東三河狂人日記

大問４ 　研究発表会で、水面を伝わる波の特徴について発表する準備をしているＡさんが、Ｂさんに相談している。 Ａさん：まず、実験装置の説明から始めるよ。 最初に用意したのは、波を作るための偏心モーター。 偏心モーターは、おもりの中心から少しずれたところにモーターの軸を取り付けたもので、これを、図１のように水槽の幅よりも少し短い板に固定して、電源を接続すると振動して波源となるんだ。 Ｂさん：偏心モーターは、スマホの着信を知らせる振動でも使われているって聞いたことがあるよ。 Ａさん：なるほど。 さて、図１のように、水槽に水を入れ、水面と波源の板が触れる程度の高さに板をつり下げて、偏心モーターに電源を接続して振動させると、波源の板に平行な波（平面波）を発生させることができた。 Ａさん：波源の板から長さが$L$の距離まで波が到達するのに必要な時間が$t$なら、平面波の速さ$v$は【ア】になる。 このとき、電源の電圧を調整して偏心モーターの振動数を変えると、平面波の周期を変えられるんだ。 Ｂさん：平面波の周期を$T$とすると、平面波の波長$\lambda$は【イ】で表せることや、波の振幅を変化させるために、板の高さを調節したことも説明した方がいいよ。 問１【波の速さ】 　上の会話文中の【ア】にあてはまる式として正しいものはどれか。 ・$v = \dfrac{L}{t}$ 問２【波の波長】 　前の会話文中の【イ】にあてはまる式として正しいものはどれか。 ・$\lambda = vT$ Ａさん：次に、水槽の中の水をできる限り減らして、水深を測定する。 波源の板が水面にギリギリに触れる高さにして波の振幅を調整したんだ。 波の速さは、スマホのカメラを使って動画で撮影して、水槽に貼り付けたメジャーを利用して求めたよ。 Ｂさん：１つの水深での波の速さを求めるだけでも、大変なんだね。 Ａさん：うん、なかなか大変だったよ。 続いて、水槽に少し水を加えて、水深を大きくして、同じように波の速さを求めた。 このように水深を変えたときの波の速さを表１にまとめたんだ。 Ｂさん：このままだとわかりにくいから、グラフにまとめた方がいいね。 Ａさん：そうだね。 ＜Ａさんは、グラフ用紙に図２のようなグラフを描いた。＞ Ａさん：グラフを描いたよ。 縦軸を波の速さ、横軸を水深として、水深が５cmのときの速さを表す点...

大問３ 問１【比熱容量（比熱）】 　ある金属の塊500gに380Jの熱を与えたところ、度が２Kだけ上昇した。 この金属の比熱容量（比熱）は何J/(g・K)か。 ・$\dfrac{380}{500 \cdot 2} = \dfrac{38}{100} = 0.38$（J/(g・K)） 問２【水の状態変化と水分子の運動】 　図は、氷に一定の熱を加え続けたときの、温度の変化を表したものである。 区間Ａと区間Ｂでは温度が変化しなかった。 この説明として正しい文はどれか。 ① 区間Ａでは、氷の内部と外部で温度の上がり方が異なり、全体として温度が変化しないため。（×） ② 区間Ｂでは、加えた熱が分子の分子間の結びつきを弱めたり切ったりするのに使われたため。（○） ③ 区間Ａでは、加えた熱が氷の体積増加に使われたため。（×） ④ 区間Ｂでは、加えた熱が分子の分子間の結びつきを強めるのに使われたため。（×） 問３【静電気】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　図のように、帯電していないアクリル棒と帯電していない絹布を互いにこすり合わせると、アクリル棒は正、絹布は【負】に帯電した。 これは電子が【アクリル棒から絹布へ】移動したためである。 問４【消費電力量】 　100V用消費電力1.2kWのドライヤーを100Vの電圧で15分間使用するとき、消費電力量は何kWhか。 ・$1.2 \times \dfrac{15}{60} = 1.2 \times \dfrac{1}{4} = 0.3$（kWh） 問５【一次エネルギーと二次エネルギー】 　自然界に存在し加工されない状態で供給されるエネルギー資源は「一次エネルギー」、一次エネルギーを変換・加工して得られるエネルギー資源は「二次エネルギー」と呼ばれている。 二次エネルギーとして正しいものはどれか。 ① 電気（二次エネルギー） ② 太陽光（一次エネルギー） ③ 石炭（一次エネルギー） ④ 石油（一次エネルギー） ・ 令和７年度第２回高認物理基礎過去問解説に戻る。

