物理基礎・物理

物理基礎・物理（全問必答）

第 １ 問 次の各問い（問 １ ～ ５ ）に答えよ。
〔 解答番号問１１～５〕（配点25）

水平面とのなす角がθの滑らかな斜面上で，静かに滑りはじめた小物体が高さにして H だけ下るのに要する時間はいくらか。正しいものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。ただし，重力加速度の大きさを g とし，空気抵抗は無視する。
１①2H
g②2H
g sin 2θ④2H
g cos2θ

⑤2H
g tanθ

―2―③2Hg sinθcosθ

③物理基礎・物理／再校

物理基礎・物理問２

図 1 のように，5.0 × 1₀ － 7m の波長をもつ平行な光が回折格子に入射し，1.0 m離れたスクリーン上の点 P に，明線が現れた。入射光とスクリーンの交点を点O として，点 O と点 P の距離は 0.26 m であった。回折角θが，十分小さい時はsin θ≒ tan θが成り立つとして，この回折格子では，1 ㎜に何本の溝が刻まれているか。最も近い値を，下の①～⑤うちから一つ選べ。ただし，点 O と点 P の間２には，他の明線はなかった。

本−75.0×10 mOθ
回折格子P

スクリーン

①₅₀②₂₅₀

図1③₅₀₀―₃―④7₅₀⑤1‚₀₀₀物理基礎・物理問３

図 ₂ のように，一様な磁場中で，大きい平面状の二枚の極板を並べ，電池を接続した。電荷 q（ q ＜ ₀ ）の小物体を極板間の隙間で右向きに射出したところ，小物体はその後も極板間を右向きに飛び続けた。一様な磁場の向きとして正しいものを，下の①～⑥のうちから一つ選べ。ただし，重力および空気抵抗は無視す３る。

小物体

初速度の向き図①右向き⑤

紙面に対して垂直で，手前に向かう向き⑥

紙面に対して垂直で，奥へ向かう向き

問４②₂③

左向き

上向き

④

下向き

5.0 × 1₀₂ g の油の入った容器に，抵抗 ₅₀ Ωの電熱線を入れて電流 2.0A を 1₀ 秒流すと油の温度が 2.0℃上昇した。油の比熱は何 J/（g・K）か。最も適当なものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。ただし，油の比熱は温度によらず一定であるとし，容器の熱容量は無視できるとする。また，電熱線から発生する熱はすべて油の温度上昇に使われるとする。

４①5.0

1.0

②2.0

③J/（g・K）―4―④

1.0 × 1₀⑤

2.0 × 1₀

③物理基礎・物理／再校

物理基礎・物理問５

図 ₃ のように，円柱状の物体（高さ h ，密度ρ）が密度ρ0 の水に浮かんでいる。
水に浸かっている高さ x はいくらか。正しいものを，下の①～④のうちから一つ選べ。

５円柱状の物体（密度 ρ）h
水（密度ρ0 ）

x

図①ρ0h
ρ

②ρh
ρ0₃③―₅―ρ0hρ0 －ρ

④ρ0 －ρhρ0物理基礎・物理

第 ２ 問 次の文章を読み，各問い（問 １ ～ ５ ）に答えよ。
〔 解答番号１～５〕（配点25）

物体 A が無限に長い滑らかな直線上を，一定方向に，等加速度直線運動と等速直線運動を交互に繰り返しながら移動している。物体 A のスタート地点を点 O，初速度を1₀ m/s とする。また，物体 A は運動の方向を変えることはないとして考えよ。
問１

物体 A が，点 O から加速度 1 m/s2 で ₂₀ 秒間等加速度直線運動を行った。₂₀ 秒後の到達速度として正しいものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
①

問２②₂₀₃₀③④₄₀⑤7₀１m/s₄1₀

問 １ での等加速度直線運動終了後，₂₀ 秒間，問 １ での到達速度で等速直線運動を行った。次の ₂₀ 秒で，再び，加速度 1 m/s₂ で ₂₀ 秒間等加速度直線運動を行った。この ₆₀ 秒間に進んだ距離として正しいものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
①問３２1‚₀₀₀m②1‚₂₀₀③④1‚₆₀₀⑤1‚₈₀₀₂‚₀₀₀

問 ２ のように，物体 A が等加速度直線運動（加速度： 1 m/s₂）と等速直線運動を₂₀ 秒ずつ交互に繰り返す時，速度が ₂₅₀ m/s となるのは何秒後か。その時間として正しいものを，次の①～⑤うちから一つ選べ。

３①₄₈₀

問４₂₄₀

②₃₄₀

③④₄₆₀秒後⑤₅₂₀

物体 A の速度が ₂₅₀ m/s に達するまでに，点 O から進んだ距離として正しいも４m

₅₅‚₂₀₀④のを，次の①～⑤うちから一つ選べ。
①₄₉‚₈₀₀②₅₀‚₆₀₀③―6―₅₉‚₆₀₀⑤₅₉‚₈₀₀

③物理基礎・物理／再校物理基礎・物理問５

速度が ₂₅₀ m/s に達するとすぐに，物体 A は，一定加速度で減速された。速度が ₀ m/s となった時，点 O から 7₂‚₃₀₀m 進んでいた。進行方向をプラスとすると，減速の際の加速度はいくらか。正しいものを，次の①～⑤のうちから一つ選べ。
５①m/s₂－ 2.50②－ 1.25③－ 0.50

