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

Tottori Prefectural Public High School Entrance Examination - Science practice questions

One question at a time. Build your Tottori Prefectural 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 (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

一直線上を運動する物体について、運動エネルギーが一定に保たれているとき、物体の速さと質量の関係として正しいものはどれか。

  1. 質量が2倍になると速さは2倍になる
  2. 質量が4倍になると速さは4分の1になる
  3. 質量が4倍になると速さは2分の1になる Correct answer.
  4. 質量が2倍になると速さは4倍になる

Explanation

運動エネルギーは (1/2)mv² で表されるため、運動エネルギーが一定なら m と v² は反比例の関係になる。質量が4倍になれば v² は4分の1、すなわち速さは2分の1になる。質量と速さが単純に反比例すると考えると誤りになる点に注意する。

Question 2Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

摩擦のない水平面上で、ばねを自然の長さから縮めて小球を押し当て、静かに放した。小球がばねから離れた直後の速さを大きくする方法として正しいものはどれか。ただしばねは同じものを用いる。

  1. 小球の質量を大きくする
  2. ばねの縮みを大きくする Correct answer.
  3. 小球を押し当てたまま手で支えて放す
  4. ばねを水平ではなく鉛直に立てて使う

Explanation

縮んだばねがもつ弾性力による位置エネルギーが小球の運動エネルギーに変わるため、縮みを大きくするほど速さは大きくなる。質量を大きくすると同じ弾性エネルギーでは速さは小さくなる。鉛直に立てると重力による位置エネルギーの影響が加わり、単純に速さが増えるとはいえない。

Question 3Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

抵抗の大きさがそれぞれ2Ω、3Ω、6Ωの3つの電熱線を並列につなぎ、両端に6Vの電圧を加えた。回路全体に流れる電流の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 3A
  2. 6A Correct answer.
  3. 11A
  4. 1A

Explanation

並列回路では各抵抗に同じ6Vの電圧がかかるので、電流はそれぞれ6÷2=3A、6÷3=2A、6÷6=1Aとなる。回路全体の電流はこれらの和で3+2+1=6Aである。合成抵抗を求めてから計算しても1Ωとなり、6V÷1Ω=6Aと一致する。

Question 4Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

電熱線に電流を流すと発熱する。同じ電熱線に加える電圧を2倍にしたとき、発生する熱量は電圧を変える前の何倍になるか。ただし電流を流す時間は同じとする。

  1. 2分の1倍
  2. 8倍
  3. 4倍 Correct answer.
  4. 2倍

Explanation

電熱線の抵抗をRとすると発熱量は V²/R × t で表され、電圧の2乗に比例する。電圧を2倍にすると発熱量は2²=4倍になる。抵抗が一定であることを確認してから式に当てはめることが大切である。

Question 5Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

コイルに棒磁石の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磁極と、誘導電流が流れる向きの関係として正しいものはどれか。

  1. S極が現れ、磁石を近づける向きと同じ向きの磁界ができる
  2. N極が現れ、磁石を近づけるのを妨げる向きの磁界ができる Correct answer.
  3. S極が現れ、磁石を近づけるのを妨げる向きの磁界ができる
  4. N極が現れ、磁石を近づける向きと同じ向きの磁界ができる

Explanation

電磁誘導では、磁界の変化を妨げる向きに誘導電流が流れる。N極を近づけるとコイルの近い側には反発するN極が現れ、近づけるのを妨げる向きの磁界ができる。この規則をレンツの法則といい、磁石を遠ざける場合とは逆向きになる。

Question 6Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

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. 境界面で屈折し、入射角より屈折角が大きくなる
  2. 境界面で必ず全反射して空気中に戻る
  3. 境界面で屈折し、入射角より屈折角が小さくなる Correct answer.
  4. 境界面で屈折せずにまっすぐ進む

Explanation

光が空気から水のように屈折率の大きい物質へ進むと、境界面の法線に近づくように屈折する。したがって入射角より屈折角が小さくなる。屈折率の小さい方へ進む場合とは逆になるので、進む向きを確認して判断する。

