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Miyazaki Entrance Science practice questions

One question at a time. Build your Miyazaki Entrance Science understanding.

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 1Physics (物理)

一直線上の道路を東向きに 12 m/s の速さで走っていた自動車が、4.0 s 後に東向きに 20 m/s の速さになった。この間の自動車の加速度の大きさと向きとして最も適切なものはどれか。

  1. 3.0 m/s²、東向き
  2. 2.0 m/s²、西向き
  3. 8.0 m/s²、東向き
  4. 2.0 m/s²、東向き Correct answer.

Explanation

加速度は単位時間あたりの速度の変化であり、(20 − 12) ÷ 4.0 で求められる。速度の変化は東向きに 8.0 m/s なので、4.0 s で割ると 2.0 m/s² となり、加速度の向きは速度が増えた向きと同じ東向きである。

Question 2Physics (物理)

水平な机の上に本を置き、本が静止している。本にはたらく重力と、机から本にはたらく垂直抗力の関係について正しく述べたものはどれか。

  1. 2力は同じ本にはたらいており、大きさが等しく向きが反対なのでつり合っている。 Correct answer.
  2. 2力は作用・反作用の関係にあり、異なる2物体にはたらく。
  3. 重力のほうが大きく、垂直抗力はそれより小さい。
  4. 2力は同じ向きにはたらいている。

Explanation

本にはたらく重力と机からの垂直抗力は、どちらも同じ本にはたらく力であり、本が静止していることから大きさが等しく向きが反対でつり合っている。作用・反作用の関係になるのは、本が机を押す力と机が本を押し返す力のように、異なる2物体の間にはたらく一対の力である。

Question 3Physics (物理)

抵抗値が 20 Ω の電熱線に 0.30 A の電流を流したとき、電熱線にかかる電圧はいくらか。

  1. 20 V
  2. 0.015 V
  3. 67 V
  4. 6.0 V Correct answer.

Explanation

オームの法則 V = RI より、電圧は 20 Ω × 0.30 A = 6.0 V と求められる。電流の値が 0.30 A という小数である点に注意し、抵抗値と電流値を正しく掛け合わせることが大切である。

Question 4Physics (物理)

質量 2.0 kg の小球を高さ 5.0 m の地点から静かに落とす。空気抵抗を無視するとき、小球が地面に達する直前の速さはおよそいくらか。ただし重力加速度を 9.8 m/s² とする。

  1. 49 m/s
  2. 7.0 m/s
  3. 9.9 m/s Correct answer.
  4. 4.9 m/s

Explanation

空気抵抗がなければ力学的エネルギーが保存されるので、mgh = ½mv² が成り立ち、質量によらず v = √(2gh) で速さを求められる。数値を代入すると v = √(2 × 9.8 × 5.0) = √98 ≈ 9.9 m/s となる。

Question 5Physics (物理)

振動数が 250 Hz の音が、空気中を速さ 340 m/s で伝わっている。この音の波長はおよそいくらか。

  1. 1.4 m Correct answer.
  2. 0.74 m
  3. 2.9 m
  4. 8.5 × 10⁴ m

Explanation

波の速さ v、振動数 f、波長 λ の間には v = fλ の関係があるので、λ = v ÷ f で求められる。340 ÷ 250 = 1.36 m となり、有効数字2桁で表すと 1.4 m である。

Question 6Physics (物理)

密度が 1.0 × 10³ kg/m³ の水の中に、体積 2.0 × 10⁻⁴ m³ の物体を完全に沈めた。この物体にはたらく浮力の大きさはおよそいくらか。ただし重力加速度を 9.8 m/s² とする。

  1. 5.1 × 10⁻³ N
  2. 0.20 N
  3. 20 N
  4. 2.0 N Correct answer.