大問２ 問１【波の性質】 　図１は、$x$軸上を正の向きに進む正弦波の、ある時刻における波形である。 図２は、その$x$軸上のある位置における媒質の振動のようすである。 この波の振動数と速さの組合せとして正しいものはどれか。 ・図２より、２sで１振動なので、１sで$\dfrac{1}{2}$振動である。よって、振動数は0.5（Hz）。 図１より、波長は４mなので、速さは$4 \times 0.5 = 2$（m/s）。 問２【固有振動数と共振】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　弦の振動と同様に、それぞれの建物には、建物の高さや構造などによって決まる【固有振動数】がある。 地震の揺れとその【固有振動数】が一致すると建物が【共振】することで、建物が大きく揺れることがある。 問３【アクティブノイズキャンセリング】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　波の重ね合わせを利用することで、様々な波を打ち消すことができる。 図はアクティブノイズキャンセリングを用いたイヤホンの模式図である。 このイヤホンでは外から鼓膜に届く騒音を打ち消すために、内蔵したスピーカーから音波を発している。 　一般に波が正弦波の場合には、その正弦波に対して、媒質の変位の向きが【逆で】、変位の大きさが【等しい】波を重ね合わせると、もとの正弦波を消すことができる。 問４【波の独立性】 　次の文中の空欄にあてはまる語句として正しいものはどれか。 　図のように、長いばねの両端を二人で持って、Ａさんから横波を送るのと同時に、Ｂさんから縦波を送る実験をすると、横波はＢさんに、縦波はＡさんに到達した。 これは波の【独立性】によって説明できる。 ・ 令和７年度第２回高認物理基礎過去問解説に戻る。

大問１ 【運動のグラフ、張力と動摩擦力、仕事の大きさ】 大問２ 【波の性質、固有振動数と共振、アクティブノイズキャンセリング、波の独立性】 大問３ 【比熱容量（比熱）、水の状態変化と水分子の運動、静電気、消費電力量、一次エネルギーと二次エネルギー】 大問４ 【波の速さ、波長、グラフの作成、実験結果の考察、グラフの方程式、波の性質】 ・ 高等学校卒業程度認定試験（高認）物理基礎過去問解説に戻る。

大問１ 問１【運動のグラフ】 　花子さんと太郎さんは同じ位置から時刻０に同時に直線上を移動し始めた。 次のグラフは花子さんと太郎さんの位置$x$〔m〕と時刻$t$〔s〕の関係を表すグラフである。 （１）、（２）に答えよ。 ただし、移動を始めた位置を原点とする。 （１）【加速度運動】 　次の文は花子さんの運動の様子を説明している。 文中の空欄にあてはまる語句と数値の組合せとして正しいものはどれか。 　花子さんは【加速度】運動をしており、移動を始めてから【40】s後に太郎さんに追いついた。 （２）【平均の速さ】 　花子さんが原点から100m移動する間の平均の速さは何m/sか。 ・$\dfrac{100}{50} = 2$（m/s） 問２【張力と動摩擦力】 　図のように、摩擦のある水平面上で物体を水平方向に糸で引いた。 （１）、（２）に答えよ。 （１）糸が物体に及ぼす張力の大きさが$T$のとき、物体の速さが一定となった。 張力の大きさ$T$と物体に及ぼす動摩擦力の大きさ$f$の関係として正しいものはどれか。 ・$T = f$ （２）張力の大きさを$T$よりも小さくした。 動摩擦力の大きさの変化と物体の速さはどうなるか。 ・動摩擦力は変化しないから、物体は減速していく。（②） 問３【仕事の大きさ】 　物体に力を加えて移動させる実験を４回行った。 次のグラフは、それぞれの実験で物体に加えた力$F$〔N〕と力の向きに物体を移動させた距離$x$〔m〕の関係を表している。 実験１～４で力$F$が物体にした仕事の大きさをそれぞれ$W_1, W_2, W_3, W_4$とする。 物体にした仕事が最も大きいものはどれか。 ・①である。 ・ 令和７年度第２回高認物理基礎過去問解説に戻る。