Question 7Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

音についての記述として正しいものはどれか。

  1. 音の大きさは振動数で決まり、振動数が大きいほど大きくなる
  2. 音の高さは振動数で決まり、振動数が大きいほど高くなる Correct answer.
  3. 音は真空中でも空気中と同じ速さで伝わる
  4. 音の高さは振幅で決まり、振幅が大きいほど高くなる

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。音の大きさは振幅で決まり、振幅が大きいほど大きく聞こえる。音は空気などの媒質の振動として伝わるため、真空中では伝わらない。

Question 8Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

物体にはたらく力と運動について、慣性の法則の説明として正しいものはどれか。

  1. 物体にはたらく力がつり合っているとき、静止している物体は静止し続け、運動している物体は等速直線運動を続ける Correct answer.
  2. 物体に一定の力がはたらき続けると、物体は等速直線運動をする
  3. 物体の速さが大きいほど、はたらく力も必ず大きくなる
  4. 物体にはたらく力がつり合っているとき、物体は必ず静止する

Explanation

慣性の法則は、物体にはたらく力がつり合っているか力がはたらいていないとき、物体の運動状態が変わらないことを述べている。静止している物体は静止を続け、運動している物体はそのまま等速直線運動を続ける。力がはたらき続けると加速するので、等速直線運動にはならない。

Question 9Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

質量2kgの物体を高さ5m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運動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1kgの物体にはたらく重力の大きさを10Nとする。

  1. 50J
  2. 25J
  3. 10J
  4. 100J Correct answer.

Explanation

落下前にもつ重力による位置エネルギーは mgh = 2×10×5 = 100J である。空気抵抗がなければ、これがすべて運動エネルギーに変わるので、地面直前の運動エネルギーは100Jとなる。質量と高さをかける順序を間違えないようにする。

Question 10Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

同じ物体を同じ高さまで持ち上げるのに、なめらかな斜面を使ってゆっくり引き上げた場合と、直接真上に持ち上げた場合を比べる。空気抵抗や摩擦を無視すると、物体がされた仕事の大きさについて正しいものはどれか。

  1. どちらの場合も仕事の大きさは等しい Correct answer.
  2. 斜面を使うと、距離が長いので仕事は大きくなる
  3. 斜面を使うと、力が小さいので仕事は小さくなる
  4. 斜面の角度によって仕事の大きさが変わり、角度が小さいほど仕事は大きくなる

Explanation

仕事は力の大きさと力の向きに動いた距離の積で表される。摩擦のない斜面では力は小さいが動く距離が長くなり、その積は直接持ち上げたときの仕事と等しくなる。斜面は力を小さくする道具であり、仕事の大きさを変えるものではない。

Question 11Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

抵抗の大きさが10Ωの電熱線に、電圧計で測ったところ4Vの電圧がかかっていた。この電熱線に流れる電流の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 0.4A Correct answer.
  2. 2.5A
  3. 40A
  4. 4A

Explanation

オームの法則により電流は電圧を抵抗で割って求められ、4V÷10Ω=0.4Aとなる。電圧と抵抗のどちらで割るかを取り違えると値が大きく変わるので、単位を確認しながら計算する。

Question 12Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

直列回路と並列回路について、豆電球のつなぎ方と明るさの関係として正しいものはどれか。同じ豆電球と同じ電源を用い、抵抗は変化しないものとする。

  1. 2個の豆電球を直列につなぐと、1個のときより1個あたりは明るくなる
  2. 2個の豆電球を直列につなぐと、1個のときと同じ明るさで点灯する
  3. 2個の豆電球を並列につなぐと、1個のときより1個あたりは暗くなる
  4. 2個の豆電球を並列につなぐと、1個のときと同じ明るさで点灯する Correct answer.

