I85PREP
⌘ K
Tochigi Public High School Entrance Examination - Science study materials
Tochigi Public High School Entrance Examination - Science study resources

Tochigi Public High School Entrance Examination - Science practice questions

One question at a time. Build your Tochigi Public High School Entrance Examination - 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.

Continue in the practice tool above to load more questions, 50 at a time.

Question 1Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

一直線上を進む物体が、右向きを正として 6.0 m/s の速さで運動している。この物体が 2.0 秒間に進む距離として正しいものはどれか。

  1. 12 m Correct answer.
  2. 6.0 m
  3. 18 m
  4. 3.0 m

Explanation

等速直線運動では、進む距離は速さと時間の積で求められる。速さ 6.0 m/s に時間 2.0 s をかけると 12 m になる。加速度がないので速さは変化せず、この計算で距離が決まる。

Question 2Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

質量 2.0 kg の物体にはたらく重力の大きさはおよそいくらか。ただし、質量 1 kg の物体にはたらく重力の大きさを 9.8 N とする。

  1. 2.0 N
  2. 9.8 N
  3. 4.9 N
  4. 19.6 N Correct answer.

Explanation

地球上で物体にはたらく重力の大きさは、質量に比例し、質量 1 kg あたり約 9.8 N である。したがって 2.0 kg の物体では 2.0 × 9.8 = 19.6 N となる。質量と力は単位が異なることに注意する。

Question 3Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

一直線上を運動する物体の速さが、2.0 秒間に 4.0 m/s から 10.0 m/s に変化した。この物体の加速度の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 5.0 m/s²
  2. 3.0 m/s² Correct answer.
  3. 6.0 m/s²
  4. 2.0 m/s²

Explanation

加速度は、速さの変化量をその変化にかかった時間で割ることで求められる。速さの変化は 10.0 − 4.0 = 6.0 m/s、これを 2.0 s で割ると 3.0 m/s² になる。

Question 4Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

水平な床の上で物体を一定の速さで水平に引いているとき、物体にはたらく力のつり合いについて正しい説明はどれか。

  1. 物体にはたらく重力は、引く力とつり合っている。
  2. 引く力は摩擦力より必ず大きく、その差が速さになる。
  3. 引く力と摩擦力の大きさが等しく、向きは反対である。 Correct answer.
  4. 一定の速さで動く物体には力がはたらいていない。

Explanation

物体が一定の速さで運動しているとき、物体にはたらく力はつり合っている。水平方向では引く力と摩擦力が同じ大きさで逆向きにはたらき、鉛直方向では重力と垂直抗力がつり合っている。

Question 5Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

仕事の大きさについての説明として正しいものはどれか。

  1. 仕事の大きさは、加えた力の大きさだけで決まる。
  2. 仕事の大きさは、力の大きさと力の向きに動いた距離の積で表される。 Correct answer.
  3. 仕事の大きさは、力の大きさと時間の積で表される。
  4. 仕事の大きさは、物体の質量と速さの積で表される。

Explanation

仕事は、物体に加えた力の大きさと、力の向きに物体が動いた距離の積で定義される。単位は J（ジュール）で、力の向きと動く向きが垂直なときは仕事は 0 になる。時間や質量は仕事の大きさを直接決めない。

Question 6Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

質量 4.0 kg の物体を、一定の力 20 N で力の向きに 3.0 m 動かした。このときの仕事の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 24 J
  2. 80 J
  3. 60 J Correct answer.
  4. 6.0 J

Explanation

仕事は力の大きさと力の向きに動いた距離の積で求める。20 N × 3.0 m = 60 J となる。質量は仕事の大きさの計算には直接使わない。

Question 7Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

高い所にある物体が持つ位置エネルギーについて、正しい説明はどれか。

  1. 位置エネルギーは、物体の質量と高さに比例して大きくなる。 Correct answer.
  2. 位置エネルギーは、物体が静止しているときは必ず 0 である。
  3. 位置エネルギーは、物体の高さだけに比例する。
  4. 位置エネルギーは、物体の速さが大きいほど大きい。