Explanation

浮力の大きさは物体が押しのけた流体にはたらく重力に等しく、F = ρVg で求められる。水の密度 1.0 × 10³ kg/m³、体積 2.0 × 10⁻⁴ m³、重力加速度 9.8 m/s² を代入すると、1.0 × 10³ × 2.0 × 10⁻⁴ × 9.8 ≈ 2.0 N となる。

Question 7Physics (物理)

巻き数 200 巻のコイルを貫く磁束が、0.20 s の間に 4.0 × 10⁻³ Wb から 1.2 × 10⁻² Wb に増加した。このときコイルに生じる誘導起電力の大きさはいくらか。

  1. 16 V
  2. 0.80 V
  3. 0.040 V
  4. 8.0 V Correct answer.

Explanation

ファラデーの電磁誘導の法則より、誘導起電力の大きさは V = N × ΔΦ ÷ Δt で与えられる。磁束の変化は 1.2 × 10⁻² − 4.0 × 10⁻³ = 8.0 × 10⁻³ Wb であり、これを 0.20 s で割って 4.0 × 10⁻² Wb/s、さらに巻き数 200 を掛けると 8.0 V になる。

Question 8Physics (物理)

焦点距離が 10 cm の凸レンズの前方 30 cm の位置に、ろうそくを置いた。レンズによってできる像について正しく述べたものはどれか。

  1. レンズの後方 15 cm の位置に、正立の実像ができる。
  2. レンズの前方 15 cm の位置に、倒立の虚像ができる。
  3. レンズの後方 15 cm の位置に、倒立の実像ができる。 Correct answer.
  4. レンズの後方 7.5 cm の位置に、正立の実像ができる。

Explanation

凸レンズの写像公式 1/f = 1/a + 1/b に f = 10 cm、a = 30 cm を代入すると、1/b = 1/10 − 1/30 = 1/15 となり b = 15 cm である。物体が焦点距離の2倍より遠い位置にあるため、像はレンズの反対側にでき、上下左右が逆になった倒立の実像となる。

Question 9Physics (物理)

質量 4.0 kg の物体を水平な床の上で、水平方向に 20 N の力で引いた。床と物体の間の動摩擦係数を 0.25 とするとき、物体の加速度の大きさはおよそいくらか。ただし重力加速度を 9.8 m/s² とする。

  1. 0.10 m/s²
  2. 2.6 m/s² Correct answer.
  3. 5.0 m/s²
  4. 7.5 m/s²

Explanation

動摩擦力は μ'N = 0.25 × 4.0 × 9.8 = 9.8 N で、引く力と逆向きにはたらく。合力は 20 − 9.8 = 10.2 N なので、運動方程式 ma = F より a = 10.2 ÷ 4.0 ≈ 2.6 m/s² となる。

Question 10Physics (物理)

6.0 Ω の抵抗と 3.0 Ω の抵抗を並列に接続し、回路全体に 12 V の電圧を加えた。6.0 Ω の抵抗で消費される電力はいくらか。

  1. 48 W
  2. 24 W Correct answer.
  3. 16 W
  4. 144 W

Explanation

並列回路では各抵抗に同じ 12 V の電圧がかかるので、6.0 Ω の抵抗の消費電力は P = V² ÷ R = 12² ÷ 6.0 = 24 W である。合成抵抗 2.0 Ω から全電流 6.0 A を求め、分流して 6.0 Ω に 2.0 A が流れるとして P = RI² で計算しても 24 W となり検算できる。

Question 11Physics (物理)

自動車が一直線の道路を一定の速さ 15 m/s で走っている。8.0 s 間に進む距離は何 m か。

  1. 150 m
  2. 120 m Correct answer.
  3. 60 m
  4. 100 m

Explanation

一直線上を一定の速さで進む場合、移動距離は「速さ×時間」で求められる。15 m/s × 8.0 s = 120 m となる。速さが一定なので、途中の加速度を考える必要はない。

Question 12Physics (物理)

