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物理 高校生

自信が無いので合っているか確かめて欲しいです!間違っていた場合教えてくれると嬉しいです!!また問5の⑵が分からないので教えてくれると嬉しいです!!よろしくお願いいたしますm(_ _)m

円乳道の中心を通る鉛直線と床面との交点を点Aとする。 ばねからはなれた小球が床に到達する位置 と点Aとの間の距離を, グ, m, @, h, gのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 図1のように, なめらかに動くビストンを持つ円筒形のシリンダーが水平に置かれており, その内部に 2 単原子分子からなる理想気体が閉じ込められている。シリンダーとピストンには断熱材が用いられてお り,これらを通した熱の出入りはないものとする。また. シリンダー内側には気体を均一に加熱および冷却 可能な温度制御装置が設置されている。これらの装置は圧力かの大気中に置かれており, 気体の体積は Va 温度は Tである (状態A)。 状態Aの気体に温度制御装置を使って熱を与え, 図2のようにピストンが右方向にゆっくりと移動したと ころで加熱を停止したところ, 気体の体積は Vs. 温度は Ta となった (状態B)。 重力加速度の大きさをg, ピストンの質量を M, 断面積をSとして, 以下の問いに答えなさVい。 問1 温度 TAを, po, Va, VB, Tpのうち, 必要なものを用いて表しなさい。 |問2 状態Aから状態Bへの変化にともなう内部エネルギーの変化を, po, Va, Va, Taのうち, 必要なもの を用いて表しなさい。 問3 状態Aから状態Bへの変化にともなって温度制御装置が気体に与えた熱量を, o, Va, Va, Ta のうも 必要なものを用いて表しなさい。 問4 状態Bから, 温度制御装置を停止させたまま, ビストンがシリンダーの下側になるようにゆっくりる シリンダーを90° 回転させた。 すると, 図3のように, ビストンは状態Bでの位置よりも下方に移動し 旺文社 2022 全国大学入試問題正解

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物理 高校生

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Yc C Pc. Ye 0 A PAYA= 0 0 VE E PEYE PeYa B VD YD D Pp-Vp 断面積 a の水柱の力の差と近似 図5管の水を曲がりを無視して近似 図4段差のある2つの水槽と管 段差のある状態で置かれた二つの水槽があり、 その間に内部を水で満たした管が渡さ れている状態を考える (図4)。 段差の上の段にある水槽の水商Aを基準の高さとしてあり (A = 0)、下の段の水槽の水面Eは リ5く0となっていて、 水面Aよりも水面Eは下にあ るものとする。この状態からどのように変化するかを静水圧の関係と重力で調べることに する。水の密度をp、 重力加速度をgとして以下の設問に答えよ。 (a)静水圧の関係から、 水面Aと符の端点Bの圧カの関係を記述し、端点Bの圧力 pB を求めよ。さらに、 水面Eと管の端点Dの圧力の関係を記述し、 端点Dの圧力 pp も同じく求めよ。但し、 pa = PE = po(大気圧) であるものとする。 (b) 管の中の頂点Cにおいて、 水がどちら側に引っ張られるかを計算したい。 頂点Cの 断面に加わる力を計算しよう。 問題を簡単にするため管の曲がりを無視し、 断面樹 aの水柱の力の釣約り合いを考えることにする (図5参照)。端点B側の水柱から加わ る力をFB、端点D側の水柱から加わる力を Fbと定義する。 ここでド向きを正とす る。水柱による力は、1上からの圧力による力+重力によるカー下からの圧力による 力である。Fa と Foを求めよ。 (C) 上の結果から水はどうなるかを説明せよ。 この結果がサイフォンの原理である。 (d) この状況は、管の高さに制限が加わる。 それは、頂点Cでの圧力 pc > 0を満たす 必要がある。大気圧が1気圧%= 1.013 × 10°Pa, 水の密度p=D1.0×10°kg/m°、重力 加速度g=9,.80m/s° としてこの制限を求めよ。

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