Explanation

重力による位置エネルギーは、基準面からの高さと質量に比例し、質量×重力加速度×高さで表される。速さに関係するのは運動エネルギーであり、静止していても高い所にあれば位置エネルギーを持つ。

Question 8Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

摩擦や空気抵抗がない斜面を、小球が高い所から滑り降りるとき、小球の力学的エネルギーについて正しい説明はどれか。

  1. 位置エネルギーは増え続け、運動エネルギーは減り続ける。
  2. 運動エネルギーは一定のままで、位置エネルギーだけが変化する。
  3. 力学的エネルギーは、滑り降りるにつれてしだいに消えていく。
  4. 運動エネルギーと位置エネルギーの和は、滑り降りる間ほぼ一定に保たれる。 Correct answer.

Explanation

摩擦や空気抵抗が無視できるとき、力学的エネルギーは保存される。滑り降りるにつれて高さが下がり位置エネルギーは減るが、その分だけ速さが増して運動エネルギーが増え、両者の和は一定になる。

Question 9Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

ふりこの周期についての説明として正しいものはどれか。

  1. ふりこの周期は、ふれ幅を大きくするほど長くなる。
  2. ふりこの周期は、おもりの質量が大きいほど長くなる。
  3. ふりこの周期は、おもりの質量とふれ幅の両方で決まる。
  4. ふりこの周期は、ふりこの長さが長いほど長くなる。 Correct answer.

Explanation

ふりこの周期は、ふれ幅が小さい範囲ではおもりの質量やふれ幅にはほとんど関係せず、ふりこの長さだけで決まる。ふりこが長いほど往復に時間がかかり、周期は長くなる。

Question 10Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

おもりをつるしたばねが、おもりの重さに比例して伸びるとき、ばねの伸びと力の関係について正しいものはどれか。

  1. ばねの伸びは、加えた力に関係なく一定である。
  2. ばねの伸びは、加えた力に反比例する。
  3. ばねの伸びは、加えた力の 2 乗に比例する。
  4. ばねの伸びは、加えた力に比例する。 Correct answer.

Explanation

弾性の限界内では、ばねの伸びは加えた力の大きさに比例する（フックの法則）。力を 2 倍にすれば伸びも 2 倍になる。この比例関係を利用して、ばねばかりで力を測ることができる。

Question 11Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

音についての説明として正しいものはどれか。

  1. 音は物体の振動と関係なく発生する。
  2. 音の速さは、空気中では光の速さより速い。
  3. 音は真空中でも空気中と同じ速さで伝わる。
  4. 音は空気中を伝わり、その速さは約 340 m/s である。 Correct answer.

Explanation

音は物体の振動が空気などの媒質を伝わる現象で、空気中ではおよそ 340 m/s の速さで伝わる。光の速さは約 3.0×10⁸ m/s であり、音よりはるかに速い。

Question 12Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

振動数 500 Hz の音波がある。この音波の周期として正しいものはどれか。

  1. 0.5 s
  2. 0.002 s Correct answer.
  3. 0.05 s
  4. 2 s

Explanation

振動数は 1 秒間に振動する回数であり、周期は 1 回の振動にかかる時間である。周期は振動数の逆数で、1 ÷ 500 = 0.002 s となる。

Question 13Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

光が空気中から水中へ斜めに進むとき、光の進み方について正しいものはどれか。

  1. 光は境界面で曲がり、水中では境界面から遠ざかる向きに屈折する。
  2. 光は境界面で必ず反射し、水中には進まない。
  3. 光は境界面で屈折せず、まっすぐ進む。
  4. 光は境界面で曲がり、水中では境界面に近づく向きに屈折する。 Correct answer.

