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物理 高校生

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問1 古代エジプト人は、ピラミッド をつくる岩石を運ぶのに斜面を利用 したと考えられる。まず,斜面にそ って岩石を引き上げる力の大きさを 考えよう。 図1に示すように、質量 の岩石を摩擦のない斜面にそって, 図1 一定の大きさの力Fで距離sだけゆっくり引っ張り続け、地面から高さんまで引き上 げたとする。 力Fのした仕事と岩石の得た重力による位置エネルギーとが等しいとす ると、このときの力Fの大きさはいくらか。 最も適当なものを,下の①~⑤のうち. から1つ選べ。 ただし、重力加速度の大きさをgとし, 滑車の摩擦は無視できるもの とする。 仕事 ② mgh ①mg Imgs 2 次の文章は、ピラミッドづくりに関する生徒 A, B の会話である。 生徒たちの説明が科学的に 正しい考察となるように, 文章中の空欄ア イに入れる語句の組合せとして最も適当なも のを、下の①~⑥のうちから1つ選べ。 図2 Aピラミッドをつくるとき, 個々の岩石を地面か らある高さんの平面まで持ち上げ、 その平面に敷き詰める。 敷き詰めた層の上に 次の層を積むという作業のくり返しによって, ピラミッドを完成させるものとし よう。 簡単のため、 岩石の形と大きさ, 質量はすべて同じであり、 摩擦も無視す るものとしよう。 B: それぞれの層の岩石の数は、その層の面積に比例するよね。 だから, 図2のよう なピラミッドをつくる場合は, 高さんが高くなるほど, それぞれの層の岩石の数 はアね。また,個々の岩石を引き上げる仕事は, 高さとともにイね。 ア 多くなる 多くなる ③ 多くなる ④ 少なくなる ⑤ 少なくなる ① イ 大きくなる 小さくなる 変化することはない 大きくなる 小さくなる 少なくなる 変化することはない mn 13579 11 13 15 17 19 mgh 4 問3 岩石を敷き詰めて20層のピラミッドをつくるとき, 各層において必要な仕事は, どのように変化するか。 積んでいる層の数を横軸, 各層において必要な仕事を縦軸と したグラフとして, 最も適当なものを下の①~⑤のうちから1つ選べ。 仕事 mgs (5 h 13579 11 13 15 17 19 仕事 13579 11 13 15 17 19 層

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物理 高校生

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246. (電気抵抗一電位差計)図は電池の起電力を精密に測定する電位差計の回路図である. ABは長さL, 単位長さ当たりの抵抗の一様な太さの抵 抗線, Pはその抵抗線に接して自由に動かすことができる接 点 は電流計, G は検流計, E〟は起電力が既知の標準電池, Exは起電力が未知の電池, K は切替スイッチ, Eは起電力 A Eの電池, Rは可変抵抗である. 簡単のため、電流計A,電 池Eの内部抵抗はともに無視できるものとする. まず, K を開いた状態で、 可変抵抗 R の抵抗値をRにした。 (1) このとき、電流計の読み r. Rを用いて答えよ.E=IO(Ro+rL) r, I. ₁ 次に, KをC側に閉じ、 接点P を動かして, 検流計 G に電流が流れないPの位置を探すと. Ro TIL AP の長さがムのときGに電流が流れないことがわかった.V=RIより (2) 標準電池Esの起電力 Esはいくらか、Lo,r, h を用いて答えよ. V = VIOI、 次に, KをD側に閉じ, 接点P を動かして, 検流計 G に電流が流れないPの位置を探すと, APの長さがしのときに電流が流れないことがわかった. (3) 電池Exの起電力Exはいくらか. (2)のEs およびL, lを用いて答えよ. (4) Es= 1.50V, 4= 30.0cm, lz= 80.0cm のとき,Exは何Vか.AS E, L, はいくらになるか, Es HH A ←I L P C K____ Ex D D ① 向くの家計 E B SSSSSHOOJATE

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