Explanation

並列回路では各豆電球に電源と同じ電圧がかかるため、1個のときと同じ電流が流れて同じ明るさで点灯する。直列回路では電圧が分け合われるので、1個あたりは暗くなる。つなぎ方によって加わる電圧が変わることを押さえる。

Question 13Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

電流がつくる磁界について、まっすぐな導線に電流を流したときの磁界の向きとして正しいものはどれか。

  1. 導線を中心とした同心円状にでき、電流の向きに対して右ねじの進む向きの関係になる Correct answer.
  2. 導線のまわりにできるが、電流の向きを変えても磁界の向きは変わらない
  3. 導線に平行な向きにでき、電流と同じ向きになる
  4. 導線に平行な向きにでき、電流と逆向きになる

Explanation

まっすぐな導線に電流を流すと、導線を中心とした同心円状の磁界ができる。磁界の向きは右ねじの法則に従い、電流の向きを変えれば磁界の向きも逆になる。導線に平行な磁界ができるわけではない点に注意する。

Question 14Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

うすい塩酸に亜鉛板と銅板を入れ、導線でつないで電流を流した。このときの化学変化と電流の向きについて正しいものはどれか。

  1. 亜鉛板が陰極となり、導線中を銅板から亜鉛板へ電流が流れる
  2. 亜鉛板が陽極となり、導線中を亜鉛板から銅板へ電流が流れる
  3. 電流は流れず、化学変化も起こらない
  4. 銅板が陽極となり、導線中を銅板から亜鉛板へ電流が流れる Correct answer.

Explanation

亜鉛は銅よりイオンになりやすく、亜鉛板が溶けて電子を放出するので陰極になる。電子は導線中を亜鉛板から銅板へ移動し、電流の向きは電子の流れと逆向きで銅板から亜鉛板へ流れる。したがって銅板が陽極となる。

Question 15Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

焦点距離が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について正しいものはどれか。

  1. 物体より大きい実像ができ、レンズの後方15cmの位置にできる
  2. 物体より小さい実像ができ、レンズの後方15cmの位置にできる Correct answer.
  3. 虚像ができ、レンズの前方に物体と同じ側へできる
  4. 物体と同じ大きさの実像ができ、レンズの後方30cmの位置にできる

Explanation

焦点距離10cmの凸レンズで物体を焦点距離の3倍の30cmに置くと、像はレンズの後方15cmにでき、倍率は15÷30=0.5倍となる。したがって物体より小さい倒立の実像ができる。物体が焦点距離の2倍より遠い場合には、縮小した実像になると覚えておくとよい。

Question 16Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

一直線上を一定の速さで進む物体の運動について、物体の速さが2m/sで、この速さを保ったまま5秒間進んだ。物体が進んだ距離として正しいものはどれか。

  1. 7m
  2. 0.4m
  3. 10m Correct answer.
  4. 2.5m

Explanation

等速直線運動では距離は速さと時間の積で求められるので、2m/s×5s=10mとなる。速さと時間のどちらで割るかを間違えないようにし、単位がmになることを確認する。

Question 17Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

記録タイマーを1秒間に50打点する設定で使った。テープに打たれた点の間隔が、ある区間で一定であった。この区間の点の間隔が2cmであるとき、テープが引かれた速さとして正しいものはどれか。

  1. 25cm/s
  2. 0.04cm/s
  3. 100cm/s Correct answer.
  4. 50cm/s

Explanation

1秒間に50打点するので、点と点の時間間隔は1÷50=0.02秒である。2cmを0.02秒で進むので速さは2÷0.02=100cm/sとなる。点の間隔が一定なら速さも一定であり、等速直線運動と判断できる。

Question 18Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

台車が斜面を下るときの運動について、台車の速さが時間とともに一様に増加していた。この運動の説明として正しいものはどれか。

  1. 台車の加速度は時間とともに増加し、速さは急激に増加する
  2. 台車にはたらく力はしだいに小さくなり、速さの増え方は小さくなる
  3. 台車の加速度は一定で、速さは時間に比例して増加する Correct answer.
  4. 台車にはたらく力はつり合っており、慣性の法則に従う運動である

Explanation

速さが時間とともに一様に増加する運動は等加速度直線運動であり、加速度は一定である。速さと時間のグラフは原点を通る直線になる。斜面を下る台車では重力の斜面方向の成分が一定にはたらくため、このような運動になる。

Question 19Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

力学台車とおもりを糸でつなぎ、滑車を通しておもりを落下させて台車を引いた。台車の質量を大きくしたとき、同じおもりで引いた場合の台車の加速度について正しいものはどれか。ただし摩擦は無視する。

  1. 台車の質量を大きくすると加速度は0になり、台車は動かない
  2. 台車の質量を大きくすると加速度は大きくなる
  3. 台車の質量を変えても加速度は変わらない
  4. 台車の質量を大きくすると加速度は小さくなる Correct answer.