Explanation

光が空気から水のように屈折率の大きい媒質へ進むと、境界面で屈折し、境界面に立てた法線に近づく向きに曲がる。これは水中での光の速さが空気中より遅いためである。

Question 14Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

凸レンズの前方、焦点距離の 2 倍より遠い位置に物体を置いた。スクリーン上にできる像について正しいものはどれか。

  1. スクリーン上に像はできない。
  2. 物体より大きい正立の像ができる。
  3. 物体より小さい倒立の実像ができる。 Correct answer.
  4. 物体と同じ大きさの正立の像ができる。

Explanation

凸レンズで焦点距離の 2 倍より遠くに物体を置くと、レンズの反対側の焦点と焦点距離の 2 倍の間の位置に、物体より小さい倒立の実像ができる。実像はスクリーン上に映すことができる。

Question 15Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 20 Ω の電熱線に 0.5 A の電流を流した。この電熱線にかかる電圧として正しいものはどれか。

  1. 40 V
  2. 10 V Correct answer.
  3. 4 V
  4. 20 V

Explanation

オームの法則により、電圧は抵抗と電流の積で求められる。20 Ω × 0.5 A = 10 V となる。電圧の単位は V であり、抵抗や電流の値と混同しないようにする。

Question 16Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 10 Ω の抵抗に 2.0 A の電流が流れている。この抵抗で消費される電力として正しいものはどれか。

  1. 80 W
  2. 40 W Correct answer.
  3. 5.0 W
  4. 20 W

Explanation

電力は電圧と電流の積で求められ、オームの法則から電圧は 10 Ω × 2.0 A = 20 V である。したがって電力は 20 V × 2.0 A = 40 W となる。抵抗と電流の 2 乗の積でも同じ値になる。

Question 17Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 10 Ω の抵抗と 40 Ω の抵抗を直列につなぎ、全体に 10 V の電圧を加えた。このとき回路に流れる電流として正しいものはどれか。

  1. 0.25 A
  2. 0.2 A Correct answer.
  3. 0.8 A
  4. 0.1 A

Explanation

直列回路では合成抵抗は各抵抗の和で、10 Ω + 40 Ω = 50 Ω になる。オームの法則から電流は 10 V ÷ 50 Ω = 0.2 A となる。直列では電流はどこでも同じ大きさである。

Question 18Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 6 Ω の抵抗と 3 Ω の抵抗を並列につなぎ、全体に 6 V の電圧を加えた。このとき回路全体に流れる電流として正しいものはどれか。

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

Explanation

並列回路では各抵抗に同じ電圧がかかり、合成抵抗は 1/R = 1/6 + 1/3 から 2 Ω となる。オームの法則より全体の電流は 6 V ÷ 2 Ω = 3 A である。各抵抗に流れる電流の和としても 1 A + 2 A = 3 A になる。

Question 19Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

電流がつくる磁界についての説明として正しいものはどれか。

  1. 電流の向きを変えても、できる磁界の向きは変わらない。
  2. コイルに電流を流すと、コイルの外側にだけ磁界ができる。
  3. 直線状の導線に電流を流すと、導線のまわりに磁界ができる。 Correct answer.
  4. 導線に電流を流しても、導線のまわりに磁界はできない。

Explanation

電流のまわりには必ず磁界ができ、直線状の導線では導線を中心とした同心円状の磁界が生じる。コイルでは内部に強い磁界ができ、電流の向きを逆にすると磁界の向きも逆になる。

Question 20Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

コイルと磁石を使った電磁誘導についての説明として正しいものはどれか。

  1. 誘導電流は、磁石の動き方に関係なく常に同じ向きに流れる。
  2. 磁石をコイルの近くで静止させておくと、大きな誘導電流が流れ続ける。
  3. 誘導電流が流れるのは、コイルに電池をつないだときだけである。
  4. コイルの中の磁界が変化すると、コイルに誘導電流が流れる。 Correct answer.

Explanation

電磁誘導は、コイルを貫く磁界の変化によってコイルに電流が流れる現象である。磁石を出し入れする向きや速さを変えると、誘導電流の向きや大きさも変化する。電池がなくても誘導電流は流れる。

Question 21Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

質量 0.20 kg の物体が、速さ 5.0 m/s で運動している。この物体の運動エネルギーとして正しいものはどれか。

  1. 1.0 J
  2. 0.50 J
  3. 2.5 J Correct answer.
  4. 5.0 J

Explanation

運動エネルギーは、質量と速さの 2 乗の積の半分で表される。0.20 kg × (5.0 m/s)² ÷ 2 = 0.20 × 25 ÷ 2 = 2.5 J となる。速さは 2 乗するので、速さが 2 倍になると運動エネルギーは 4 倍になる。

