問題（PDF:224KB）

第2回
平成 28 年度物理基礎（50 分）
注意事項
1
試験開始の合図があるまで，この問題冊子の中を見てはいけない。
2
この問題冊子は 10 ページである。
試験中に問題冊子の印刷不鮮明，ページの落丁・乱丁及び汚れ等に気付いた場合は，手を挙げて
監督者に知らせること。
3
試験開始の合図前に，監督者の指示に従って，解答用紙の該当欄に以下の内容をそれぞれ正しく
記入し，マークすること。
・①氏名欄
氏名を記入すること。
・②受験番号，③生年月日，④受験地欄
受験番号，生年月日を記入し，さらにマーク欄に受験番号
（数字）
，生年月日（年号・数字），
受験地をマークすること。
4
受験番号，生年月日，受験地が正しくマークされていない場合は，採点できないことがある。
5
解答は，解答用紙の解答欄にマークすること。例えば，
10
と表示のある解答番号に対して
2 と解答する場合は，次の（例）のように解答番号 10 の解答欄の 2 にマークすること。
（例）
解答
番号
解答欄
10
1 2 3 4 5
6
問題冊子の余白等は適宜利用してよいが，どのページも切り離してはいけない。
7
試験終了後，問題冊子は持ち帰ってよい。
2016KN2A-10-001
物理基礎
（解答番号
1
1
∼
20
）
問 1 ∼問 4 に答えよ。
問 1 ランナーが 360 m の直線のトラックを走った。スタートしてから 180 m の前半区間を
30 s で，残りゴールまで 180 m の後半区間を 45 s で走った。このランナーの全区間の平
の速さは何 m/s か。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。解答番号は
1
。
ゴール
スタート
180 m
1 4．7
180 m
2 4．8
3 4．9
4 5．0
5 5．1
問 2 東西方向の直線道路上で，東向きに 1．2 m/s で歩く A さんと，西向きに 7．
5 m/s で進む
自転車に乗っている B さんがすれ違った。A さんに対する B さん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。下の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。
解答番号は
2
。
A
B
1．2 m/s
西
7．
5 m/s
相対速度の向き
相対速度の大きさ〔m/s〕
1
東向き
6．3
2
東向き
8．7
3
西向き
6．3
4
西向き
8．7
― ―
1
東
2016KN2A-10-002
問 3 図のように，x 軸に沿って等加速度直線運動している物体がある。物体の加速度は正の向
きに 2．0 m/s 2 で，時刻 0 s に原点 x = 0 m を正の向きに速さ 3．
0 m/s で通過した。この物
体が，x = 18 m の位置を通過する時刻は何 s か。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。
解答番号は
3
。
3．0 m/s
O
1 2．0
x〔m〕
18
2 3．0
3 3．6
問 4 落体の運動に関する次の文中の
ア
，
4 4．5
イ
5 6．0
にあてはまる語句の組合せとして正し
いものはどれか。下の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。解答番号は
4
。
小球を水平方向に投げると放物線を描いて飛んでいく。運動を水平方向と鉛直方向に分け
て考えると，水平方向に
ア
運動し，鉛直方向に
ア
イ
1
等速直線
等加速度直線
2
等速直線
等速直線
3
等加速度直線
等加速度直線
4
等加速度直線
等速直線
― ―
2
イ
運動する。
2016KN2A-10-003
2
問 1 ∼問 3 に答えよ。
問 1 ⑴，⑵ に答えよ。
⑴ 図のように，摩擦のない水平な床の上で，質量 5．0 kg の物体を水平に引き，力の向きに
加速度 0．80 m/s 2 の等加速度直線運動をさせた。このときに物体に加えた力の大きさは何 N
か。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。解答番号は
1 0．80
2 1．0
3 2．0
5
。
4 3．0
5 4．0
⑵ 図のように，摩擦がある水平な床の上で，質量 5．