―7―

④1.25

⑤2.50

物理基礎・物理

第 ３ 問 次の文章を読み，次の各問い（問 １ ～ ５ ）に答えよ。
〔 解答番号１～５〕（配点25）

図 1 のような電気回路を考える。ただし，電源の起電力 V は一定で，図中に抵抗の値を記した ₄ 箇所以外の電気抵抗は全て無視する。また，抵抗 ₂ R，₃ R，₄ R を流れる電流をそれぞれ i 2 ，i 3，i 4 とする。

AR2RVS

Bi23R

図1i34Ri4C

問１

図 1 の状態からスイッチ S を閉じると，点 A を流れる電流の大きさはどうなるか。正しいものを，次の①～③のうちから一つ選べ。
①問２②小さくなる

１③変わらない大きくなる

スイッチ S が閉じているとき，電流 i 2 ，i 3，i 4 の比として正しいものを，次の①～④のうちから一つ選べ。 i 2：i 3：i 4 ＝

２

①

₃：₄：₆

₂：₃：₄

②

③₄：₃：₂

―8―

④

₆：₄：₃

③物理基礎・物理／再校

物理基礎・物理問３

スイッチ S が閉じているとき，図 1 中の点 AB 間の電圧と点 BC 間の電圧ではどちらの方が大きいか。正しいものを，次の①～③のうちから一つ選べ。
３①

AB 間の電圧よりも BC 間の電圧の方が大きい。

②

AB 間の電圧よりも BC 間の電圧の方が小さい。

③

AB 間の電圧は BC 間の電圧と等しい。

問４スイッチ S が閉じた状態で，AB 間の抵抗 R をもっと電気抵抗の大きなものに取り換えると，点 A を流れる電流はどうなるか。次の記述に当てはまる語として正しいものを，下の①～③のうちから一つ選べ。
４

抵抗を取り換える前と比べて，点 A を流れる電流は①問５小さくなる②③変わらない大きくなる

問 ４ のとき，点 AB 間の電圧は抵抗を取り換える前と比べてどうなるか。次の記述に当てはまる語として正しいものを，下の①～③のうちから一つ選べ。
抵抗を取り換える前と比べて，点 AB 間の電圧は①小さくなる②変わらない―₉―

５③大きくなる

物理基礎・物理

第 ４ 問 次の文章を読み，各問い（問 １ ～ ５ ）に答えよ。
〔 解答番号１５～〕（配点25）

図 1 は，正弦波が媒質中を左から右へ（ x 軸の正方向へ）速さ v で進行し，波の先頭がちょうど原点 O の位置に到達した瞬間（時刻 t ＝ ₀ とする）を表している。原点 O から右に d だけ離れたところに点 P がある。

媒質の変位

速さ v

A−a点PO−A図
問１

媒質の位置 xd1

原点 O を一波長分だけ通り過ぎるのにかかる時間 T を表す式はどうなるか。
また，この T のことを意味する用語は何か。その組合せとして正しいものを，次の①～⑥のうちから一つ選べ。

１T の式

T の用語

①av

周波数②av

周③v
a周波数

④v
a周

⑤av

周波数⑥av

周― 10 ―期

期

期

③物理基礎・物理／再校

物理基礎・物理問２

原点 O での媒質の変位を考える。時刻 t（ t ≧ ₀ ）の関数として媒質の変位 u（t）0を表すとどうなるか。正しいものを，次の①～⑥のうちから一つ選べ。
u （t）
＝0

問３（２）

①tA sin 2πT④－A sin（ 2πTt ）（）②t－A sin 2πT⑤（T － t ））A sin（2π③A sin（ 2πTt）⑥－A sin（2π（T － t ））波の先頭が点 P に到達する時刻 t 1 はいくらか。また，点Pでの媒質の変位u （tP ）は問 ２ で得た関数 u（t）を使って表すとどうなるか。その組合せとして正しいも0のを，次の①～⑥のうちから一つ選べ。

３

時刻 t 1

変位 u （tP ）①dv

u（0 t ＋ t1）②dvu（0 t － t1）③vdu（0 t ＋ t1）④vdu（0 t － t1）⑤vdu（0 t ＋ t1）⑥vdu（0 t － t1）― 11 ―

物理基礎・物理問４

図 1 で表す波に加え，図 ₂ のように，左へ（ x 軸の負方向へ）速さ v で進む正弦波が点 P より右の方から進んで来て，波の先頭がちょうど時刻 t 1 に図 ₂ のように点 P に到達し，その後もそのまま左へ進む。この左へ進む正弦波と図 1 で表す右へ進む正弦波とが重なり合って定常波ができる。原点 O が定常波の節（ずっと変位がゼロのままの地点）になるとき，どのような条件が成立しているか。正しいものを，下の①～⑥のうちから一つ選べ。ただし，n を正の整数とする。
４＝ n（ n ＝ 1，₂，₃，. . . ）媒質の変位
速さ vAO−A

点P

媒質の位置 xd ＋ad

図₂①da②1d＋a2③2da④12d＋a2⑤d2a⑥1d＋2a2問５問 ４ において，定常波の生じた領域で節以外のところでも，₂ 方向からの波が重なってお互いに打ち消しあうのは時刻 t がいつのときか。正しいものを，下の①～⑤のうちから一つ選べ。ただし，m を ₀ 以上の整数とする。
t ＝ t1 ＋５× T （ m ＝ 0，1，2，. . . ）①m ＋１②2m ＋ 1
2④m＋12⑤2m ＋ 1
4― 12 ―

③4m ＋ 14