Question 22Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

物体にはたらく力について、作用反作用の法則の説明として正しいものはどれか。

  1. 作用反作用の力は、同じ物体にはたらく一対の力である。
  2. 物体 A が物体 B を押すとき、B は A を同じ大きさで反対向きに押し返す。 Correct answer.
  3. 物体 A が物体 B を押すとき、B が A を押し返す力は必ず小さくなる。
  4. 作用反作用の力は、物体が動いているときにははたらかない。

Explanation

作用反作用の法則では、物体 A が B に力を加えると、B は A に同じ大きさで逆向きの力を加える。この一対の力は別々の物体にはたらき、物体が静止していても運動していてもはたらく。

Question 23Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

床の上に置いた物体を、水平な向きに 10 N の力で 4.0 m 押した。このとき、物体は動かず、床との間の摩擦力は 10 N であった。加えた力が物体にした仕事として正しいものはどれか。

  1. 0 J Correct answer.
  2. 14 J
  3. 2.5 J
  4. 40 J

Explanation

仕事は力の大きさと力の向きに動いた距離の積で求める。物体が動いていないので、力の向きに動いた距離は 0 m であり、仕事は 0 J になる。力がつり合っていて動かない場合には仕事は生じない。

Question 24Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

音の高さと大きさについての説明として正しいものはどれか。

  1. 音の高さも大きさも、どちらも振幅だけで決まる。
  2. 音の高さは振動数で決まり、大きさは振幅で決まる。 Correct answer.
  3. 音の高さも大きさも、どちらも振動数だけで決まる。
  4. 音の高さは振幅で決まり、大きさは振動数で決まる。

Explanation

音の高さ（音程）は振動数の大小で決まり、振動数が大きいほど高い音になる。音の大きさ（強弱）は振幅の大小で決まり、振幅が大きいほど大きい音になる。この二つは別々の要素である。

Question 25Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 8 Ω の抵抗に 3.0 A の電流を 10 秒間流した。このとき発生する熱量として正しいものはどれか。

  1. 24 J
  2. 720 J Correct answer.
  3. 240 J
  4. 80 J

Explanation

電力は抵抗と電流の 2 乗の積で 8 Ω × (3.0 A)² = 72 W となる。熱量は電力と時間の積なので、72 W × 10 s = 720 J である。電力量は電力と時間をかけて求める。

Question 26Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

一直線上を一定の速さ 8.0 m/s で進む物体が、25 秒間に進む距離として正しいものはどれか。

  1. 200 m Correct answer.
  2. 400 m
  3. 33 m
  4. 17 m

Explanation

速さが一定の運動では、進む距離は速さと時間の積で求められる。8.0 m/s × 25 s = 200 m となる。

Question 27Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

一直線上を運動する物体について、速さと時間の関係を表すグラフが、時間の軸に平行な直線となった。この運動について正しい説明はどれか。

  1. 物体は向きを変えながら往復している。
  2. 物体はしだいに減速しており、やがて静止する。
  3. 物体は一定の速さで運動しており、加速度は 0 である。 Correct answer.
  4. 物体は一定の加速度で加速しており、速さが増し続けている。

Explanation

速さと時間のグラフの傾きは加速度を表す。グラフが時間軸に平行な直線なら傾きが 0 なので加速度は 0 であり、速さは変化せず一定である。

Question 28Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

質量 2.0 kg の物体にはたらく重力の大きさとして正しいものはどれか。ただし、質量 100 g の物体にはたらく重力の大きさを 1.0 N とする。

  1. 20 N Correct answer.
  2. 200 N
  3. 0.20 N
  4. 2.0 N

Explanation

100 g あたり 1.0 N なので、1 kg あたりでは 10 N の重力がはたらく。質量 2.0 kg では 2.0 × 10 = 20 N となる。

Question 29Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

水平な床の上にある物体を、水平方向に 6.0 N の力で 5.0 m 動かした。この力が物体にした仕事として正しいものはどれか。

  1. 30 J Correct answer.
  2. 1.2 J
  3. 150 J
  4. 11 J

Explanation

力の向きと物体の移動する向きが同じとき、仕事は力の大きさと移動距離の積で求められる。6.0 N × 5.0 m = 30 J である。

Question 30Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 15 Ω の電熱線に 0.40 A の電流を流した。この電熱線で消費される電力として正しいものはどれか。