0 kg の物体を水平に引き，0．10 m/s の
等速度で運動させた。このときに物体に加えた力の大きさが 0．49 N であったとき，物体と
床との間の動摩擦係数はいくらか。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。ただし，重力加速度の
大きさを 9．8 m/s 2 とする。解答番号は
1 0．010
2 0．049
6
3 0．098
― ―
3
。
4 0．10
5 0．50
2016KN2A-10-004
問 2 図のように，ばね定数が 200 N/m で自然長が等しい軽い 2 つのばねを並列につなぎ，天
井からつり下げた。このばねに質量 4．0 kg のおもりを下げたとき，ばねは自然長から何 cm
伸びるか。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。ただし，重力加速度の大きさを 9．
8 m/s 2 とす
る。解答番号は
7
。
自然長
伸び
1 1．0
2 2．0
3 4．9
4 9．8
5 20
問 3 図のように，断面積が 1．
0 cm 2 で長さ 1．0 cm の円柱形の金属
（密度 8．0 g/cm 3）と，同じ
断面積で長さ 30 cm の円柱形の木（密度 0．40 g/cm 3）をつなげた。これを水に静かに沈める
と静止した。水面上に浮いて現れる部分の長さ x は何 cm か。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選
べ。ただし，水の密度を 1．0 g/cm 3 とし，重力加速度の大きさを 9．8 m/s 2 とする。
解答番号は
8
。
x
30 cm
1 cm
1 4．9
2 9．8
3 11
― ―
4
4 15
5 20
2016KN2A-10-005
3
問 1 ，問 2 に答えよ。
問 1 図のように，質量 m のおもりとばね定数 k のばねと板を組み合わせて，ばねで飛び上が
るおもちゃを作成した。ただし，ばねと板の質量は無視できるものとする。⑴，⑵ に答えよ。
ばねを縮めた状態
⑴ 机の上でばねを自然長から x だけ縮めてから手をはなしたら，おもちゃは高さ h だけ飛
び上がった。ばねを自然長から 2 x だけ縮めてから手をはなすと，おもちゃが飛び上がる高
さは，いくらになるか。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。ただし，おもちゃは鉛直に飛び上
がったとする。解答番号は
高さ
1
h
4
。
h
x だけ
押し縮める
1 9
2 1
h
2
2 x だけ
押し縮める
4 2 h
3 h
5 4 h
⑵ 再び，ばねを縮めてから手をはなしたら，おもちゃは高さ H まで上がって落ちてきた。
おもちゃが机に衝突する直前の速さはいくらか。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。ただし，
重力加速度を g とする。解答番号は
10
。
高さ H
1 gH
2
2 gH
2
3 gH
― ―
5
速さ
4 2 gH
5 2 gH
2016KN2A-10-006
問 2 90 ℃ に熱した質量 100 g のアルミニウム球を，10 ℃ の水の中に入れたら，全体の温度が
20 ℃ になった。⑴，⑵ に答えよ。ただし，アルミニウムの比熱（比熱容量）を 0．9 J/（g・K）
とし，熱は金属と水の間だけで移動するものとする。
⑴ 水がアルミニウム球から受け取る熱量は何 J か。次の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。
解答番号は
1 5530
11
。
2 6300
3 7200
4 8640
5 9000
⑵ アルミニウム球の代わりに，質量 100 g，比熱
（比熱容量）0．45 J/（g・K）の鉄球を 90 ℃ に
熱し，10 ℃ の水の中に入れた。鉄球を入れた後の全体の温度について，正しい説明はどれ
か。次の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。解答番号は
12
。
1 水の量が同じであれば，全体の温度は 20 ℃ になる。
2 水の量が同じであれば，全体の温度は 20 ℃ より高くなる。
3 水の量が同じであれば，全体の温度は 20 ℃ より低くなる。