大問４ 　雨粒の落下について、ＡさんとＢさんが次のように会話をしている。 Ａさん「雨雲は、地表面からおよそ2000～7000mの高さにあるから、地表面に達するときには、雨粒はとても速くなりそうだけど、どのぐらいの速さになるのだろう？」 Ｂさん「地表面から2000mの位置にある雨雲から自由落下したとすると、地表面に達するときの速さは【ア】m/sになるね。」 問１【自由落下】 　上の会話文中の【ア】にあてはまる数値として正しいものはどれか。 ただし、重力加速度の大きさを$10\mathrm{m/s}^2$とし、空気抵抗の影響は無視する。 ・$\dfrac{1}{2} \cdot 10 \cdot t^2 = 2000$ $5t^2 = 2000$ $t^2 = 400$ $t = 20$ $10 \times 20 = 200$（m/s） Ａさん「でも、雨粒の速さを調べてみると、直径0.5mmの雨粒の終端速度は約２～３m/sで、直径3.0mmの大きな雨粒になると、終端速度は約７～８m/sになるみたいだよ。 Ｂさんが求めた速さと違ってしまうのは、実際には空気抵抗の影響があるからだね。」 Ｂさん「終端速度というのは、落下中の雨粒の加速度が０になって、速さが一定の大きさになるときの速度のことだね。」 問２【雨粒の終端速度】 　終端速度について説明した次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　雨粒は落下を始めると速さが増す。 空気の抵抗力は物体の速さが増すと大きくなるので、雨粒の速さが徐々に大きくなると、やがて雨粒にはたらく【重力】と空気の抵抗力がつりあうようになる。 すると、雨粒にはたらく力の合力が０になり、雨粒の運動は【等速直線運動】になる。 この速度を終端速度と呼ぶ。 Ａさん「大きい雨粒は質量が大きいから、終端速度が大きくなると考えて良いのかな？」 Ｂさん「それでは、形を変えずに質量を変えて実験をしてみようよ。」 　ＡさんとＢさんは、空気抵抗を受ける落下運動について、実験を通して理解を深めることにした。 　ＡさんとＢさんは、アルミカップが落下するようすをスマホで撮影し、そのデータをもとに、手をはなしてから床に達するまでの0.1sごとのアルミカップの位置を示した図１をつくった。 なお、手をはなした瞬間が時刻０sである。 問３【力学的エネルギー】 　...