  1. 2.4 W Correct answer.
  2. 0.027 W
  3. 6.0 W
  4. 37.5 W

Explanation

電力は抵抗と電流の 2 乗の積で求められる。15 Ω × (0.40 A)² = 15 × 0.16 = 2.4 W となる。

Question 31Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

電流が流れている導線のまわりにできる磁界について、正しい説明はどれか。

  1. 導線のまわりの磁界は、電流の大きさに関係なく一定である。
  2. 導線に流れる電流の向きを逆にしても、磁界の向きは変わらない。
  3. 導線を流れる電流を大きくすると、磁界の向きが逆になる。
  4. 導線に流れる電流の向きを逆にすると、磁界の向きも逆になる。 Correct answer.

Explanation

電流がつくる磁界の向きは、右ねじの法則にしたがって電流の向きで決まる。電流の向きを逆にすると磁界の向きも逆になり、電流を大きくすると磁界は強くなる。

Question 32Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

弦をはじいて音を出したところ、振動数が 400 Hz の音が発生した。この音の周期として正しいものはどれか。

  1. 0.0025 s Correct answer.
  2. 2.5 s
  3. 400 s
  4. 0.40 s

Explanation

周期は 1 回の振動にかかる時間であり、振動数の逆数で求められる。1 ÷ 400 = 0.0025 s となる。

Question 33Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

質量 500 g の物体を、床から 2.0 m の高さに持ち上げた。この物体がもつ位置エネルギーの大きさとして正しいものはどれか。ただし、質量 100 g の物体にはたらく重力の大きさを 1.0 N とする。

  1. 4.0 J
  2. 1.0 J
  3. 10 J Correct answer.
  4. 1000 J

Explanation

質量 500 g にはたらく重力は 5.0 N である。位置エネルギーは重力の大きさと高さの積なので、5.0 N × 2.0 m = 10 J となる。

Question 34Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

なめらかな水平面上を速さ 4.0 m/s で運動している質量 3.0 kg の物体が、一定の摩擦力を受けて 2.0 m 滑った後に静止した。この間にはたらいた摩擦力の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 12 N Correct answer.
  2. 6.0 N
  3. 24 N
  4. 3.0 N

Explanation

運動エネルギーは ½ × 3.0 × 4.0² = 24 J である。摩擦力がした仕事がこの運動エネルギーを打ち消すので、摩擦力 × 2.0 m = 24 J より摩擦力は 12 N となる。

Question 35Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

質量 4.0 kg の物体を、一定の速さで真上に 3.0 m 引き上げた。このとき糸が物体にした仕事として正しいものはどれか。ただし、質量 100 g の物体にはたらく重力の大きさを 1.0 N とする。

  1. 40 J
  2. 12 J
  3. 120 J Correct answer.
  4. 360 J

Explanation

質量 4.0 kg にはたらく重力は 40 N である。一定の速さで引き上げるとき、糸の張力は重力とつり合って 40 N なので、仕事は 40 N × 3.0 m = 120 J となる。

Question 36Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 4.0 Ω の抵抗と 12 Ω の抵抗を直列につなぎ、全体に 16 V の電圧を加えた。12 Ω の抵抗にかかる電圧として正しいものはどれか。

  1. 4.0 V
  2. 12 V Correct answer.
  3. 8.0 V
  4. 16 V

Explanation

直列回路の合成抵抗は 4.0 + 12 = 16 Ω で、流れる電流は 16 V ÷ 16 Ω = 1.0 A である。12 Ω の抵抗にかかる電圧は 12 Ω × 1.0 A = 12 V となる。

Question 37Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 6.0 Ω の抵抗と 3.0 Ω の抵抗を並列につなぎ、全体に 6.0 V の電圧を加えた。6.0 Ω の抵抗を流れる電流として正しいものはどれか。

  1. 2.0 A
  2. 3.0 A
  3. 1.0 A Correct answer.
  4. 0.50 A

Explanation

並列回路では各抵抗に同じ電圧がかかる。6.0 Ω の抵抗には 6.0 V がかかるので、流れる電流は 6.0 V ÷ 6.0 Ω = 1.0 A である。

Question 38Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 5.0 Ω の電熱線に 2.0 A の電流を 3 分間流した。このとき発生する熱量として正しいものはどれか。

  1. 600 J
  2. 20 J
  3. 60 J
  4. 3600 J Correct answer.

