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Yamaguchi Prefectural Public High School Entrance Examination - Science study materials
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Yamaguchi Prefectural Public High School Entrance Examination - 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 1Physics: motion and forces

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 2.0 s 進んだ。この間に物体が移動した距離として正しいものはどれか。

  1. 3.0 m
  2. 24 m
  3. 12 m Correct answer.
  4. 8.0 m

Explanation

等速直線運動では、移動距離は「速さ×時間」で求められる。6.0 m/s × 2.0 s = 12 m となる。速さと時間の積であることを確認して計算すればよい。

Question 2Physics: motion and forces

ある物体の運動について、移動距離を時間で割った値が表すものはどれか。

  1. 力の大きさ
  2. 加速度
  3. 仕事率
  4. 平均の速さ Correct answer.

Explanation

移動距離をそれにかかった時間で割った量は、その区間での平均の速さを表す。単位は m/s となり、加速度や力とは単位が異なる。

Question 3Physics: motion and forces

速さ 20 m/s で走っていた自動車がブレーキをかけ、5.0 s 後に停止した。この間の加速度の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 100 m/s²
  2. 15 m/s²
  3. 0.25 m/s²
  4. 4.0 m/s² Correct answer.

Explanation

加速度は「速度の変化÷かかった時間」で求められる。速度の変化は 20 m/s で、これを 5.0 s で割ると 4.0 m/s² になる。減速なので向きは進行方向と逆向きである。

Question 4Physics: motion and forces

一直線上を運動する物体の速さが、2.0 s ごとに 3.0 m/s ずつ一定の割合で増えていった。この物体の加速度として正しいものはどれか。

  1. 3.0 m/s²
  2. 5.0 m/s²
  3. 1.5 m/s² Correct answer.
  4. 6.0 m/s²

Explanation

加速度は単位時間あたりの速度の変化量である。3.0 m/s の変化を 2.0 s で割ると 1.5 m/s² となる。時間で割る操作を忘れないことが重要である。

Question 5Physics: motion and forces

静止していた物体が、一定の加速度 2.0 m/s² で 4.0 s 間運動した。このときの物体の速さとして正しいものはどれか。

  1. 0.50 m/s
  2. 2.0 m/s
  3. 6.0 m/s
  4. 8.0 m/s Correct answer.

Explanation

初速度が 0 のとき、速度は「加速度×時間」で求められる。2.0 m/s² × 4.0 s = 8.0 m/s となる。加速度に時間をかけると速度になることを確認する。

Question 6Physics: motion and forces

2.0 kg の物体に 8.0 N の力を加えたとき、物体に生じる加速度の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 4.0 m/s² Correct answer.
  2. 16 m/s²
  3. 10 m/s²
  4. 0.25 m/s²

Explanation

運動方程式 F = ma より、加速度は a = F/m で求められる。8.0 N ÷ 2.0 kg = 4.0 m/s² となる。力の単位 N は kg·m/s² であるため、質量で割ると加速度の単位になる。

Question 7Physics: motion and forces

質量 5.0 kg の物体が、一定の速さ 3.0 m/s で一直線上を運動している。この物体にはたらく合力の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 45 N
  2. 1.7 N
  3. 15 N
  4. 0 N Correct answer.

Explanation

速さが一定の運動では加速度が 0 であるため、運動方程式より合力も 0 になる。質量や速さの値に関係なく、等速直線運動では合力はゼロである。

Question 8Physics: motion and forces

机の上に置いた物体が静止しているとき、物体にはたらく重力と机から受ける垂直抗力の関係として正しいものはどれか。

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

Explanation

物体が静止しているとき、物体にはたらく力はつり合っている。重力は下向き、垂直抗力は上向きで、大きさが等しく向きが反対である。この2力は同一物体にはたらく力である点に注意する。

Question 9Physics: motion and forces

物体にはたらく2つの力がつり合うための条件として正しいものはどれか。

  1. 2つの力の大きさが異なり、向きが反対であること
  2. 2つの力の大きさが異なり、向きが同じであること
  3. 2つの力の大きさが等しく、向きが同じであること
  4. 2つの力の大きさが等しく、向きが反対であること Correct answer.