大問３ 問１【分子の運動】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　水で薄めた絵の具を顕微鏡で見ると、絵の具の微粒子が小刻みに複雑な動きをしているようすが観察できる。 これは、水分子が不規則な運動をして、絵の具の微粒子に衝突するために生じる現象である。 このような現象を【ブラウン運動】という。 一般に、物質を構成している個々の原子や分子は不規則な運動をしている。 この運動のことを熱運動という。 そして。熱運動の激しさを表す物理量が【温度】である。 問２【水の融解熱】 　０℃の氷0.2gをすべて０℃の水にするために必要な熱量は何Jか。 ただし、水の融解熱を334J/g、蒸発熱を2257J/gとする。 ・$334 \times 0.2 = 66.8$（J） 問３【回路図】 　図のように、３つの抵抗と電池をつないで回路をつくった。 この回路を表す回路図として正しいものはどれか。 ・④である。 問４【変圧器と送電線の電力損失】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　発電所で発電された交流の電気は、【変圧器】によって大きい電圧に変換されてから送電される。 交流は、【変圧器】を用いて容易に電圧を変えられるという特徴をもち、これは直流にはない利点である。 交流の電気は、送電線によって家庭や工場などに送られる。 送電線には電気抵抗があり、ジュール熱による電力損失が生じる。 発電所から電力を送る際には、送電線を流れる電流を【小さく】し、電圧を【大きく】することで、この損失を最小限に抑えることができる。 問５【蓄電システム】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　電力の安定供給のためには、電力を一時的に貯めて必要なときに使うための装置やしくみである蓄電システムが必要とされている。 蓄電システムで最も利用されているのは、蓄電池を用いたもので、これは電気エネルギーを【化学】エネルギーに変換して蓄えている。 　また、図のように、発電所の上部と下部に貯水池をつくり、水をくみ上げるしくみをもった水力発電のことを揚水発電という。 夜間など電力需要の少ない時間帯に、他の発電所の余剰電力で水をくみ上げておき、昼など電力需要の多い時間帯に水を流して発電をするものである。 揚水発電は、電気エネルギーを【力学的】エ...

大問２ 問１【波の性質】 　図１は波動実験器（ウェーブマシン）である。 これは金属棒（媒質）を上下させることで、横波がゆっくりと伝わり、波を観察できる器具である。 その波が伝わる速さは振動数や振幅によらず変化しない。 図２は振動をしていない波動実験器の金属棒のようすを表した模式図である。 （１）、（２）に答えよ。 （１）【波の速さ】 　図２の状態から時刻０sに波動実験器の端からある振動数で波を生じさせた。 図３は時刻0.8sの模式図である。 この波動実験器の波の伝わる速さは何m/sか。 ・$\dfrac{0.4}{0.8} = \dfrac{4}{8} = \dfrac{1}{2} = 0.5$（m/s） （２）【波の振動数】 　次に、図２の状態に戻し、（１）の２倍の振動数で波を生じさせた。 時刻0.8sの波の観察結果を表した模式図として正しいものはどれか。 ・②である。 問２【音波】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　空気中を伝わる音波は【縦波】であり、オシロスコープとマイクを用いることで、図のように波形を視覚的に観察することができる。 図の横軸は時間の経過を表していることから、２つの図を比較することで音の【高さ】が異なることが分かる。 ただし、２つの図の目盛りは縦軸と横軸ともに等しいものとする。 問３【気柱の振動（閉管と開管）】 　図のように、スピーカーの前に両端の口が開いた同じ長さの筒Ａ、Ｂを置き、筒Ａにのみスピーカーの逆側にふたを装着した。 スピーカーから出る音の振動数を０から徐々に上げながら鳴らしたところ、筒Ａが先に共鳴した。 この実験結果を説明した次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　空気中を伝わる波の波長が徐々に【短く】なり、筒Ｂより基本振動数の【小さい】筒Ａが先に共鳴した。 ・ 令和７年度第１回高認物理基礎過去問解説に戻る。

大問１ 【速度、加速度、運動方程式$ma = F$、ばねと弾性力】 大問２ 【波の性質、音波、気柱の振動（閉管と開管）】 大問３ 【分子の運動、水の融解熱、回路図、変圧器と送電線の電力損失、蓄電システム】 大問４ 【自由落下、雨粒の終端速度、力学的エネルギー、運動方程式、空気抵抗、加速度の方程式】 ・ 高等学校卒業程度認定試験（高認）物理基礎過去問解説に戻る。