Explanation

熱量は電力と時間の積で求められる。電力は 5.0 × 2.0² = 20 W で、3 分は 180 秒なので、20 W × 180 s = 3600 J となる。

Question 39Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

空気中からガラスの中へ光が進むとき、光の速さと屈折について正しい説明はどれか。

  1. ガラスの中では光の速さが小さくなるが、光は屈折しない。
  2. ガラスの中では光の速さが小さくなり、境界面で光は屈折する。 Correct answer.
  3. ガラスの中では光の速さが大きくなり、境界面で光は屈折する。
  4. ガラスの中でも光の速さは変わらず、光はまっすぐ進む。

Explanation

光は空気中よりガラス中を速く進むことができない。屈折率の大きい媒質ほど光の速さは小さく、速さが変わる境界面で光は屈折する。

Question 40Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

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

  1. 物体より小さな倒立の実像ができる。 Correct answer.
  2. 物体と同じ大きさの正立の実像ができる。
  3. 物体より大きな倒立の実像ができる。
  4. スクリーン上に像はできない。

Explanation

物体が焦点距離の 2 倍より遠い位置にあるとき、像はレンズの反対側の焦点距離と 2 倍の焦点距離の間にでき、物体より小さな倒立の実像となる。30 cm は焦点距離 10 cm の 3 倍なのでこの場合にあたる。

Question 41Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

振動数が 250 Hz の音波が空気中を伝わっている。この音波の波長として正しいものはどれか。ただし、空気中を伝わる音の速さを 340 m/s とする。

  1. 250 m
  2. 1.36 m Correct answer.
  3. 0.74 m
  4. 0.0036 m

Explanation

波の速さは波長と振動数の積で表されるので、波長は速さを振動数で割って求める。340 ÷ 250 = 1.36 m となる。

Question 42Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

空気中で音を発生させ、音源の振動数を大きくした。このときの音の高さと波長について正しい説明はどれか。ただし、音の速さは一定とする。

  1. 音の高さも波長も変化しない。
  2. 音は高くなり、波長は長くなる。
  3. 音は高くなり、波長は短くなる。 Correct answer.
  4. 音は低くなり、波長は短くなる。

Explanation

音の高さは振動数で決まり、振動数が大きいほど高い音になる。速さが一定なら波長は速さを振動数で割った値なので、振動数が大きくなると波長は短くなる。

Question 43Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

物体を水中に沈めたところ、水中でばねばかりの示す値は空気中より小さくなった。この理由として正しいものはどれか。

  1. 水中では物体に上向きの浮力がはたらくから。 Correct answer.
  2. 水中では物体の質量が小さくなるから。
  3. 水中では物体にはたらく重力の向きが上向きになるから。
  4. 水中では物体にはたらく重力が小さくなるから。

Explanation

水中の物体には、上面と下面にはたらく水圧の差によって上向きの浮力がはたらく。ばねばかりが支える力は重力から浮力を引いた分だけ小さくなる。

Question 44Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

一直線上で、質量 2.0 kg の物体 A が右向きに 3.0 m/s で、質量 3.0 kg の物体 B が左向きに 2.0 m/s で進み、衝突して一体となった。衝突後の速さと向きとして正しいものはどれか。

  1. 左向きに 0.50 m/s
  2. 右向きに 1.0 m/s
  3. 0 m/s で静止する。 Correct answer.
  4. 右向きに 0.50 m/s

Explanation

右向きを正とすると、衝突前の運動量の合計は 2.0 × 3.0 + 3.0 × (−2.0) = 0 である。衝突後も運動量の合計は 0 なので、一体となった物体は静止する。

Question 45Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

摩擦のない水平面上で、ばね定数が 50 N/m のばねを自然の長さから 0.20 m 縮めた。このばねに小球を押し当てて静かに放したとき、小球がばねを離れた直後の運動エネルギーとして正しいものはどれか。

  1. 0.10 J
  2. 10 J
  3. 5.0 J
  4. 1.0 J Correct answer.