質量 60 kg の物体を月面に持って行った。月面上でのこの物体の重さはおよそいくらか。ただし月面の重力加速度を 1.6 m/s² とする。

  1. 60 N
  2. 160 N
  3. 96 N Correct answer.
  4. 590 N

Explanation

重さは重力の大きさであり、質量とその場所の重力加速度の積で表される。月面では 60 kg × 1.6 m/s² = 96 N となる。質量 60 kg は場所によって変わらないが、重さは重力加速度に比例して変わる。

Question 13Physics (物理)

2.0 Ω の抵抗と 3.0 Ω の抵抗を直列に接続した。この直列回路全体の合成抵抗はいくらか。

  1. 2.5 Ω
  2. 5.0 Ω Correct answer.
  3. 6.0 Ω
  4. 1.2 Ω

Explanation

直列回路では、各抵抗に同じ電流が流れ、合成抵抗は各抵抗の和になる。2.0 Ω + 3.0 Ω = 5.0 Ω である。並列接続の公式とは異なる点に注意する。

Question 14Physics (物理)

小球を高さ 19.6 m の地点から水平方向に 10 m/s の速さで投げ出した。小球が地面に達するまでに水平方向に進む距離はおよそいくらか。ただし重力加速度を 9.8 m/s² とし、空気抵抗は無視する。

  1. 20 m Correct answer.
  2. 15 m
  3. 39 m
  4. 10 m

Explanation

水平投射では、水平方向は等速直線運動、鉛直方向は自由落下とみなせる。地面までの時間は 19.6 = 1/2 × 9.8 × t² より t = 2.0 s である。水平距離は 10 m/s × 2.0 s = 20 m となる。

Question 15Physics (物理)

なめらかな水平面上で、質量 5.0 kg の物体が静止状態から水平方向に一定の力 20 N を受けて 4.0 m 動いた。物体の速さはおよそいくらか。

  1. 8.0 m/s
  2. 4.0 m/s
  3. 5.7 m/s Correct answer.
  4. 16 m/s

Explanation

摩擦力がないので、力がした仕事はすべて運動エネルギーに変わる。仕事は 20 N × 4.0 m = 80 J である。1/2 × 5.0 × v² = 80 より v² = 32、v ≈ 5.7 m/s となる。

Question 16Physics (物理)

水深 2.0 m の地点で、水面から受ける水による圧力はおよそいくらか。ただし水の密度を 1.0 × 10³ kg/m³、重力加速度を 9.8 m/s² とする。

  1. 4.9 × 10³ Pa
  2. 9.8 × 10³ Pa
  3. 2.0 × 10⁴ Pa Correct answer.
  4. 1.0 × 10⁴ Pa

Explanation

水面からの水深による圧力は ρgh で求められる。1.0 × 10³ kg/m³ × 9.8 m/s² × 2.0 m = 1.96 × 10⁴ Pa であり、およそ 2.0 × 10⁴ Pa である。大気圧を含めない水による圧力である。

Question 17Physics (物理)

船から海底に向けて音波を出したところ、2.5 s 後に反射音が戻ってきた。海中の音の速さを 1.5 × 10³ m/s とするとき、海底の深さはおよそいくらか。

  1. 1.9 × 10³ m Correct answer.
  2. 6.0 × 10² m
  3. 3.8 × 10³ m
  4. 1.2 × 10³ m

Explanation

音波は海底まで往復するので、進んだ距離は 2 × 深さである。2d = 1.5 × 10³ m/s × 2.5 s = 3.75 × 10³ m より、d ≈ 1.9 × 10³ m となる。片道分にするために 2 で割ることを忘れない。

Question 18Physics (物理)

磁束密度 0.50 T の一様な磁場中に、磁場に垂直に長さ 0.20 m の導線を置き、2.0 A の電流を流した。導線が受ける力の大きさはいくらか。

  1. 0.050 N
  2. 0.10 N
  3. 0.20 N Correct answer.
  4. 0.50 N

Explanation

磁場に垂直な導線が受ける力は F = BIL で表される。0.50 T × 2.0 A × 0.20 m = 0.20 N である。電流と磁場のなす角が 90° なので sin 90° = 1 としてよい。