Explanation

2つの力がつり合うには、大きさが等しく、向きが反対で、同じ一直線上にはたらく必要がある。どちらか一方が欠けると合力が残り、物体は加速してしまう。

Question 10Physics: motion and forces

質量 2.0 kg の物体を、ばねばかりで鉛直につるしたところ静止した。このとき、ばねばかりが物体を引く力の大きさとして最も適当なものはどれか。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. 200 N
  2. 20 N Correct answer.
  3. 2.0 N
  4. 0.20 N

Explanation

質量 100 g で 1.0 N なので、2.0 kg = 2000 g にはたらく重力は 20 N である。静止しているため、ばねばかりが引く力は重力とつり合い 20 N となる。単位の換算を丁寧に行う。

Question 11Physics: motion and forces

水平な床の上で物体を一定の速さで水平に引き続けるとき、引く力と摩擦力の関係として正しいものはどれか。

  1. 引く力の方が摩擦力より大きい
  2. 摩擦力の方が引く力より大きい
  3. 引く力と摩擦力の大きさが等しい Correct answer.
  4. 引く力がはたらいていない

Explanation

一定の速さで運動しているとき加速度は 0 であり、水平方向の合力も 0 である。したがって引く力と摩擦力は大きさが等しく向きが反対になる。動き続けているからといって合力が大きいとは限らない。

Question 12Physics: motion and forces

物体を床に置いたまま水平方向に押しても動かないとき、物体にはたらく静止摩擦力について正しいものはどれか。

  1. 加えた押す力と同じ大きさで、向きは反対である Correct answer.
  2. 加えた押す力より必ず大きい
  3. 加えた押す力に関係なく一定である
  4. 加えた押す力と同じ大きさで、向きは同じである

Explanation

物体が動かないとき、水平方向の力はつり合っている。静止摩擦力は加えた力と大きさが等しく、向きが反対にはたらく。加える力を大きくすると、動き出すまでは静止摩擦力もそれに応じて大きくなる。

Question 13Physics: motion and forces

物体を糸でつるして静止させた。この物体にはたらく重力と糸の張力について、作用・反作用の関係にあるものとして正しい組み合わせはどれか。

  1. 物体が糸を引く力と、物体にはたらく重力
  2. 物体にはたらく重力と、物体が地球を引く力
  3. 物体が糸を引く力と、糸が物体を引く張力 Correct answer.
  4. 物体にはたらく重力と、糸が物体を引く張力

Explanation

作用・反作用の関係にある力は、2つの物体の間で互いに及ぼし合う力である。物体が糸を引く力と糸が物体を引く力は、物体と糸の間の力で作用・反作用になる。同じ物体にはたらく重力と張力は、つり合いの関係である。

Question 14Physics: motion and forces

物体にはたらく重力の反作用として正しいものはどれか。

  1. 糸が物体を引く張力
  2. 物体が床を押す力
  3. 物体が地球を引く力 Correct answer.
  4. 床が物体を押す垂直抗力

Explanation

地球が物体を引く重力の反作用は、物体が地球を引く力である。作用・反作用は2つの物体の間で向きが反対の力として現れる。垂直抗力や張力は別の物体との間の力であり、重力の反作用ではない。

Question 15Physics: motion and forces

斜面を下る物体の運動について、斜面の傾きを大きくすると、物体の加速度の大きさはどのようになるか。摩擦は考えないものとする。

  1. はじめ大きく、あとで小さくなる
  2. 小さくなる
  3. 変わらない
  4. 大きくなる Correct answer.

Explanation

斜面方向にはたらく重力の成分は、傾きが大きいほど大きくなる。摩擦がなければ加速度はこの成分を質量で割った値なので、傾きを大きくすると加速度も大きくなる。斜面が急なほど速さの増え方が大きい。

Question 16Physics: motion and forces

水平な面を一定の速さで運動している物体から、急に力を加えるのをやめた。この後、物体の運動はどうなるか。ただし、摩擦や空気抵抗はないものとする。

  1. すぐに停止する
  2. 一定の速さで運動を続ける Correct answer.
  3. 一定の割合で加速する
  4. 一定の割合で減速する

Explanation

力がはたらかなければ、物体はそのときの速度を保って等速直線運動を続ける。これは慣性の法則によるもので、力を加え続けなくても運動は維持される。摩擦がある場合とは結果が異なる点に注意する。

Question 17Physics: motion and forces

電車が急に発車したとき、中の乗客が進行方向と逆向きに倒れそうになる。この現象を説明するものとして最も適当なものはどれか。

  1. 作用・反作用の法則
  2. オームの法則
  3. フックの法則
  4. 慣性の法則 Correct answer.