Explanation

台車にはたらく力が同じであれば、加速度は質量に反比例する。したがって台車の質量を大きくすると加速度は小さくなり、速さの増え方はゆるやかになる。質量が大きいほど動かしにくいという性質を式と結びつけて理解する。

Question 20Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

高い位置にある小球が、なめらかな曲面をすべり落ちるときのエネルギーについて正しいものはどれか。空気抵抗や摩擦は無視する。

  1. 位置エネルギーが増加し、運動エネルギーが減少する
  2. 位置エネルギーと運動エネルギーの和はしだいに減少する
  3. 位置エネルギーが減少し、運動エネルギーが増加する Correct answer.
  4. 位置エネルギーと運動エネルギーの和はしだいに増加する

Explanation

小球が低い位置へ移動すると高さが減るので重力による位置エネルギーは減少する。その分が運動エネルギーに変わり、速さが増す。摩擦や空気抵抗がなければ力学的エネルギーの和は一定に保たれる。

Question 21Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

振り子のおもりをある高さから静かに放した。空気抵抗を無視すると、おもりが最下点を通過するときの速さについて正しいものはどれか。

  1. おもりの質量が大きいほど速さは大きくなる
  2. 最下点での速さは放す高さに関係しない
  3. 放す高さが高いほど速さは大きくなる Correct answer.
  4. 糸の長さが長いほど速さは必ず大きくなる

Explanation

最下点では放した高さの分の位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変わる。したがって放す高さが高いほど運動エネルギーが大きく、速さも大きくなる。質量は両辺に現れて打ち消されるため、速さには影響しない。

Question 22Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

光の反射について、鏡の面に垂直な線を法線とするとき、入射角と反射角の関係として正しいものはどれか。

  1. 入射角より反射角の方が常に大きくなる
  2. 入射角と反射角は等しく、入射光と反射光は法線に対して反対側にある Correct answer.
  3. 入射角より反射角の方が常に小さくなる
  4. 入射角と反射角は等しく、入射光と反射光は法線に対して同じ側にある

Explanation

光の反射では、入射角と反射角は常に等しい。入射光と反射光は法線をはさんで反対側にあり、鏡の面に対して同じ角度をなす。入射角を法線と入射光の間の角として測ることを確認する。

Question 23Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

弦をはじいて音を出した。弦の張りを強くして振動数を大きくすると、音の高さと波形の関係について正しいものはどれか。

  1. 音は高くなり、波形の山の間隔は広くなる
  2. 音の高さは変わらず、波形の振幅だけが大きくなる
  3. 音は高くなり、波形の山の間隔は狭くなる Correct answer.
  4. 音は低くなり、波形の山の間隔は狭くなる

Explanation

振動数が大きくなると音は高くなる。振動数は1秒間の振動の回数なので、波形では山と山の間隔が狭くなることに対応する。音の大きさは振幅で決まり、振動数とは別の要素である。

Question 24Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

電磁石について、コイルに流す電流を大きくし、コイルの巻き数を変えずに鉄しんを入れた。電磁石の強さについて正しいものはどれか。

  1. 電流を大きくすると強くなり、鉄しんを入れるとさらに強くなる Correct answer.
  2. 電流を大きくすると強くなるが、鉄しんを入れると弱くなる
  3. 電流の大きさを変えても鉄しんを入れても、電磁石の強さは変わらない
  4. 電流を大きくすると弱くなり、鉄しんを入れると強くなる

Explanation

電磁石の磁界の強さは、流す電流が大きいほど、またコイルの巻き数が多いほど大きくなる。鉄しんを入れると磁界が集中して磁力が強まる。電流の向きを変えると磁極の向きは変わるが、強さは電流の大きさで決まる。