Question 19Physics (物理)

なめらかな水平面上で、質量 2.0 kg の物体Aが速さ 6.0 m/s で、静止している質量 4.0 kg の物体Bに衝突し、一体となって運動した。衝突で失われた力学的エネルギーはいくらか。

  1. 12 J
  2. 6.0 J
  3. 24 J Correct answer.
  4. 18 J

Explanation

衝突前の運動量は 2.0 kg × 6.0 m/s = 12 kg·m/s である。一体となった後の速さは 12 ÷ (2.0 + 4.0) = 2.0 m/s となる。衝突前の運動エネルギーは 36 J、後は 12 J なので、失われたエネルギーは 24 J である。

Question 20Physics (物理)

電気容量 2.0 μF のコンデンサに 100 V の電圧を加えて充電した。コンデンサに蓄えられる電気エネルギーはいくらか。

  1. 2.0 × 10⁻² J
  2. 1.0 × 10⁻² J Correct answer.
  3. 1.0 × 10⁻⁴ J
  4. 2.0 × 10⁻⁴ J

Explanation

コンデンサに蓄えられるエネルギーは U = 1/2 C V² で求められる。1/2 × 2.0 × 10⁻⁶ F × (100 V)² = 1.0 × 10⁻² J である。電荷 Q = CV は 2.0 × 10⁻⁴ C となるが、エネルギーは 1/2 QV でも同じ値になる。

Question 21Physics (物理)

なめらかな水平面上の物体に、互いに垂直な向きの 6.0 N の力と 8.0 N の力を同時にはたらかせた。物体にはたらく合力の大きさとして最も適切なものはどれか。

  1. 7.0 N
  2. 48 N
  3. 14 N
  4. 10 N Correct answer.

Explanation

互いに垂直な二つの力の合力は、それぞれの力を辺とする長方形の対角線で表され、大きさは三平方の定理で求められる。したがって √(6.0² + 8.0²) = √100 = 10 N である。向きは 6.0 N の力から 8.0 N の力の向きへ測って約 53° の向きになる。

Question 22Physics (物理)

金属の導線に電流が流れているとき、導線中の自由電子の移動方向と電流の向きの関係として正しいものはどれか。

  1. 電流の向きとは無関係である
  2. 電流の向きに垂直
  3. 電流の向きと同じ向き
  4. 電流の向きと反対向き Correct answer.

Explanation

電流の向きは、正電荷が移動する向きと約束されている。金属導線では自由電子が負電荷をもって移動するため、電子の移動方向は電流の向きと反対になる。

Question 23Physics (物理)

質量 2.0 kg の物体を、床から高さ 1.5 m までゆっくり持ち上げた。このとき物体に対して行った仕事として最も適切なものはどれか。ただし重力加速度を 9.8 m/s² とする。

  1. 20 J
  2. 3.0 J
  3. 29 J Correct answer.
  4. 13 J

Explanation

ゆっくり持ち上げるとき、物体に加える力は重力とつり合う大きさ mg である。仕事は力の大きさと力の向きに移動した距離の積なので、W = mgh = 2.0 × 9.8 × 1.5 ≈ 29 J となる。

Question 24Physics (物理)

質量 0.50 kg の水の温度を 20℃ から 60℃ まで上昇させるのに必要な熱量はおよそいくらか。ただし水の比熱を 4.2 × 10³ J/(kg·K) とする。

  1. 4.2 × 10³ J
  2. 8.4 × 10⁴ J Correct answer.
  3. 2.1 × 10⁴ J
  4. 1.7 × 10⁵ J

Explanation

熱量は Q = mcΔT で求められる。質量 0.50 kg、比熱 4.2×10³ J/(kg·K)、温度変化 40 K を代入すると、Q = 0.50 × 4.2×10³ × 40 = 8.4×10⁴ J である。

