動かした。導体棒の両端に生じる誘導起電力の大きさは何Vか。

  1. 2.5V
  2. 0.10V
  3. 0.40V Correct answer.
  4. 4.0V

Explanation

磁界に垂直な導体棒が磁界を横切るとき、誘導起電力の大きさVはV=Bℓvで表される。B=0.20T、ℓ=0.50m、v=4.0m/sを代入すると、V=0.20×0.50×4.0=0.40Vとなる。導体棒の向きと速度、磁界の向きが互いに垂直であるため、この式をそのまま適用できる。