Question 25Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

モーターが回転するしくみについて、コイルに電流を流したときにはたらく力の説明として正しいものはどれか。

  1. モーターは磁石の力だけで回転し、電流は必要ない
  2. 磁界中のコイルに電流を流すと、コイルに磁界から力がはたらき、回転する Correct answer.
  3. 磁界中のコイルに電流を流すと、電流の向きに関係なく同じ向きの力がはたらく
  4. コイルに電流を流すと、コイル自身が磁界を打ち消し、力ははたらかない

Explanation

磁界の中に置いた導線に電流を流すと、導線は磁界から力を受ける。モーターはこの力を利用してコイルを回転させており、電流の向きを変えると力の向きも逆になる。整流子はコイルが半回転するごとに電流の向きを切り替える役割をもつ。

Question 26Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

一直線上を進む物体の運動について、次のグラフの説明として正しいものはどれか。横軸が時間、縦軸が速さで、グラフが原点を通る右上がりの直線である。

  1. 物体はしだいに減速している。
  2. 物体は一定の加速度で速さを増す運動をしている。 Correct answer.
  3. 物体は一定の速さで運動している。
  4. 物体は静止したままである。

Explanation

速さと時間のグラフが原点を通る右上がりの直線であるとき、単位時間あたりの速さの増加量が一定であることを表す。したがって物体は一定の加速度で速さを増す運動をしている。グラフの傾きが加速度の大きさにあたる。

Question 27Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

空気中を進む音について、音源が振動するようすを観察した。音が空気中を伝わるとき、空気の粒子の動きとして正しいものはどれか。

  1. 粒子はまったく動かず、音は真空と同じように伝わる。
  2. 音源から遠ざかる向きに、粒子がそのまま移動していく。
  3. 粒子は上下にだけ動き、音は横波として伝わる。
  4. 粒子はその場で振動し、その振動が次々に伝わっていく。 Correct answer.

Explanation

音は空気の密な部分と薄な部分が交互に生じて伝わる縦波であり、空気の粒子はその場で振動するだけで音源から遠くへ移動していくわけではない。振動が周囲へ次々に伝わることで音が伝わる。

Question 28Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

抵抗の値が20Ωの電熱線に0.3Aの電流を流した。この電熱線にかかる電圧の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 6V Correct answer.
  2. 約66.7V
  3. 20.3V
  4. 0.015V

Explanation

オームの法則により、電圧Vは電流Iと抵抗Rの積で求められる。V＝IR＝0.3A×20Ω＝6Vとなる。単位をそろえて計算することが大切である。

Question 29Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

抵抗の値が等しい2つの電熱線を並列につなぎ、電源につないだ。それぞれの電熱線に流れる電流と、電源から流れ出る電流の関係として正しいものはどれか。ただし電源の電圧は一定とする。

  1. 2つの電熱線のうち片方にしか電流が流れない。
  2. 2つの電熱線にはたらく電圧は異なり、電流も異なる。
  3. 2つの電熱線には等しい電流が流れ、電源から流れ出る電流はその2倍になる。 Correct answer.
  4. 2つの電熱線には等しい電流が流れ、電源から流れ出る電流もそれぞれと同じになる。

Explanation

並列回路では各電熱線にかかる電圧が等しく、抵抗が等しいので流れる電流も等しくなる。電源から流れ出る電流は各枝に流れる電流の和になるため、片方の電流の2倍となる。

Question 30Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

鏡を使って光を反射させた。鏡の面と入射光がつくる角が30°であるとき、鏡の面と反射光がつくる角として正しいものはどれか。

  1. 60°
  2. 120°
  3. 90°
  4. 30° Correct answer.

Explanation

入射角と反射角は法線に対して測った角であり、互いに等しい。鏡の面と入射光の角が30°なら、法線との角である入射角は60°となり、反射角も60°である。したがって鏡の面と反射光の角は90°−60°＝30°となる。

Question 31Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

焦点距離が15cmの凸レンズの前方10cmの位置に物体を置いた。このとき観察される像について正しいものはどれか。

  1. レンズの後方に、物体より大きい実像ができる。
  2. レンズの後方に、物体より小さい実像ができる。
  3. レンズの後方に、物体と同じ大きさの実像ができる。
  4. レンズの前方に、物体より大きい虚像ができる。 Correct answer.