Question 25Physics (物理)

振動数 500 Hz の音源が静止している。観測者が音源に向かって速さ 20 m/s で近づくとき、観測者が聞く音の振動数はおよそいくらか。ただし音速を 340 m/s とする。

  1. 530 Hz Correct answer.
  2. 470 Hz
  3. 500 Hz
  4. 520 Hz

Explanation

観測者が音源に近づくと、単位時間に受け取る波の数が増えるため、観測される振動数は高くなる。音速を V、観測者の速さを v とすると f' = f(V+v)/V なので、500 × (340+20)/340 ≈ 530 Hz である。

Question 26Physics (物理)

二つの点電荷の間にはたらく静電気力について、二つの電荷の電気量をそれぞれ変えずに、電荷間の距離を 2 倍にした。静電気力の大きさはもとの何倍になるか。

  1. 2 倍
  2. 4 倍
  3. 1/4 倍 Correct answer.
  4. 1/2 倍

Explanation

クーロン力の大きさは、二つの電荷の電気量の積に比例し、距離の 2 乗に反比例する。電気量を変えずに距離を 2 倍にすると、力は 1/2² = 1/4 倍になる。

Question 27Physics (物理)

ばね定数 20 N/m のばねを自然の長さから 0.15 m 伸ばした。ばねに蓄えられる弾性力による位置エネルギーはいくらか。

  1. 0.45 J
  2. 3.0 J
  3. 1.5 J
  4. 0.23 J Correct answer.

Explanation

ばねに蓄えられる弾性力による位置エネルギーは U = (1/2)kx² で表される。k = 20 N/m、x = 0.15 m を代入すると、U = 0.5 × 20 × 0.15² = 0.225 J ≈ 0.23 J である。

Question 28Physics (物理)

実効値が 100 V の正弦波交流電圧がある。この交流電圧の最大値はおよそいくらか。

  1. 141 V Correct answer.
  2. 200 V
  3. 71 V
  4. 100 V

Explanation

正弦波交流では、電圧の実効値は最大値の 1/√2 倍である。したがって最大値は 100 × √2 ≈ 141 V となる。

Question 29Physics (物理)

起電力 12 V、内部抵抗 0.50 Ω の電池に、抵抗値 5.5 Ω の抵抗を接続した。電池の端子電圧はいくらか。

  1. 10 V
  2. 12 V
  3. 5.5 V
  4. 11 V Correct answer.

Explanation

電池に流れる電流は、起電力と回路全体の抵抗から I = 12/(5.5+0.50) = 2.0 A である。端子電圧は起電力から内部抵抗による電圧降下 Ir を引いた値なので、12 − 2.0×0.50 = 11 V となる。

Question 30Physics (物理)

長さ 1.0 m の軽い棒の左端を支点とする。支点から 0.20 m の位置に下向きに 30 N の力を、支点から 0.80 m の位置に上向きに 10 N の力を加えた。これらの力による支点まわりの力のモーメントの合力として正しいものはどれか。ただし反時計回りを正とする。

  1. 14 N·m（反時計回り）
  2. 6.0 N·m（時計回り）
  3. 2.0 N·m（時計回り）
  4. 2.0 N·m（反時計回り） Correct answer.

Explanation

支点のまわりの力のモーメントは、力の大きさと支点からの距離の積で求め、反時計回りを正とする。0.20 m の下向きの力は −30×0.20 = −6.0 N·m、0.80 m の上向きの力は +10×0.80 = +8.0 N·m なので、合力のモーメントは +2.0 N·m、すなわち反時計回りに 2.0 N·m である。

Question 31Physics (物理)