大問１ 問１【速度】 　東海道新幹線の線路脇の電柱である架線柱の間隔はすべて50mである。 新幹線車両が直線コースを走行中、車内に座って窓の外を見ていると、架線柱が１sごとに１本通り過ぎていった。 このときの車両の速さは何km/hか。 ・$\dfrac{50 \times 60 \times 60}{1000} = 180$（km/h） 問２【加速度】 　１s間に１m/sずつ速くなる電車がある。 静止していた電車が60s間加速し続けたら、速さは何m/sになるか。 ・$1 \times 60 = 60$（m/s） 問３【運動方程式$ma = F$】 　図のように、摩擦のない水平面上に静止している質量100kgの物体に、一定の大きさの力$F$を水平方向右向きに加え続けたところ、力を加えはじめてから10s後に速さ10m/sとなった。 物体に加え続けた力$F$の大きさは何Nか。 ・$a = 10 \div 10 = 1$ $F = ma = 100 \times 1 = 100$（N） 問４【ばねと弾性力】 　図のように、質量が無視できるばねの一端を天井に固定し、他端に質量$m$のおもりをつるしたところ、つりあいの位置で静止した。 ばねが自然の長さになるようにおもりを真上に持ち上げ、初速度０でおもりをはなした。 （１）、（２）に答えよ。 ただし、重力加速度の大きさを$g$、ばね定数を$k$とする。 （１）【フックの法則】 　おもりがつりあいの位置を通過するときのばねの伸びはいくらか。 ・$mg = kx$ $x = \dfrac{m}{k}g$ （２）【力学的エネルギー保存の法則】 　おもりが最下点に達したときのばねの自然の長さからの伸びはいくらか。 ・$mgx = \dfrac{1}{2}kx^2$ $mg = \dfrac{1}{2}kx$ $x = \dfrac{2m}{k}g$ ・ 令和７年度第１回高認物理基礎過去問解説に戻る。

大問４ 　図１は、気柱の共鳴実験の装置である。 長いガラス管の左側の管口の近くに発振器をつないだスピーカーを置き、ガラス管の右側からピストンを差し込む。 ピストンの位置やスピーカーから出る音の振動数を変えて、ガラス管内の空気を共鳴させる。 下の文は、共鳴実験を行う生徒たちと先生の会話である。 生徒Ａ：先生、この装置で気柱の共鳴が起こる理由を説明していただけませんか。 先生：ピストン側では、空気の分子が自由に振動できず、音波は【固定】端による反射になります。 スピーカー側では、空気の分子が自由に振動でき、音波は【自由】端による反射になります。 このため、気柱の長さを変えて管内に【定在波（定常波）】が生じると、音が大きくなります。 この現象が共鳴です。 管内に【定在波（定常波）】が生じているとき、ピストン側には節が、スピーカー側には腹が生じています。 問１【固定端・自由端、定在波（定常波）】 　上の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 先生：では、実験してみましょう。 ピストンの位置を管口から11cmに固定し、スピーカーから出る音の振動数を少しずつ大きくしていきましょう。 生徒Ｂ：音が大きくなりました。発振器は684Hzを示しています。 先生：これが基本振動です。 生徒Ａ：気温から音速は342m/sですから、波長は【エ】cmになりますね。 先生：ピストンの管口からの長さは11cmでしたね。 このとき、節から腹までの長さとピストンから管口までの長さを比較すると、腹は管口の少し外側にあることがわかっています。 管口から管の外の腹までの長さは開口端補正と呼ばれています。 管口付近の波形を図で示すと、図２のようになります。 生徒Ａ：管の長さと波長から計算すると、開口端補正は【オ】cmですね。 問２【波長】 　上の文中の【エ】にあてはまる数値として正しいものはどれか。 ・$342 \div 684 = \dfrac{342}{684} = \dfrac{1}{2} = 0.5$（m） よって、50cmである。 問３【波形】 　上の文中の【オ】にあてはまる数値として正しいものはどれか。 ・$50 \div 4 = 12.5$ $12.5 - 11 = 1.5$（cm） 生徒Ｂ：先生、共鳴したときに音が大きくなり、波長と気柱の長さが説明の通りになる事がわかりま...

