基礎科目
15時～16時I　次の１群～５群の全ての問題群からそれぞれ３問題，計15問題を選び解答せよ。(解答欄に１つだけマークすること。) 1群  設計・計画に関するものに入るI ー 1 ー 1 金属材料の一般的性質に関する次の（A）～（D）の記述の,語句の組合せとして，適切なものはどれか。 （A）疲労限度線図では，規則的な繰り返し応力における平均応力を「アー」方向に変更すれば，少ない繰り返し回数で疲労破壊する傾向が示されている。 (Ｂ)材料に長時間一定荷重を加えるとひずみが時間とともに増加する。これをクリープという。 ( C )弾性変形下では，縦弾性係数の値が　ウ　と少しの荷重でも変形しやすい。 (D)部材の形状が急に変化する部分では，局所的にvon Mises相当応力（相当応力）がHなる。
I ー 1 ー 2 確率分布に関する次の記述のうち，不適切なものはどれか。 ①　１個のサイコロを振ったときに，１から６までのそれぞれの目が出る確率は，一様分布に従う。 ②　大量生産される工業製品のなかで，不良品が発生する個数は，ポアソン分布に従うと近似できる。 ③　災害が起こってから次に起こるまでの期間は，指数分布に従うと近似できる。 ④　ある交差点における５年間の交通事故発生回数は，正規分布に従うと近似できる。 ⑤ 1枚のコインを５回投げたときに，表が出る回数は，二項分布に従う。
|に入る語句として，適切なものはどれか。ある棒部材に，互いに独立な引張力でと圧縮力尺が同時に作用する。引張力尺は平均300N，標準偏差30Nの正規分布に従い，圧縮力尺は平均200N，標準偏差40Nの正規分布に従う。棒部材の合力が200N以上の引張力となる確率は「　　」となる。ただし，平均0，標準偏差1の正規分布で値がz以上となる確率は以下の表により表される。
①　0. 2％未満②　0. 2％以上１％未満1 %以上5 %未満@ 5 %以上10%未満(4) ⑤　10％以上I － 1 － 4　ある工業製品の安全率をxとする（ x > 1 )。この製品の期待損失額は，製品に損傷が生じる確率とその際の経済的な損失額の積として求められ，損傷が生じる確率は1 ／（1 + x ），経済的な損失額は9億円である。一方，この製品を造るための材料費やその調達を含む製造コストがx億円であるとした場合に，製造にかかる総コスト（期待損失額と製造コストの合計）を最小にする安全率xの値はどれか。 ①　2.0　 I ー 1 ー 5 　次の記述の， _断面が円形の等分布荷重を受ける片持ばりにおいて，最大曲げ応力は断面の円の直径のア　に「イ　し，最大たわみは断面の円の直径の「ウ　に「イ　する。また，この断面を円から長方形に変更すると，最大曲げ応力は断面の長方形の高さの「三」にイ　する。ただし，断面形状ははりの長さ方向に対して一様である。また，はりの長方形断面の高さ方向は荷重方向に一致する。
I ー 1 ー 6 ある施設の計画案（ア）～（オ）がある。これらの計画案による施設の建設によって得られる便益が，将来の社会条件ａ，ｂ，ｃにより表１のように変化するものとする。また，それぞれの計画案に要する建設費用が表２に示されるとおりとする。将来の社会条件の発生確率が，それぞれａ＝70%，ｂ＝20%，ｃ＝10%と予測される場合，期待される価値（＝便益－費用）が最も大きくなる計画案はどれか。
表2   計画案に要する建設費用（単位：億円）
①　ア②　イ③　ウ④　エ⑤オ2群情報・論理に関するもの  （全6問題から3問題を選択解答） I ー 2 ー 1　テレワーク環境における問題に関する次の記述のうち，最も不適切なものはどれか。 ①　Web会議サービスを利用する場合，意図しない参加者を会議へ参加させないためには，会議参加用のURLを参加者に対し安全な通信路を用いて送付すればよい。 ②　各組織のネットワーク管理者は，テレワークで用いるVPN製品等の通信機器の脆弱性について，常に情報を収集することが求められている。 ③　テレワーク環境では，オフィス動務の場合と比較してフィッシング等の被害が発生する危険性が高まっている。 ④　ソーシャルハッキングへの対策のため，第三者の出入りが多いカフェやレストラン等でのテレワーク業務は避ける。 ⑤　テレワーク業務におけるインシデント発生時において，適切な連絡先が確認できない場合，被害の拡大につながるリスクがある。 I ー 2 ー 2    4つの集合A, B, C, Dが以下の4つの条件を満たしているとき,集合A, B，C，Dすべての積集合の要素数の値はどれか。条件１　Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの要素数はそれぞれ11である。条件2    A,  B,  C,  Dの任意の2つの集合の積集合の要素数はいずれも7である。条件３　Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの任意の３つの集合の積集合の要素数はいずれも４である。条件４　A, B, C, Dすべての和集合の要素数は16である。 ②　4　 D 8 I ー 2 ー 3   仮想記憶のページ置換手法としてLRU (Least Recently Used)が使われており，主記憶に格納できるページ教が３，ページの主記憶からのアクセス時間がＨ［秒］,外部記憶からのアクセス時間がM［秒］であるとする（HはMよりはるかに小さいものとする)。ここでLRUとは最も長くアクセスされなかったページを置換対象とする方式である。仮想記憶にページが何も格納されていない状態から開始し，プログラムが次の順番でページ番号を参照する場合の総アクセス時間として，適切なものはどれか。 2 ⇒ 1 ⇒ 1 ⇒ 2 ⇒ 3 ⇒ 4 ⇒ 1 ⇒ 3 ⇒ 4なお，主記憶のページ数が１であり，２⇒２⇒１⇒２の順番でページ番号を参照する場合，最初のページ２へのアクセスは外部記憶からのアクセスとなり，同時に主記憶にページ２が格納される。以降のページ２，ページ１，ページ２への参照はそれぞれ主記憶，外部記憶，外部記憶からのアクセスとなるので，総アクセス時間は3M＋1H［秒］となる。 ①　7M+2H [秒] ②　6M+3H [秒] ③　5M+4H [秒] ④　4M+5H [秒] ⑤　3M+6H [秒] I － 2 － 4 次の記述の， |
同じ長さの２つのビット列に対して，対応する位置のビットが異なっている箇所の数をそれらのハミング距離と呼ぶ。ビット列「01011」と「011000」のハミング距離は,表１のように考えると４であり，ビット列「1110101」と「100111」のハミング距離は「ア」である。 4ビットの情報ビット列「X1 X2 X3 X4」に対して,「X5 X6 X7」をX5＝X2+X3+X4  (mod 2), X6＝X1+X3+X4  (mod 2), X7＝X1+X2+X4 (mod 2) (mod 2は整数を２で割った余りを表す)とおき，これらを付加したビット列「X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7」を考えると，任意の２つのビット列のハミング距離が３以上であることが知られている。このビット列「X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7」を送信し通信を行ったときに，通信過程で高々１ビットしか通信の誤りが起こらないという仮定の下で，受信ビット列が「0100110」であったとき，表2のように考えると「1100110」が送信ビット列であることがわかる。同じ仮定の下で，受信ビット列が「1000010」であったとき，送信ビット列は、イ　┃であることがわかる。
気
]に入る値の組合せとして，適切なものはどれか。 nを0又は正の整数，α, ∈{0,1} (i=0,1,…,n)とする。図は2進数(α,α,-ı…α,α,),を10進数sに変換するアルゴリズムの流れ図である。このアルゴリズムを用いて２進数（1011) 2を10進数5に変換すると， 5には初めに1が代入され，その後，順に２，５と更新され，最後に１１となり終了する。このようにｓが更新される過程を