空気抵抗を無視して、物体を静かに落下させた。落下開始から 2.0 s 後の速さはおよそいくらか。ただし重力加速度の大きさを 9.8 m/s² とする。

  1. 4.9 m/s
  2. 9.8 m/s
  3. 19.6 m/s Correct answer.
  4. 39.2 m/s

Explanation

自由落下では初速度が 0 で、加速度は重力加速度 g である。速さは v = gt で求められるので、v = 9.8 × 2.0 = 19.6 m/s となる。空気抵抗を無視するため、物体の質量によらず同じ速さになる。

Question 32Physics (物理)

抵抗値 6.0 Ω の抵抗に 12 V の電圧を加えた。この抵抗に流れる電流はいくらか。ただし抵抗の温度変化は無視する。

  1. 0.50 A
  2. 2.0 A Correct answer.
  3. 1.0 A
  4. 6.0 A

Explanation

オームの法則 V = RI より、電流は I = V/R で求められる。数値を代入すると I = 12/6.0 = 2.0 A である。抵抗が直列や並列に接続されていないので、そのままオームの法則を適用できる。

Question 33Physics (物理)

振動数 170 Hz の音が空気中を速さ 340 m/s で伝わっている。この音の波長はいくらか。

  1. 340 m
  2. 170 m
  3. 2.0 m Correct answer.
  4. 0.50 m

Explanation

波の速さ v、振動数 f、波長 λ の間には v = fλ の関係がある。したがって λ = v/f = 340/170 = 2.0 m である。振動数が大きいほど波長は短くなることも確認できる。

Question 34Physics (物理)

質量 10 kg の物体を、なめらかでない水平面上で水平方向に 50 N の力で引いた。物体にはたらく動摩擦力が 20 N のとき、物体の加速度はいくらか。

  1. 2.0 m/s²
  2. 5.0 m/s²
  3. 3.0 m/s² Correct answer.
  4. 7.0 m/s²

Explanation

水平方向の合力は、引く力から動摩擦力を引いて 50 − 20 = 30 N である。運動方程式 ma = F より a = F/m = 30/10 = 3.0 m/s² となる。摩擦力は運動を妨げる向きにはたらくため、合力では引く力から差し引く。

Question 35Physics (物理)

0℃の氷 0.20 kg をすべて 0℃の水にするのに必要な熱量はいくらか。ただし氷の融解熱を 3.3 × 10⁵ J/kg とする。

  1. 6.6 × 10⁴ J Correct answer.
  2. 6.6 × 10³ J
  3. 6.6 × 10⁵ J
  4. 3.3 × 10⁴ J

Explanation

氷が融けて水になるとき、温度は 0℃のままで状態変化に熱が使われる。必要な熱量は Q = mL で求められ、Q = 0.20 × 3.3 × 10⁵ = 6.6 × 10⁴ J である。融解熱は 1 kg あたりの熱量なので、質量を掛ける。

Question 36Physics (物理)

真空中に置いた電気量 2.0 × 10⁻⁶ C の点電荷から 0.30 m 離れた点における電場の強さはいくらか。ただしクーロンの法則の比例定数を 9.0 × 10⁹ N·m²/C² とする。

  1. 2.0 × 10⁵ N/C Correct answer.
  2. 2.0 × 10⁴ N/C
  3. 6.0 × 10⁴ N/C
  4. 6.0 × 10⁵ N/C

Explanation

点電荷による電場の強さは E = kQ/r² で表される。数値を代入すると E = 9.0 × 10⁹ × 2.0 × 10⁻⁶ ÷ (0.30)² = 2.0 × 10⁵ N/C である。距離は二乗して分母に入れる点に注意する。

Question 37Physics (物理)

質量 0.50 kg の小球が、半径 2.0 m の円周上を速さ 4.0 m/s で等速円運動している。小球にはたらく向心力の大きさはいくらか。

  1. 2.0 N
  2. 1.0 N
  3. 4.0 N Correct answer.
  4. 8.0 N

Explanation

等速円運動の向心力の大きさは F = mv²/r で求められる。数値を代入すると F = 0.50 × (4.0)² ÷ 2.0 = 4.0 N である。向心力は円の中心向きにはたらき、速さの大きさを変えずに運動の向きを変える。