大問３ 問１【氷の融解】 　冷凍庫から取り出した氷を容器に入れ、容器にヒーターで一定の熱を加え続け、100℃になるまで熱した。 そのときの温度変化は図のようなグラフとなり、温度が変化しない時間帯があった。 温度上昇が止まった時刻を$t_1$、再び温度が上昇し始めた時刻を$t_2$とする。 （１）温度が変化しない時間帯では、容器の中はどのような状態になっているか。 ・固体と液体がある状態 （２）条件を変えて同様の実験を２つ行った。 実験１は氷の質量のみを変えて実験し、実験２はヒーターの出力のみを変えて実験した。 どちらの実験結果のグラフも$t_1$から$t_2$の間の時間が長くなった。 このとき、実験１の氷の質量と実験２のヒーターの出力を、それぞれどのよ うに変えて実験したのか。 条件の変化の組合せとして正しいものはどれか。 ・実験１の氷の質量：増やした、実験２のヒーターの出力：小さくした 問２【合成抵抗】 　同じ抵抗値$R$の抵抗３つと電圧$V$の電池を用いて、図１～図３のように３通りの回路を作った。 それぞれの回路の点A、点B、点Cを流れる電流$I_A, I_B, I_C$の大きさの関係を表しているものとして正しいものはどれか。 ・合成抵抗の大きさは$\text{回路１} > \text{回路２} > \text{回路３}$ よって、$I_C > I_B > I_A$ 問３【$\alpha$線、$\beta$線、$\gamma$線、$\mathrm{X}$線】 　次の文は、放射線について述べた文である。 文中の空欄にあてはまる放射線は$\alpha$線、$\beta$線、$\gamma$線、$\mathrm{X}$線のうちのどれか。 　【$\alpha$線】は電磁波ではなく粒子であり、電離作用は最も大きいが、透過力は最も小さい。 ・ 令和６年度第２回高認物理基礎過去問解説に戻る。

大問２ 問１【縦波・横波】 　波に関する次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものは どれか。 　波が伝わる方向と同じ方向に媒質が振動する波を【縦波】、波が伝わる方向と直交する方向に媒質が振動する波を【横波】という。 空気中を伝わる音波は【縦波】である。 問２【波の振動数】 　図のように、$x$軸の正の向きに進む波がある。 実線は時刻$t = 0$sの波形であり、$t = 0.05$sにはじめて破線のような波形になった。 この波の振動数は何Hzか。 ・$0.05 \times 4 = 0.2$ $\dfrac{1}{0.2} = \dfrac{10}{2} = 5$（Hz） 問３【縦波の密と疎】 　図は、$x$軸の正の向きに進むある瞬間の縦波を横波のように表したもので、媒質の$x$軸の正の向きの変位を$y$軸の正の向きの変位として表している。 この瞬間に、Ａ～Ｄの中で媒質が密集した部分（密部）はどこか。 ・Dである。 問４【波長と振動数、波の速さ】 　図１のように、弦の一端をおんさにつけ、滑車に通して他端におもりをつけた。 おんさと滑車の距離を調整し、おんさを振動させて弦が基本振動で共振するようにした。 次に、図２のようにおもりの質量を増やし、おんさと滑車の距離を調整して、再び弦が基本振動で共振するようにしたところ、おんさと滑車の距離ははじめより大きくなった。 下の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　おもりの質量を増やすと基本振動の節と節の間隔が広くなることから、おもりの質量を増やすと、弦を伝わる波の波長は【長くなる】。 共振する振動数は変わらないので、おもりの質量を増やしたことにより、弦を伝わる波の速さが【速くなった】といえる。 このことから、弦を伝わる波の速さは、弦の張力に関係していることがわかる。 ・ 令和６年度第２回高認物理基礎過去問解説に戻る。