Explanation

乗客の体はもとの静止状態を保とうとするため、電車が動き出しても体には力が加わらず、進行方向と逆向きに倒れそうになる。これは慣性の法則による現象である。電車から見ると見かけの力がはたらくように感じられる。

Question 18Physics: motion and forces

一直線上を運動する物体の速さが、時間とともに一様に減少している。この物体の運動について正しいものはどれか。

  1. 加速度の大きさは 0 である
  2. 加速度の向きは運動の向きと同じである
  3. 加速度の向きは運動の向きと反対である Correct answer.
  4. 加速度の大きさは時間とともに増加する

Explanation

速さが一様に減少する運動では、速度の変化の向きは運動の向きと反対になる。加速度は速度の変化の向きをもつため、運動の向きと逆向きである。一様に減少するので加速度の大きさは一定である。

Question 19Physics: motion and forces

初速度 4.0 m/s で運動していた物体が、一定の加速度 2.0 m/s² で 3.0 s 間加速した。このときの物体の速さとして正しいものはどれか。

  1. 10 m/s Correct answer.
  2. 8.0 m/s
  3. 6.0 m/s
  4. 14 m/s

Explanation

速度は「初速度＋加速度×時間」で求められる。4.0 m/s + 2.0 m/s² × 3.0 s = 4.0 + 6.0 = 10 m/s となる。初速度を忘れずに加えることが大切である。

Question 20Physics: motion and forces

一直線上を一定の加速度で運動する物体について、その速度と時間の関係を表すグラフの傾きが表すものはどれか。

  1. 加速度 Correct answer.
  2. 移動距離
  3. 仕事
  4. 力の大きさ

Explanation

速度と時間のグラフでは、縦軸の速度の変化を横軸の時間で割った値がグラフの傾きになる。これは加速度の定義そのものである。グラフと時間軸で囲まれた面積は移動距離を表す。

Question 21Physics: motion and forces

一直線上を運動する物体の速度と時間のグラフが、時間軸に平行な直線で表された。この物体の運動として正しいものはどれか。

  1. 一様に減速している
  2. 加速度が時間とともに増加している
  3. 一様に加速している
  4. 等速直線運動をしている Correct answer.

Explanation

速度と時間のグラフが時間軸に平行であれば、速度が時間によらず一定であることを意味する。したがって物体は等速直線運動をしている。加速度はグラフの傾きなので 0 である。

Question 22Physics: motion and forces

速さ 10 m/s で走っていた物体が、一定の加速度で 4.0 s 間で停止した。この間の移動距離として正しいものはどれか。

  1. 10 m
  2. 2.5 m
  3. 20 m Correct answer.
  4. 40 m

Explanation

一様に減速して停止する場合、平均の速さは初速度と最終速度の平均になる。平均の速さは (10 + 0) ÷ 2 = 5.0 m/s で、これを 4.0 s にかけると 20 m となる。速度と時間のグラフの面積として考えてもよい。

Question 23Physics: motion and forces

質量 3.0 kg の物体に、同じ向きに 10 N と 5.0 N の2つの力を同時に加えた。摩擦がないとき、物体に生じる加速度の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 2.5 m/s²
  2. 15 m/s²
  3. 5.0 m/s² Correct answer.
  4. 1.7 m/s²

Explanation

同じ向きの2つの力はたし合わせて合力を求める。合力は 10 N + 5.0 N = 15 N で、これを質量 3.0 kg で割ると 5.0 m/s² となる。合力を求めてから運動方程式を使う手順が大切である。