Question 38Physics (物理)

一定量の理想気体がある。絶対温度を 2 倍にし、体積を 1/2 にしたとき、気体の圧力はもとの何倍になるか。

  1. 2 倍
  2. 4 倍 Correct answer.
  3. 1/2 倍
  4. 1/4 倍

Explanation

一定量の理想気体では PV/T が一定である。圧力を P、体積を V、絶対温度を T とすると、P₂/P₁ = (V₁/V₂) × (T₂/T₁) となる。体積が 1/2、絶対温度が 2 倍なので、P₂/P₁ = 2 × 2 = 4 倍である。

Question 39Physics (物理)

面積 0.020 m² のコイル 100 巻きを、磁場に垂直に置いた。コイルを貫く磁束密度を 0.10 s の間に 0.50 T から 0 T まで一様に変化させた。コイルに生じる誘導起電力の大きさはいくらか。

  1. 100 V
  2. 10 V Correct answer.
  3. 0.10 V
  4. 1.0 V

Explanation

ファラデーの電磁誘導の法則より、誘導起電力の大きさは |V| = N|ΔΦ/Δt| である。磁束の変化は ΔΦ = 0.50 × 0.020 = 0.010 Wb なので、|V| = 100 × 0.010/0.10 = 10 V となる。巻き数 N を掛けることを忘れない。

Question 40Physics (物理)

長さ 1.0 m の単振り子がある。振幅が小さいときの周期はおよそいくらか。ただし重力加速度を 9.8 m/s²、π = 3.14 とする。

  1. 1.0 s
  2. 0.32 s
  3. 3.1 s
  4. 2.0 s Correct answer.

Explanation

振幅が小さい単振り子の周期は T = 2π√(L/g) で表される。数値を代入すると T = 2 × 3.14 × √(1.0/9.8) ≈ 6.28 × 0.319 ≈ 2.0 s である。周期はおもりの質量にはよらず、糸の長さと重力加速度で決まる。

Question 41Physics (物理)

質量 2.0 kg の物体が速さ 3.0 m/s で一直線上を運動している。この物体の運動エネルギーの大きさとして最も適切ものはどれか。

  1. 36 J
  2. 9.0 J Correct answer.
  3. 6.0 J
  4. 18 J

Explanation

運動エネルギーは (1/2)mv² で求められる。m = 2.0 kg、v = 3.0 m/s を代入すると (1/2) × 2.0 × 3.0² = 9.0 J である。単位は J で表される。

Question 42Physics (物理)

光が空気中から水中へ斜めに入射した。境界面で屈折した光の進む向きとして正しいものはどれか。ただし水の屈折率は空気の屈折率より大きい。

  1. 屈折せずに直進する。
  2. 法線から遠ざかる向きに進む。
  3. 境界面に沿って進む。
  4. 法線に近づく向きに進む。 Correct answer.

Explanation

光が屈折率の小さい空気から大きい水へ進むと、水中では速さが小さくなる。そのため屈折光は境界面の法線に近づく向きに曲がる。入射角と屈折角の関係はスネルの法則で表される。

Question 43Physics (物理)

面積 0.20 m² の面に垂直に 40 N の力がはたらいている。この面が受ける圧力として最も適切なものはどれか。

  1. 800 Pa
  2. 8.0 Pa
  3. 200 Pa Correct answer.
  4. 20 Pa

Explanation

圧力は面に垂直にはたらく力の大きさを面積で割った値である。40 N ÷ 0.20 m² = 200 Pa となる。Pa は N/m² と同じ単位である。

Question 44Physics (物理)