大問１ 【相対速度、自由落下、アルキメデスの原理、質量・体積・密度、ばねと弾性力、斜面上の物体、力学的エネルギー保存の法則】 大問２ 【縦波・横波、波の振動数、縦波の密と疎、波長と波の速さ】 大問３ 【氷の融解、合成抵抗、$\alpha$線、$\beta$線、$\gamma$線、$\mathrm{X}$線】 大問４ 【固定端・自由端、定在波（定常波）、波長、波形、音波の密と疎、閉管の共鳴、気温と音速】 ・ 高等学校卒業程度認定試験（高認）物理基礎過去問解説に戻る。

大問１ 問１【相対速度】 　自動車Aが東向きに40km/hで進み、自動車Bが東向きに30km/hで進んでいる。 自動車Aに対する自動車Bの相対速度の向きと大きさの組合せとして正しいものはどれか。 ・向き：西向き、大きさ：10km/h 問２【自由落下】 　図のように、Aさんが長さ50cmのものさしの上部を持ち、Bさんの親指と人差し指の間にものさしの下端がくるようにする。 Aさんが予告なしで、初速度0でものさしをはなす。 それを見たBさんがものさしをつかむ。 この間にものさしが落下した距離を測定することで、AさんがものさしをはなしたのをBさんが見てから、つかむまでのBさんの反応時間を調べることができる。 Bさんがつかんだ位置が、下端から45cmだったとすると、Bさんの反応時間は何sか。 ただし、重力加速度の大きさを$10 \mathrm{m/s^2}$とする。 ・ものさしの落下速度$v = 10t$（m/s） ものさしが落下した距離$l = 10t \times t \div 2 = 5t^2$（m） $5t^2 = 0.45$ $t^2 = \dfrac{0.45}{5} = \dfrac{45}{500} = \dfrac{9}{100}$ $t \geq 0$なので$t = \sqrt{\dfrac{9}{100}} = \dfrac{3}{10} = 0.3$（s） 問３【アルキメデスの原理、質量・体積・密度】 　次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。 　図１のように、軽い棒の両端に質量の等しい二つの物体A、Bをつるす。 棒の中心に糸を付け、持ち上げたところ、棒は水平を保った。 次に、図２のように水を入れた水槽に物体A、Bを沈めると、Bは水槽の底についた。 これは、Aにはたらく浮力がBにはたらく浮力より【大きく】、同じ質量でも、Aの方が体積が【大きく】、密度が【小さい】ためである。 問４【ばねと弾性力】 　次の文中の空欄にあてはまる語句と式の組合せとして正しいものはどれか。 　ばね定数$k$のばねが伸びた状態から自然の長さにもどるとき、弾性力は物体に仕事をする。 図のように、ばねが自然の長さから$a$だけ伸びた位置から自然の長さにもどるまでに、弾性力がする仕事は、縦軸を弾性力$F$、横軸をばねの伸び$x$として描いた【グラフの斜線部分の...