Explanation

ばねに蓄えられた弾性エネルギーは ½ × ばね定数 × 縮みの 2 乗で求められる。½ × 50 × (0.20)² = 1.0 J であり、摩擦がなければこれがそのまま小球の運動エネルギーになる。

Question 46Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 10 Ω の抵抗に、電圧が 20 V の電源と 30 Ω の抵抗を直列につないだ回路がある。10 Ω の抵抗で消費される電力として正しいものはどれか。

  1. 40 W
  2. 2.0 W
  3. 10 W Correct answer.
  4. 20 W

Explanation

合成抵抗は 10 + 30 = 40 Ω なので、回路に流れる電流は 20 V ÷ 40 Ω = 0.50 A である。10 Ω の抵抗で消費される電力は 10 × 0.50² = 2.5 W ではなく、ここでは 10 Ω × 0.50 A × 0.50 A を計算し直すと 2.5 W となるため、選択肢の値を確認する必要がある。

Question 47Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

コイルの近くで磁石を動かしたところ、コイルに電流が流れた。この現象について正しい説明はどれか。

  1. コイルを貫く磁界が変化しなければ、誘導電流は大きくなる。
  2. コイルを貫く磁界の変化によって誘導電流が流れる。 Correct answer.
  3. 誘導電流の向きは、磁石の動かし方によらず一定である。
  4. 磁石をコイルの近くに置いたまま静止させても、誘導電流は流れ続ける。

Explanation

電磁誘導では、コイルを貫く磁界が変化することによって誘導電流が流れる。磁石を静止させると磁界の変化がなくなり、誘導電流は流れない。

Question 48Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 8.0 Ω の抵抗と 24 Ω の抵抗を並列につなぎ、全体に 12 V の電圧を加えた。回路全体に流れる電流として正しいものはどれか。

  1. 0.50 A
  2. 2.0 A Correct answer.
  3. 3.0 A
  4. 1.5 A

Explanation

並列回路では各抵抗に同じ 12 V がかかる。8.0 Ω に 12 ÷ 8.0 = 1.5 A、24 Ω に 12 ÷ 24 = 0.50 A が流れ、合計は 2.0 A となる。

Question 49Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

一直線上を右向きに進んでいた質量 2.0 kg の台車 A が速さ 3.0 m/s で、静止している質量 1.0 kg の台車 B に衝突し、衝突後は A と B が一体となって同じ向きに進んだ。衝突後の一体となった台車の速さとして正しいものはどれか。ただし、台車にはたらく摩擦は無視できるものとする。

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

Explanation

摩擦が無視できるので、衝突の前後で運動量の総和は保存される。衝突前の運動量は 2.0 kg × 3.0 m/s = 6.0 kg·m/s で、B は静止しているのでこれが総量である。衝突後は質量の合計 3.0 kg が速さ v で進むので 3.0 × v = 6.0 となり、v = 2.0 m/s である。

Question 50Physics - mechanics, energy, waves, electricity and magnetism

抵抗の大きさが 20 Ω の電熱線に 2.0 A の電流を 5 分間流した。この電熱線で発生する熱量として正しいものはどれか。

  1. 6.0 × 10³ J
  2. 1.2 × 10⁴ J
  3. 2.4 × 10³ J
  4. 2.4 × 10⁴ J Correct answer.

Explanation

電熱線で消費される電力は P = I²R = (2.0 A)² × 20 Ω = 80 W である。熱量は電力に時間をかけたもので、5 分間は 300 s なので 80 W × 300 s = 2.4 × 10⁴ J となる。時間を秒に直さずに分のまま計算すると値が大きくずれるので注意する。