Question 24Physics: motion and forces

同じ大きさの力を、質量の異なる2つの物体にそれぞれ加えた。質量が大きい物体ほど加速度が小さくなる理由として最も適当なものはどれか。

  1. 質量が大きいほど慣性が大きく、速度を変えにくいから Correct answer.
  2. 質量が大きいほど重力が小さくなるから
  3. 質量が大きいほど力が小さく伝わるから
  4. 質量が大きいほど摩擦力が必ず大きくなるから

Explanation

運動方程式 F = ma より、同じ力なら質量が大きいほど加速度は小さくなる。これは質量が大きい物体ほど慣性が大きく、速度の変化を生じにくいためである。力の大きさ自体は質量によって変わらない。

Question 25Physics: energy, work, and electricity

質量2.0kgの物体を、一定の速さでまっすぐ5.0m持ち上げた。このとき人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1.0kgの物体にはたらく重力の大きさを10Nとし、摩擦は考えない。

  1. 100J Correct answer.
  2. 50J
  3. 0J
  4. 10J

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られる。持ち上げる力は重力とつり合うので2.0kg×10N/kg=20Nとなり、20N×5.0m=100Jとなる。一定の速さで動かすとき、加える力は重力と等しい大きさでよい点が要点である。

Question 26Physics: energy, work, and electricity

電力についての説明として正しいものはどれか。

  1. 電力は1時間あたりに流れる電子の個数を表す。
  2. 電力は電流の向きを表す量である。
  3. 電力は回路を流れた電気量の総量を表す。
  4. 電力は1秒間あたりに消費される電気エネルギーの大きさである。 Correct answer.

Explanation

電力は電気器具が単位時間あたりに消費する電気エネルギーの大きさで、W（ワット）で表される。電力Pは電圧Vと電流Iの積P=VIで求められ、時間あたりのエネルギーという意味をもつ。電気量や電流の向きとは別の量である点を区別したい。

Question 27Physics: energy, work, and electricity

電熱線に6.0Vの電圧を加えると、0.50Aの電流が流れた。この電熱線の抵抗として正しいものはどれか。

  1. 0.083Ω
  2. 3.0Ω
  3. 12Ω Correct answer.
  4. 6.0Ω

Explanation

オームの法則により、抵抗Rは電圧Vを電流Iで割って求められる。R=6.0V÷0.50A=12Ωとなる。電圧と電流のどちらをどちらで割るかを取り違えないことが大切である。

Question 28Physics: energy, work, and electricity

エネルギーについての説明として正しいものはどれか。

  1. エネルギーは仕事をすると必ず消滅する。
  2. エネルギーは物体がもつ性質であり、その総量は保存される。 Correct answer.
  3. エネルギーは温度が高い物体だけがもつ量である。
  4. エネルギーは力の大きさと同じ単位で表される。

Explanation

エネルギーは物体が仕事をする能力を表す量で、種類を変えながら総量は保存される。力学的エネルギーが保存されるのは摩擦などがない場合であり、一般には熱などに移り変わる。単位はJ（ジュール）で、力の単位Nとは異なる。

Question 29Physics: energy, work, and electricity

質量1.0kgの物体が高さ2.0mの地点にある。基準面での重力による位置エネルギーを0とすると、この物体の位置エネルギーはいくらか。ただし、質量1.0kgの物体にはたらく重力の大きさを10Nとする。

  1. 5.0J
  2. 20J Correct answer.
  3. 10J
  4. 2.0J

Explanation

重力による位置エネルギーは、物体にはたらく重力の大きさと基準面からの高さの積で求められる。10N×2.0m=20Jとなる。高さを2倍にすれば位置エネルギーも2倍になる関係を押さえておきたい。

Question 30Physics: energy, work, and electricity

電流がもつエネルギーが利用されている例として最も適切なものはどれか。

  1. 水力発電で水の位置エネルギーを電気エネルギーに変える。
  2. 電熱線に電流を流して水の温度を上げる。 Correct answer.
  3. 自転車のブレーキで運動エネルギーを熱にする。
  4. ばねを縮めて弾性エネルギーを蓄える。

Explanation

電流が流れると電気エネルギーが熱エネルギーに変わり、電熱線は水を温める。これは電気エネルギーの利用であり、電流がもつエネルギーが関係している。他の選択肢は力学的エネルギーどうしの変換である。