抵抗値 6.0 Ω の抵抗と抵抗値 3.0 Ω の抵抗を並列に接続した。この合成抵抗の大きさとして最も適切なものはどれか。

  1. 9.0 Ω
  2. 2.0 Ω Correct answer.
  3. 4.5 Ω
  4. 1.5 Ω

Explanation

並列接続では合成抵抗の逆数が各抵抗の逆数の和になる。1/R = 1/6.0 + 1/3.0 = 1/2.0 なので R = 2.0 Ω である。直列接続の 9.0 Ω とは区別する。

Question 45Physics (物理)

消費電力 600 W の電熱器を 5 分間使用した。この間に電熱器が消費する電力量として最も適切なものはどれか。

  1. 3.0 × 10³ J
  2. 1.8 × 10⁵ J Correct answer.
  3. 1.2 × 10⁵ J
  4. 3.0 × 10⁵ J

Explanation

電力量は電力に使用時間を掛けて求める。5 分は 300 s なので、600 W × 300 s = 1.8 × 10⁵ J である。W は J/s であるから秒に換算して計算する。

Question 46Physics (物理)

質量 2.0 kg の小球が速さ 3.0 m/s で一直線上を進み、静止している質量 1.0 kg の小球に衝突して一体となった。衝突後の二球の速さとして最も適切なものはどれか。

  1. 3.0 m/s
  2. 2.0 m/s Correct answer.
  3. 1.0 m/s
  4. 1.5 m/s

Explanation

衝突前後の運動量が保存される。2.0 kg × 3.0 m/s = (2.0 kg + 1.0 kg) × v より v = 2.0 m/s である。一体になった後の質量は 3.0 kg である。

Question 47Physics (物理)

同じ振幅 A で逆向きに進む二つの波が重なって定常波ができた。定常波の腹における振幅として正しいものはどれか。

  1. A
  2. 0
  3. A/2
  4. 2A Correct answer.

Explanation

定常波では二つの波が同位相で重なる腹と、逆位相で打ち消し合う節ができる。腹では変位が同じ向きに加算されるため、振幅は A + A = 2A になる。節では振幅が 0 になる。

Question 48Physics (物理)

焦点距離 10 cm の凸レンズの前方 30 cm の位置に物体を置いた。レンズの反対側にできる像の位置として最も適切なものはどれか。

  1. 15 cm Correct answer.
  2. 10 cm
  3. 30 cm
  4. 7.5 cm

Explanation

凸レンズでは 1/f = 1/a + 1/b が成り立つ。f = 10 cm、a = 30 cm を代入すると 1/b = 1/10 - 1/30 = 2/30 なので b = 15 cm である。像はレンズの反対側に実像としてできる。

Question 49Physics (物理)

真空中で、電気量 4.0 × 10⁻⁶ C の点電荷から 0.20 m 離れた点の電位として最も適切なものはどれか。ただしクーロンの法則の比例定数を 9.0 × 10⁹ N·m²/C² とし、無限遠の電位を 0 とする。

  1. 9.0 × 10⁴ V
  2. 1.8 × 10⁴ V
  3. 3.6 × 10⁵ V
  4. 1.8 × 10⁵ V Correct answer.

Explanation

点電荷による電位は V = kQ/r で表される。9.0×10⁹ × 4.0×10⁻⁶ ÷ 0.20 = 1.8×10⁵ V である。電場の強さ E = kQ/r² と混同しない。

Question 50Physics (物理)

磁束密度 0.20 T の一様な磁場中で、長さ 0.50 m の導体棒を磁場に垂直に、速さ 4.0 m/s で磁場と垂直な方向に動かした。導体棒に生じる誘導起電力の大きさとして最も適切なものはどれか。

  1. 0.80 V
  2. 2.5 V
  3. 0.40 V Correct answer.
  4. 0.10 V

Explanation

磁場中を動く導体棒に生じる誘導起電力は V = Bℓv で求められる。B = 0.20 T、ℓ = 0.50 m、v = 4.0 m/s を代入すると 0.20 × 0.50 × 4.0 = 0.40 V である。向きは右手の法則やレンツの法則で判断する。