Explanation

物体が焦点距離よりレンズに近い位置にあるとき、光はレンズを通った後で集まらず、レンズの前方に物体より大きい虚像ができる。虚像はレンズをのぞき込む向きに観察される。焦点距離15cmより10cmが近いことが判断の決め手である。

Question 32Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

質量0.5kgの物体を高さ2m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として正しいものはどれか。ただし質量1kgの物体にはたらく重力の大きさを10Nとし、必要なら√2≒1.41を用いよ。

  1. 約6.3m/s Correct answer.
  2. 約4.0m/s
  3. 約20m/s
  4. 約2.0m/s

Explanation

位置エネルギーの減少分が運動エネルギーに変わるので、mgh＝(1/2)mv²よりv²＝2ghである。v²＝2×10×2＝40となり、v＝√40≒6.3m/sとなる。質量は両辺から消えるため、速さは質量によらない。

Question 33Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

物体を床に置き、水平方向に一定の力で押して動かした。物体が動き出した後も同じ大きさの力で押し続けるとき、物体の運動について正しいものはどれか。ただし摩擦力は無視できるものとする。

  1. 物体はしだいに減速してやがて止まる。
  2. 物体は力の向きに一定の加速度で速さを増していく。 Correct answer.
  3. 物体は一定の速さで運動を続ける。
  4. 物体は力の向きと逆向きに加速する。

Explanation

摩擦力を無視できるとき、水平方向にはたらく力は押す力だけである。一定の力が続く限り加速度も一定となり、物体は力の向きに速さを増していく。力がはたらいている間は等速運動にはならない。

Question 34Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

コイルに流す電流の向きを逆にし、電流の大きさは変えなかった。コイルのまわりにできる磁界について正しいものはどれか。

  1. 磁界の向きは変わらず、磁界の強さが2倍になる。
  2. 磁界の向きが逆になり、磁界の強さは変わらない。 Correct answer.
  3. 磁界が消えてなくなる。
  4. 磁界の向きも強さも変わらない。

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るが、電流の大きさが同じなら磁界の強さは変わらない。

Question 35Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

コイルのそばに磁石を置き、コイルを貫く磁界のようすを変化させたところ、コイルに電流が流れた。この現象について正しいものはどれか。

  1. 磁石をコイルのそばで動かさなくても、電流は流れ続ける。
  2. コイルに流れる電流の向きは、磁界の変化のしかたによらず一定である。
  3. コイルの巻き数を増やすと、同じ磁界の変化でも流れる電流は小さくなる。
  4. コイルを貫く磁界が変化するときに電流が流れる。 Correct answer.

Explanation

電磁誘導では、コイルを貫く磁界のようすが変化したときに誘導電流が流れる。磁石を動かすなどして磁界を変化させることが必要である。誘導電流の向きは磁界の変化を打ち消す向きに決まる。

Question 36Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

電磁石の強さを大きくする方法として、適切でないものはどれか。

  1. コイルの中に鉄しんを入れる。
  2. コイルに流す電流を大きくする。
  3. コイルの巻き数を増やす。
  4. コイルの中に木の棒を入れる。 Correct answer.

Explanation

電磁石の強さは、電流を大きくする、巻き数を増やす、鉄しんを入れることで大きくなる。木の棒は磁化されないため、鉄しんの代わりにはならず、電磁石を強くする効果はない。

Question 37Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

モーターのコイルに電流を流すと、コイルが回転し始めた。このときコイルにはたらく力について正しいものはどれか。

  1. 電流の向きと同じ向きに力がはたらく。
  2. 電流の向きと磁界の向きの両方に垂直な向きに力がはたらく。 Correct answer.
  3. 磁界の向きと同じ向きに力がはたらく。
  4. コイルの導線に平行な向きに力がはたらく。

Explanation

磁界中の導線に電流を流すと、電流の向きと磁界の向きの両方に垂直な向きに力がはたらく。この力によってコイルが回転し、モーターが動く。力の向きはフレミングの左手の法則で決まる。

Question 38Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

質量2kgの物体が速さ3m/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. 3J
  2. 6J
  3. 9J Correct answer.
  4. 18J