Question 31Physics: energy, work, and electricity

同じ電圧を加えたとき、抵抗の値が大きい電熱線ほど発熱量が小さくなる理由として正しいものはどれか。

  1. 抵抗が大きいほど電圧が小さくなるから。
  2. 抵抗が大きいほど流れる電流が大きくなるから。
  3. 抵抗が大きいほど流れる電流が小さくなるから。 Correct answer.
  4. 抵抗が大きいほど電気が熱に変わりにくいから。

Explanation

電圧が一定なら、オームの法則により抵抗が大きいほど流れる電流は小さくなる。発熱量は電力と時間の積で、電力は電圧と電流の積なので電流が小さいほど発熱量も小さくなる。電圧は加えた値のままで変化しない点に注意する。

Question 32Physics: energy, work, and electricity

電圧6.0V、電流0.20Aで電熱線を10分間使った。このとき消費した電力量はいくらか。

  1. 12J
  2. 72J
  3. 7200J
  4. 720J Correct answer.

Explanation

電力は6.0V×0.20A=1.2Wである。電力量は電力と時間（秒）の積なので、1.2W×600s=720Jとなる。時間を分のまま使わず、秒に直すことが計算の鍵である。

Question 33Physics: energy, work, and electricity

抵抗の異なる2つの電熱線を直列につなぎ、同じ電流を流した。発熱量が大きいのはどちらの電熱線か。その理由として正しいものはどれか。

  1. 抵抗が小さいほうで、電力は電流の2乗に比例するから。
  2. 抵抗の大小によらず、発熱量は等しいから。
  3. 抵抗が小さいほうで、電圧が大きくなるから。
  4. 抵抗が大きいほうで、電力は電流の2乗と抵抗の積で表されるから。 Correct answer.

Explanation

直列回路では電流がどこでも等しい。電力はP=I²Rと表され、電流が同じなら抵抗が大きいほど電力が大きくなる。したがって発熱量も抵抗が大きいほうが大きい。並列回路では電圧が等しくなるため、大小関係が逆になる点と区別する。

Question 34Physics: energy, work, and electricity

落下する物体について、空気抵抗や摩擦がない場合の説明として正しいものはどれか。

  1. 落下するにつれて位置エネルギーと運動エネルギーの両方が減る。
  2. 落下するにつれて位置エネルギーは減り、運動エネルギーが増える。 Correct answer.
  3. 落下するにつれて運動エネルギーは変わらず、位置エネルギーだけが減る。
  4. 落下するにつれて力学的エネルギーの総量は増える。

Explanation

摩擦や空気抵抗がなければ力学的エネルギーは保存される。落下により高さが下がって位置エネルギーが減り、その分だけ速さが増して運動エネルギーが増える。総量が一定であることがポイントである。

Question 35Physics: energy, work, and electricity

ある物体に一定の力で仕事をしたときの仕事率について正しいものはどれか。

  1. 仕事率は仕事の大きさに時間をかけた値である。
  2. 仕事率は力の大きさを距離で割った値である。
  3. 仕事率は仕事の大きさを時間で割った値である。 Correct answer.
  4. 仕事率は物体の質量と速さの積である。

Explanation

仕事率は単位時間あたりにする仕事の大きさで、仕事を時間で割って求められる。単位はW（ワット）で、1Wは1秒あたり1Jの仕事をすることに相当する。仕事そのものの大きさや力の大きさとは区別する。

Question 36Physics: energy, work, and electricity

家庭用の電気器具の消費電力が600Wである。これを1日あたり2時間、30日間使用したときの電力量は何kWhか。

  1. 360kWh
  2. 12kWh
  3. 36kWh Correct answer.
  4. 1200kWh

Explanation

電力量は電力（kW）と使用時間（h）の積で求められる。600Wは0.60kWで、1日2時間を30日使うと60時間になるので、0.60×60=36kWhとなる。Wのまま計算すると単位がWhになる点に注意する。