と表す。同様に，２進数（11001011)²を10進数ｓに変換すると，ｓは次のように更新される。
①
I − 2 − 6    IPv4アドレスは32ビットを８ビットごとにピリオド（.）で区切り４つのフィールドに分けて，各フィールドの８ビットを10進数で表記する。一方IPv6アドレスは128ビットを16ビットごとにコロン（：）で区切り，８つのフィールドに分けて各フィールドの16ビットを16進数で表記する。IPv6アドレスで表現できるアドレス数はIPv4アドレスで表現できるアドレス数の何倍の値となるかを考えた場合，適切なものはどれか。 ①　24倍　　②　2¹6倍　　③　2³²倍　　④　2³6倍　　⑤　2¹²8倍
３群　解析に関するもの　（全６問題から３問題を選択解答）
I − 3 − 1    x = x,における導関数底の差分表現として，誤っているものはどれか。ただし，添え字iは格子点を表すインデックス，格子幅をΔとする。 ①  A 0    3 f, -4 f,-, + f,-, 2Δ ③  2Δ @     f i+1 -2f, + f i-1 Δ² ©  A I － 3 － 2     3次元直交座標系における任意のベクトルa ＝ （ α ι ,  α ι ,  α ι ） とb = （b 1 ,  b 2 ,  b ）に対して必ずしも成立しない式はどれか。ただしa ・b及びa × bはそれぞれベクトルaとbの内積及び外積を表す。 ①　( a × b ) ・ a = 0 ②　ａｘｂ＝ｂ×ａ ③  ④    b  · ( a × b )  = 0 ⑤  Ｉ－３－３　数値解析の精度を向上する方法として次のうち，最も不適切なものはどれか。 ①　丸め誤差を小さくするために，計算機の浮動小数点演算を単精度から倍精度に変更した。 ②　有限要素解析において，高次要素を用いて要素分割を行った。 ③有限要素解析において，できるだけゆがんだ要素ができないように要素分割を行った。 4 Newton法などの反復計算において，反復回数が多いので収束判定条件を緩和した。 ⑤　有限要素解析において，解の変化が大きい領域の要素分割を細かくした。 I ー 3 ー 4 両端にヒンジを有する2つの棒部材ACとBCがあり，点Cにおいて鉛直下向きの荷重Pを受けている。棒部材ACとBCに生じる軸方向力をそれぞれN,とN,とするとN1き，その比元として，適切なものはどれか。なお，棒部材の伸びは微小とみなしてよい。 l
l 55 ③ 1 @
⑤ 2 Ｉ－３－５　モータの出力軸に慣性モーメントＩ［kg・m²］の円盤が取り付けられている。この円盤を時間穴［ｓ］の間に角速度ω₁［rad／ｓ］からω₂［rad／ｓ］（ω₂＞ω₁）に一定の角加速度（ω 2 ーω 1 ）／Tで増速するために必要なモータ出力軸のトルクτ ［Nm］として適切なものはどれか。ただし，モータ出力軸の慣性モーメントは無視できるものとする。 ①　τ = I (ω 2 − ω 1 ) ②  τ = I (ω 2 − ω 1 ) • T ③    τ = I (ω 2 − ω 1 ) / T ④    τ = I (ω 2 − ω 1 2 ) / 2 ⑤     τ = I (ω 2 ~ ω 1 2 ) • T I − 3 − 6  図（a）に示すような上下に張力Tで張られた糸の中央に物体が取り付けられた系の振動を考える。糸の長さは2L，物体の質量はmである。図（ａ）の拡大図に示すように，物体の横方向の変位をxとし，そのときの糸の傾きをθとすると，復元力は2 Tsin θと表され，運動方程式よりこの系の固有振動数たを求めることができる。同様に，図（ｂ）に示すような上下に張力了で張られた長さ4Lの糸の中央に質量2mの物体が取り付けられた系があり，この系の固有振動数をんとする。広とんの比として適切なものはどれか。ただし，どちらの系でも，糸の質量，及び物体の大きさは無視できるものとする。