大問４ 　図１、図２のように、水平面からの高さが$h$となる斜面上の点A、点Cから、質量$m$の物体を初速度0で滑らせた。 物体が水平面上の点B、点Dを通過するときの運動について、会話１のように生徒と先生が話をしている。 会話１ 先生：まず、図１について、点Aと点Bでの物体の力学的エネルギーを考えてみましょう。 重力による位置エネルギーの基準面を水平面とし、重力加速度の大きさを$g$としましょう。 生徒：点Aでの物体の重力による位置エネルギーは$mgh$、点Bでの物体の速さを$v$とすると、点Bでの物体の運動エネルギーは$\dfrac{1}{2}mv^2$となります。 先生：その通りです。 では、斜面との摩擦の影響は無視し、力学的エネルギー保存の法則を用いて、点Bでの速さ$v$を求めてみましょう。 生徒：$v = \fbox{ア}$と表すことができます。 先生：その通りです。 では、図２のように斜面の傾斜を変え、物体を点Cから滑らせたときは、どうなるでしょうか？ 生徒：図２のときの力学的エネルギー保存の法則の式は、図１のときと同じ式になります。 また、仕事と運動エネルギーの関係で考えると、図２のときの点Cから点Dまでの【イ】は、図１のときの点Aから点Bまでと同じなので、点Dでの速さは変わらず【ア】になると思います。 問１【力学的エネルギー保存の法則】 　会話１の【ア】に入る数式として正しいものはどれか。 $mgh = \dfrac{1}{2}mv^2$ $2mgh = mv^2$ $v^2 = 2gh$ $v = \sqrt{2gh}$ 問２【仕事と運動エネルギー】 　会話１の【イ】に入る語句として正しいものはどれか。 ・重力が物体にする仕事の大きさ 　会話１の内容を確かめるために、図３のように、生徒が身近なものを用いた実験を考えた。 会話２、会話３のように生徒と先生が話をしている。 会話２ 生徒：プリントをはさむバインダーの裏面を斜面にして、100円玉を実際に滑らせてみます。 先生：グッドアイデアですね。 でも、実際にはバインダーと100円玉の間には動摩擦力が生じますが、動摩擦力の影響はどのように考えましょうか？ 生徒：100円玉の質量を$m$、100円玉の斜面を下る加速度の大きさを$a$、重力加速度の大きさを$g$、斜面と物体の間の動摩擦係数を${\mu_1}...

大問３ 問１【比熱容量（比熱）】 　材質のわからない物体を使い、実験から比熱容量（比熱）を求めることで材質を推定したい。 図のように、いま、温度83℃、質量10gの物体を10℃の水50gの中に入れると、全体の温度が13℃になった。 この物体の材質として正しいものはどれか。 ただし、水の比熱容量を4.2J/(g・K)とし、物体と水の間だけで熱の移動がおこるものとする。 また、材質と比熱容量の関係は表のようになっている。 ・50gの水の温度が$13 - 10 = 3$℃上昇したので、水が材質から得た熱は$4.2 \times 50 \times 3 = 630$（J） また、10gの材質の温度が$83 - 13 = 70$℃低下したので、材質が水から奪われた熱は$x \times 10 \times 70 = 700x$（J） $700x = 630$ $x = \dfrac{630}{700} = \dfrac{63}{70} = \dfrac{9}{10} = 0.90$（J/(g・K)） よって、アルミニウムである。 問２【帯電（静電気）】 　異なる種類の物体をこすり合わせると、電子が移動し帯電する。 電子の移動はこすり合わせた物質の組合せで決まることが知られている。 ガラス、絹、塩化ビニルの３つの素材を用いて実験１と実験２を行った。 　実験１：ガラスと絹をこすり合わせるとガラスが正に、絹が負に帯電した。 　実験２：絹と塩化ビニルをこすり合わせると絹が正に、塩化ビニルが負に帯電した。 実験１、実験２の結果からわかることをまとめた次の文中の空欄に入る語の組合せとして正しいものはどれか。 　ガラスと塩化ビニルをこすり合わせるとガラスが【正】に、塩化ビニルが【負】に帯電する。 問３【電力と直列回路】 　電圧が100Vのときに消費される電力が200Wの電球Pと、50Wの電球Qがある。 下の会話文の空欄に入る数値の組合せとして正しいものはどれか。 ただし、電球の抵抗は温度によって変化しないものとする。 先生：図のように回路を組むと、PとQのどちらが明るく光ると思いますか。 生徒：私はPだと思います。100Vでの消費電力が大きい方が明るいと思います。 先生：電球の明るさは電力に関係しているので、計算してみましょう。 まず、Pの抵抗は電力との関係から50Ωになり、Qの抵抗は【ア...