Question 37Physics: energy, work, and electricity

電圧と電流の関係を調べる実験で、抵抗の値が一定の電熱線について、加える電圧を2倍にすると流れる電流はどうなるか。

  1. 電流は2倍になる。 Correct answer.
  2. 電流は4倍になる。
  3. 電流は半分になる。
  4. 電流は変わらない。

Explanation

抵抗が一定なら、オームの法則により電流は電圧に比例する。電圧を2倍にすると電流も2倍になる。抵抗が一定であるという条件を確認することが重要である。

Question 38Physics: energy, work, and electricity

高い位置にある小球を静かに離すと、曲面をすべり落ちた。摩擦や空気抵抗がない場合、最も低い地点での小球の速さを決めるものはどれか。

  1. 曲面の長さだけ
  2. 小球の質量だけ
  3. 落ちた高さと重力の大きさ Correct answer.
  4. 小球の質量と落ちた高さ

Explanation

力学的エネルギー保存により、位置エネルギーの減少分が運動エネルギーになる。位置エネルギーは重力の大きさと高さの積で決まり、運動エネルギーは速さの2乗に比例する。質量は両辺に現れて打ち消されるため、速さは質量によらない。

Question 39Physics: energy, work, and electricity

抵抗Aと抵抗Bを並列につないだ回路がある。Aの抵抗はBより大きい。両方に同じ電圧がかかるとき、消費電力が大きいのはどちらか。

  1. どちらも同じで、並列では電力が等しいから。
  2. 抵抗Bで、電力は抵抗に反比例するから。 Correct answer.
  3. 抵抗Aで、電力は抵抗に比例するから。
  4. 抵抗Aで、電力は抵抗の2乗に比例するから。

Explanation

並列回路では各抵抗に同じ電圧がかかる。電力はP=V²/Rと表され、電圧が同じなら抵抗が小さいほど電力は大きくなる。したがって抵抗の小さいBのほうが消費電力が大きい。

Question 40Physics: energy, work, and electricity

電気エネルギーが光エネルギーに変換されている例として最も適切なものはどれか。

  1. LEDが点灯して光る。 Correct answer.
  2. 蓄電池に電流を流して蓄える。
  3. スピーカーから音が出る。
  4. モーターが回転して物体を持ち上げる。

Explanation

LEDは電流を流すと光を放出するので、電気エネルギーが光エネルギーに変わる例である。モーターは電気エネルギーを運動エネルギーに、スピーカーは音エネルギーに変える。変換後のエネルギーの種類を正しく対応させることが大切である。

Question 41Physics: energy, work, and electricity

質量0.50kgの物体を、なめらかな水平面上で一定の力4.0Nで力の向きに3.0m動かした。このときの仕事として正しいものはどれか。

  1. 1.5J
  2. 24J
  3. 12J Correct answer.
  4. 6.0J

Explanation

水平面上で力の向きに動かすとき、仕事は力の大きさと移動距離の積で求められる。4.0N×3.0m=12Jとなる。質量は仕事の計算に直接は関係せず、力と距離だけを用いる点に注意する。

Question 42Physics: energy, work, and electricity

電圧が一定の電源に電熱線をつなぎ、発熱量を2倍にしたい。電熱線の抵抗をどのように変えればよいか。

  1. 抵抗を変えても発熱量は変わらない。
  2. 抵抗を半分にする。 Correct answer.
  3. 抵抗を4倍にする。
  4. 抵抗を2倍にする。

Explanation

電圧が一定のとき、電力はP=V²/Rで表され、抵抗に反比例する。発熱量を2倍にするには抵抗を半分にすればよい。電圧一定か電流一定かで比例関係が変わる点を整理しておきたい。

Question 43Physics: energy, work, and electricity

摩擦のある水平面上で物体を一定の速さで引き続けた。このときの仕事と力学的エネルギーについて正しいものはどれか。

  1. 加えた力のした仕事の一部は摩擦によって熱エネルギーに変わる。 Correct answer.
  2. 摩擦があっても力学的エネルギーは保存される。
  3. 物体の速さが一定なので、加えた力は仕事をしていない。
  4. 加えた力のした仕事はすべて運動エネルギーとして蓄えられる。

Explanation

一定の速さで動くとき運動エネルギーは変化しないが、摩擦によって熱が発生している。加えた力のした仕事は、その熱エネルギーとして消費される。力学的エネルギーが保存されるのは摩擦などがない場合に限られる。

Question 44Physics: energy, work, and electricity

電圧6.0Vの電源に、10Ωの電熱線と20Ωの電熱線を直列につないだ。20Ω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. 1.2W
  2. 0.20W
  3. 0.40W
  4. 0.80W Correct answer.