Explanation

運動エネルギーは(1/2)mv²で求められる。m＝2kg、v＝3m/sを代入すると(1/2)×2×3²＝9Jとなる。速さは2乗して計算することが重要である。

Question 39Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

高い位置にある小球が、なめらかな斜面をすべり落ちる。小球の力学的エネルギーについて正しいものはどれか。ただし空気抵抗や摩擦は無視する。

  1. 位置エネルギーは減少し、運動エネルギーは増加するが、その和は一定に保たれる。 Correct answer.
  2. 位置エネルギーも運動エネルギーも、時間とともに減少していく。
  3. 位置エネルギーと運動エネルギーの和は、しだいに増加していく。
  4. 運動エネルギーは変化せず、位置エネルギーだけが減少する。

Explanation

摩擦や空気抵抗がなければ、位置エネルギーと運動エネルギーの和である力学的エネルギーは保存される。斜面を下るにつれて高さが減って位置エネルギーが減り、その分だけ運動エネルギーが増える。

Question 40Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

長さの異なる2つの振り子を用意し、それぞれのおもりを同じ小さな角度まで持ち上げて静かに放した。振り子の周期について正しいものはどれか。

  1. 振り子の長いほうが周期は短い。
  2. 振り子の長いほうが周期は長い。 Correct answer.
  3. 2つの振り子の周期は等しい。
  4. おもりの質量が大きいほうが周期は長い。

Explanation

振り子の周期は、ふりこの長さが長いほど長くなり、おもりの質量には関係しない。小さな角度で振らせた場合、周期は主に振り子の長さで決まる。

Question 41Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

弦をはじいて音を出したところ、弦の振動数を2倍にすると、音の高さと波形はどのように変化するか。

  1. 音は低くなり、波形の山の間隔は長くなる。
  2. 音は高くなるが、波形の山の間隔は変わらない。
  3. 音の高さは変わらず、波形の振幅だけが大きくなる。
  4. 音は高くなり、波形の山の間隔は短くなる。 Correct answer.

Explanation

振動数が大きくなると音は高くなる。振動数が2倍になると、波形の1周期の長さは半分になり、山と山の間隔は短くなる。音の高さは振動数で決まる。

Question 42Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

動滑車を使って質量6kgの物体をゆっくり持ち上げた。物体を2m持ち上げるのに必要な力の大きさと、糸を引く長さの組み合わせとして正しいものはどれか。ただし質量1kgの物体にはたらく重力の大きさを10Nとし、滑車や糸の質量、摩擦は無視する。

  1. 60Nの力で4m引く。
  2. 30Nの力で4m引く。 Correct answer.
  3. 30Nの力で2m引く。
  4. 60Nの力で2m引く。

Explanation

動滑車を使うと、物体にはたらく重力は2本の糸で支えられるため、引く力は半分の30Nになる。そのかわり糸を引く長さは物体が上がる高さの2倍の4mになる。仕事の大きさはどちらの場合も60N×2m＝120Jで変わらない。

Question 43Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

電熱線に電流を流して水を温めた。電熱線の抵抗を変えずに電圧を2倍にすると、同じ時間に発生する熱量は何倍になるか。

  1. 変わらない
  2. 2倍
  3. 半分
  4. 4倍 Correct answer.

Explanation

電力はP＝V²/Rで表され、抵抗が一定なら電力は電圧の2乗に比例する。電圧を2倍にすると電力は4倍になり、同じ時間に発生する熱量も4倍になる。電流は電圧に比例して2倍になることも合わせて考えるとよい。

Question 44Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

抵抗の値が異なる2つの電熱線を直列につなぎ、電源につないだ。それぞれの電熱線について正しいものはどれか。

  1. 2つの電熱線には等しい電流が流れ、抵抗の大きいほうが小さい電圧がかかる。
  2. 2つの電熱線には等しい電流が流れ、抵抗の大きいほうが大きい電圧がかかる。 Correct answer.
  3. 2つの電熱線には異なる電流が流れ、抵抗の大きいほうが小さい電流が流れる。
  4. 2つの電熱線にかかる電圧は等しく、抵抗の大きいほうに大きい電流が流れる。