4 水の量にかかわらず，全体の温度は 20 ℃ になる。
― ―
6
2016KN2A-10-007
4
問 1 ∼問 4 に答えよ。
問 1 右向きに進む連続波が端で反射している。図は，ある瞬間の入射波の波形である。端が自
由端，固定端の各場合について，この瞬間におけるそれぞれの反射波の波形の組合せとして
正しいものはどれか。下の 1 ∼ 5 のうちから一つ選べ。解答番号は
13
。
端
ア
イ
端
ウ
端
エ
端
自由端
固定端
1
ア
イ
2
イ
ア
3
ウ
エ
4
エ
ウ
5
エ
ア
― ―
7
端
2016KN2A-10-008
問 2 図のように，振幅，波長，速さがそれぞれ等しい 2 つの波が x 軸上を互いに逆向きに進
んでいる。 2 つの波が重なり合ってできる定常波の振幅と節の位置の組合せとして正しいも
のはどれか。下の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。解答番号は
14
。
y
正の向きに進む波
A
x
a
-A
c
b
e
d
g
f
負の向きに進む波
振幅
節の位置
1
A
a，c，e，g
2
A
b，d，f
3
2A
a，c，e，g
4
2A
b，d，f
問 3 図のように，発信器につないだスピーカーを開管の開口部に置いた。スピーカーから出る
音の振動数が f0 のとき基本振動で共鳴した。さらに振動数を f0 から徐々に大きくしていく
と，次に共鳴する振動数はいくらか。下の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。解答番号は
15
。
スピーカー
1 4
f0
3
2 3
f0
2
3 2 f0
4 3 f0
問 4 図のように，両端を固定して張った長さ 0．4 m の弦の中央をはじいたところ，腹が 1 個
の定常波が生じた。このときの振動数は 800 Hz であった。弦を伝わる波の速さは何 m/s か。
下の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。解答番号は
16
。
0．4 m
1 320
2 640
3 1000
― ―
8
4 2000
2016KN2A-10-009
5
問 1 ∼問 4 に答えよ。
問 1 図のように，同じ材質でできているが，断面積と長さが異なる抵抗 R1，R2，R3 がある。
それぞれの抵抗値を R1，R2，R3 としたとき，それらの大小関係を正しく表しているものは
どれか。下の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。解答番号は
抵抗 R1
。
抵抗 R3
抵抗 R2
S
4
S
2
断面積 S
4L
2L
長さ L
1 R1 1 R2 1 R3
17
2 R1 2 R2 2 R3
3 R1 1 R3 1 R2
4 R1 = R2 = R3
問 2 次のように回路を 4 つ作った。電池の供給する電力が最も大きいものはどれか。次の 1 ∼ 4
のうちから一つ選べ。ただし，回路中のそれぞれの抵抗および電池はすべて同じものを用い
ている。解答番号は
18
。
1 2 3 4 ― ―
9
2016KN2A-10-010
問 3 図のように，コイルに棒磁石を一定の速さで近づけたり遠ざけたりすることで，電磁誘導
による起電力を発生させた。この実験に関する説明文として正しいものはどれか。下の 1 ∼ 4
のうちから一つ選べ。解答番号は
19
。
検流計
1 棒磁石を近づけても，遠ざけても，誘導電流はコイルを一定の向きに流れる。
2 電磁誘導による起電力の大きさは，コイルの巻き数に関係ない。
3 棒磁石を近づけるときよりも，遠ざけるときの方が誘導電流は大きい。
4 電磁誘導で生じる起電力は，コイルを貫く磁力線の数が変化するときに発生する。
問 4 電磁波について説明した次の文中の
ア
，
イ
にあてはまる語句の組合せとして
正しいものはどれか。下の 1 ∼ 4 のうちから一つ選べ。解答番号は
波長が 0．1 mm 以上の電磁波は
ア
イ
1
電波
長い
2
電波
短い
3
X線
長い
4
X線
短い
。
といわれ，その中で波長が短いものをマイクロ波
という。マイクロ波の波長は，可視光線の波長よりも
ア
20
― ―
10
イ
。
2016KN2A-10-011

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