Explanation

直列の合成抵抗は10Ω+20Ω=30Ωで、電流は6.0V÷30Ω=0.20Aとなる。20Ωの電熱線の電力はP=I²R=0.20²×20=0.80Wである。まず電流を求めてから、各抵抗の電力を計算する順序が大切である。

Question 45Physics: energy, work, and electricity

高さ5.0mの地点から質量2.0kgの物体を静かに落下させた。空気抵抗がなく、質量1.0kgにはたらく重力を10Nとするとき、地面に達する直前の速さはおよそいくらか。

  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により、位置エネルギー20N×5.0m=100Jがすべて運動エネルギーになる。½mv²=100Jにm=2.0kgを代入するとv²=100となり、v=10m/sである。質量が打ち消されることを確かめながら計算するとよい。

Question 46Physics: energy, work, and electricity

電力500Wの器具を1日3時間、30日間使用した。電気料金を1kWhあたり20円とすると、料金はいくらか。

  1. 300円
  2. 90円
  3. 1800円
  4. 900円 Correct answer.

Explanation

電力量は0.50kW×3h×30日=45kWhである。1kWhあたり20円なので、45×20=900円となる。電力の単位をkWに直し、時間をhでそろえることが計算の要点である。

Question 47Physics: energy, work, and electricity

摩擦のない斜面に沿って物体を一定の速さで引き上げた。斜面の長さは直接持ち上げる高さより長い。このとき、斜面を使う利点について正しいものはどれか。

  1. 必要な力は大きくなるが、する仕事は小さくなる。
  2. 必要な力もする仕事の大きさも小さくなる。
  3. 必要な力は小さくなるが、する仕事の大きさは変わらない。 Correct answer.
  4. 必要な力もする仕事も大きくなる。

Explanation

摩擦がなければ、斜面を使っても物体を同じ高さまで上げるのに必要な仕事は等しい。しかし斜面の長さが長い分だけ、一度に加える力は小さくてすむ。仕事の大きさと力の大きさを混同しないことが重要である。

Question 48Physics: energy, work, and electricity

抵抗のわからない電熱線に電圧を加え、電圧と電流の関係をグラフにしたところ、原点を通る直線になった。このグラフの傾きが表すものとして正しいものはどれか。

  1. 発熱量
  2. 電力量
  3. 抵抗の大きさ Correct answer.
  4. 消費電力

Explanation

縦軸を電流、横軸を電圧にとると、オームの法則より電流は電圧に比例し、傾きは1/Rとなる。縦軸と横軸のとり方によって傾きの意味は変わるが、比例定数から抵抗が求められる。電力や電力量はこの直線の傾きでは表されない。

Question 49Chemistry: substances and chemical changes

物質が化学変化によって別の物質に変わるとき、その変化の前後で必ず成り立つ関係として正しいものはどれか。

  1. 反応後の物質の質量は反応前より必ず小さくなる
  2. 反応に関係しない物質を含めた容器全体の質量だけが変化しない
  3. 反応に関係した物質全体の質量の和は変化しない Correct answer.
  4. 気体が発生する反応では質量の和は必ず増える

Explanation

化学変化では原子の種類と数が変わらないため、反応に関係した物質全体の質量の和は変化しない。これを質量保存の法則といい、気体が発生したり沈殿が生じたりする反応でも、発生・生成した物質を含めて考えれば成り立つ。

Question 50Chemistry: substances and chemical changes

次のうち、化学変化によって生じた物質（生成物）であるものはどれか。

  1. 食塩水を蒸発させて得られた食塩
  2. 試験管を加熱したときに管の内側に付いた水滴 Correct answer.
  3. ドライアイスが昇華して生じた二酸化炭素
  4. 水を冷やしてできた氷

Explanation

化学変化ではもとの物質とは別の新しい物質が生じる。試験管を加熱したときの水滴は、もとの物質に含まれていた水素と酸素が結びついて新しく生じた水であり、状態変化で生じた氷や二酸化炭素、食塩の析出とは区別される。