Explanation

直列回路では電流の流れる道が1本なので、どの部分にも等しい電流が流れる。オームの法則より電圧は抵抗に比例するため、抵抗の大きい電熱線ほど大きい電圧がかかる。

Question 45Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

水平な床の上で、質量4kgの物体を一定の速さで3m引きずった。物体と床の間の摩擦力が8Nであるとき、引く力がした仕事として正しいものはどれか。

  1. 24J Correct answer.
  2. 32J
  3. 96J
  4. 12J

Explanation

一定の速さで動いているので、引く力と摩擦力はつり合っており、引く力は8Nである。仕事は力の大きさと力の向きに動いた距離の積なので、8N×3m＝24Jとなる。質量は仕事の計算には直接使わない。

Question 46Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

空気中からガラスの中へ光が斜めに入射した。光の進む道すじと速さについて正しいものはどれか。

  1. 光は境界面で折れ曲がらず、まっすぐ進む。
  2. 光は境界面で反射するだけで、ガラス中には進まない。
  3. 光は境界面で折れ曲がり、ガラス中では空気中より速く進む。
  4. 光は境界面で折れ曲がり、ガラス中では空気中よりおそく進む。 Correct answer.

Explanation

光が空気からガラスのように屈折率の大きい物質へ斜めに入射すると、境界面で折れ曲がる。光の速さは物質中でおそくなり、ガラス中では空気中よりおそくなる。屈折のしかたは物質による光の速さの違いで生じる。

Question 47Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

電源装置と豆電球、電流計、電圧計を使って豆電球の抵抗を調べた。豆電球に0.2Aの電流が流れ、両端に1.5Vの電圧がかかっていた。豆電球の抵抗として正しいものはどれか。

  1. 0.3Ω
  2. 7.5Ω Correct answer.
  3. 3.0Ω
  4. 1.7Ω

Explanation

オームの法則より抵抗Rは電圧Vを電流Iで割って求める。R＝1.5V÷0.2A＝7.5Ωとなる。電流と電圧のどちらで割るかを間違えないことが大切である。

Question 48Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

うすい硫酸に亜鉛板と銅板を入れて導線でつなぐと、電流が流れた。この電池について正しいものはどれか。

  1. 亜鉛板が＋極、銅板が−極になる。
  2. 銅板が＋極、亜鉛板が−極になる。 Correct answer.
  3. 2枚の板のうち、電流が流れている間も極性は生じない。
  4. 電流は導線を流れず、液中だけを流れる。

Explanation

このような化学電池では、イオンになりやすい亜鉛が溶けて電子を放出し、亜鉛板が−極となる。銅板が＋極となり、導線中を電流が流れる。

Question 49Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

水平な台の上を、小球が一定の速さで右向きに進んでいる。小球にはたらく力について正しいものはどれか。ただし摩擦や空気抵抗は無視する。

  1. 小球にはたらく重力はなく、力はまったくはたらいていない。
  2. 小球には右向きの力がはたらき続けている。
  3. 小球にはたらく力はつり合っており、合力は0である。 Correct answer.
  4. 小球には左向きの力がはたらき、しだいに減速する。

Explanation

物体が一定の速さで一直線上を進むとき、物体にはたらく力はつり合っている。水平方向にはたらく力はなく、鉛直方向では重力と垂直抗力がつり合っているので合力は0である。力がつり合っているからこそ等速運動が続く。

Question 50Physics (力学的エネルギー, 電気, 電流と磁界, 運動とエネルギー, 光と音)

音源から出た音が空気中を伝わるようすについて、音の速さと音の大きさに関する記述として正しいものはどれか。

  1. 音の高さが高いほど、音は速く伝わる。
  2. 音の大きさが大きいほど、音は速く伝わる。
  3. 音の速さは、音源からの距離が遠いほど速くなる。
  4. 音の大きさや高さが変わっても、同じ空気中では音の速さはほぼ一定である。 Correct answer.

Explanation

音の速さは、伝わる物質の種類や温度によって決まり、音の大きさや高さにはほとんど関係しない。同じ空気中であれば、音の大きさや高さが変わっても速さはほぼ一定である。