また，物体の鉛直方向の変位はなく，振動している際の張力変動は無視することができ，変位xと傾きθは微小なものとみなしてよい。 ①  f : h = 1 : 1 ② f : f = 1 : √2 @ fa : f,= 1 : 2 & fa : h= √2 : 1 © f : f = 2 : 1 4群  材料・化学・バイオに関するものI ー 4 ー 1　次の記述のうち，最も不適切なものはどれか。ただし，いずれも常温・常圧下であるものとする。 ①　酢酸は弱酸であり，炭酸の酸性度は酢酸より弱く，フェノールの酸性度は炭酸よりさらに弱い。 ②　塩酸及び酢酸の0. 1 mol／L水溶液は同一のpHを示す。 ③　水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化カルシウム，水酸化バリウムは水に溶けて強塩基性を示す。 ④　炭酸カルシウムに希塩酸を加えると，二酸化炭素を発生する。 ⑤　塩化アンモニウムと水酸化カルシウムの混合物を加熱すると，アンモニアを発生する。 I ー 4 ー 2 。次の物質のうち，下線を付けた原子の酸化数が最小なものはどれか。 ① H2S   2 Mn   3 MnO4-   ④ NH3   ⑤ HNO3 I ー 4 ー 3　金属材料に関する次の記述の，┃ |に入る語句及び教値の組合せとして,適切なものはどれか。ニッケルは，┃　ア　┃に分類される金属であり，ニッケル合金やニッケルめっき鋼板などの製造に使われている。幅0. 50m,長さ1. 0m,厚さ0. 60mmの鋼板に,ニッケルで厚さ10 μ mの片面めっきを施すには，│　イ　│kgのニッケルが必要である。このニッケルめっき鋼板におけるニッケルの質量百分率は，「ウ  ％である。ただし，鋼板，ニッケルの密度は，それぞれ， 7. 9×10³kg／m³，8. 9×10³kg／m³とする。
I ー 4 ー 4 材料の力学特性試験に関する次の記述の，に入る語句の組合せとして,適切なものはどれか。材料の弾塑性挙動を，試験片の両端を均一に引っ張る一軸引張試験機を用いて測定したとき，試験機から一次的に計測できるものは荷重と変位である。荷重を「ア」の試験片の断面積で除すことで「イー」が得られ，変位を「アー」の試験片の長さで除すことでウ  が得られる。ィートーウ  曲線において，試験開始の初期に現れる直線領域を「エー変形領域と呼ぶ。
Ｉー４ー５　酵素に関する次の記述のうち，最も適切なものはどれか。 ①　酵素を構成するフェニルアラニン，ロイシン，バリン，トリプトファンなどの非極性アミノ酸の側鎖は，酵素の外表面に存在する傾向がある。 ②　至適温度が20℃以下，あるいは100℃以上の酵素は存在しない。 ③　酵素は，アミノ酸がペプチド結合によって結合したタンパク質を主成分とする無機触媒である。 ④　酵素は，活性化エネルギーを増加させる触媒の働きを持っている。リパーゼは，高級脂肪酸トリグリセリドのエステル結合を加水分解する酵素である。 (5) I －４－６　ある二本鎖DNAの一方のポリヌクレオチド鎖の塩基組成を調べたところ，グアニン（G）が25%，アデニン（A）が15%であった。このとき，同じ側の鎖，又は相補鎖に関する次の記述のうち，最も適切なものはどれか。 ①　同じ側の鎖では，シトシン（C）とチミン（T）の和が40%である。 ②　同じ側の鎖では，グアニン（Ｇ）とシトシン（Ｃ）の和が90%である。 ③　相補鎖では，チミン（T）が25％である。 ④　相補鎖では，シトシン（C）とチミン（T）の和が50%である。 ⑤　相補鎖では，グアニン（Ｇ）とアデニン（Ａ）の和が60％である。 ５群　環境・エネルギー・技術に関するもの　（全６問題から３問題を選択解答） I ー 5 ー 1 気候変動に関する政府間パネル（IPCC）第6次評価報告書第１～３作業部会報告書政策決定者向け要約の内容に関する次の記述のうち，不適切なものはどれか。 ①　人間の影響が大気，海洋及び陸域を温暖化させてきたことには疑う余地がない。 ② 2011～2020年における世界平均気温は，工業化以前の状態の近似値とされる1850 ～1900年の値よりも約３℃高かった。 ③　気候変動による影響として，気象や気候の極端現象の増加，生物多様性の喪失，土地・森林の劣化，海洋の酸性化，海面水位上昇などが挙げられる。 ④　気候変動に対する生態系及び人間の脆弱性は，社会経済的開発の形態などによって，地域間及び地域内で大幅に異なる。 ⑤　世界全体の正味の人為的な温室効果ガス排出量について，2010～2019年の期間の年間平均値は過去のどの10年の値よりも高かった。 I ー 5 ー 2   廃棄物に関する次の記述のうち，不適切なものはどれか。 ①　一般廃棄物と産業廃棄物の近年の総排出量を比較すると，一般廃棄物の方が多くなっている。 ②　特別管理産業廃棄物とは，産業廃棄物のうち，爆発性，毒性，感染性その他の人の健康又は生活環境に係る被害を生ずるおそれがあるものである。 ③　バイオマスとは，生物由来の有機性資源のうち化石資源を除いたもので，廃棄物系バイオマスには，建設発生木材や食品廃棄物，下水汚泥などが含まれる。 ④　RPFとは，廃棄物由来の紙，プラスチックなどを主原料とした固形燃料のことである。 ⑤　2020年東京オリンピック競技大会・東京パラリンピック競技大会のメダルは，使用済小型家電由来の金属を用いて製作された。 I ー 5 ー 3 石油情勢に関する次の記述の， ￣￣￣に入る教債及び語句の組合せとして，適切なものはどれか。日本で消費されている原油はそのほとんどを輸入に頼っているが，エネルギー白書2021によれば輸入原油の中東地域への依存度（数量ベース）は2019年度で約177アー1％と高く，その大半は同地域における地政学的リスクが大きい一イ一海峡を経由して運ばれている。また，同年における最大の輸入相手国は「ウ」である。石油及び石油製品の輸入金額が，日本の総輸入金額に占める割合は，2019年度には約　エ　1％である。
I ー 5 ー 4  水素に関する次の記述の， ］に入る教値及び語句の組合せとして，適切なものはどれか。水素は燃焼後に水になるため，クリーンな二次エネルギーとして注目されている。水素の性質として，常温では気体であるが，１気圧の下で，「アー」 ℃まで冷やすと液体になる。液体水素になると，常温の水素ガスに比べてその体積は約「イー」になる。また，水素と酸素が反応すると熱が発生するが，その発熱量は　ウ　┃当たりの発熱量でみるとガソリンの発熱量よりも大きい。そして，水素を利用することで，鉄鉱石を還元して鉄に変えることもできる。コークスを使って鉄鉱石を還元する場合は二酸化炭素（CO 2 ）が発生するが，水素を使って鉄鉱石を還元する場合は，コークスを使う場合と比較してCO₂発生量の削減が可能である。なお，水素と鉄鉱石の反応は エ  反応となる。
Ｉ－５－５　科学技術とリスクの関わりについての次の記述のうち，不適切なものはどれか。 ①　リスク評価は，リスクの大きさを科学的に評価する作業であり，その結果とともに技術的可能性や費用対効果などを考慮してリスク管理が行われる。 ②　レギュラトリーサイエンスは，リスク管理に関わる法や規制の社会的合意の形成を支援することを目的としており，科学技術と社会との調和を実現する上で重要である。 ③　リスクコミュニケーションとは，リスクに関する，個人，機関，集団間での情報及び意見の相互交換である。 ④　リスクコミュニケーションでは，科学的に評価されたリスクと人が認識するリスクの間に往々にして隔たりがあることを前提としている。 ⑤　リスクコミュニケーションに当たっては，リスク情報の受信者を混乱させないために，リスク評価に至った過程の開示を避けることが重要である。 I －５－６　次の（ア）～（オ）の科学史・技術史上の著名な業績を，年代の古い順から並べたものとして，適切なものはどれか。 (ア)ヘンリー・ベッセマーによる転炉法の開発(イ)本多光太郎による強力磁石鋼KS鋼の開発(ウ)ウォーレス・カロザースによるナイロンの開発(エ)フリードリヒ・ヴェーラーによる尿素の人工的合成(オ)志賀潔による赤痢菌の発見