この問題の問4、問5が分かりません。 答えと解説、両方ともお願いしたいです。

2 軽くてなめらかに動くことのできるピストンの付いたシリンダーを考える。 以下の問いに答え よ。 なお、解答用紙には答えに至る説明あるいは計算過程も記述せよ。 ( 60点 ) 問1.はじめはピストンが固定され、図のようにシリンダー内が薄い仕切り板により体積 1/3V[m²) および 1/2 V[m])に区切られているものとする。 体積 1/32V[m]の部分には温度 [K] 圧力 3P [Pa〕の単原子分子理想気体が入れられており,もう一方の部分は真空状態になっている。 この状態から内部の気体がピストンの外に出ないように仕切り板を静かに取り外し、 十分時 間が経った後の状態を状態 A とする。 状態 A の気体の圧力を求め, V, TP のうち必要な ものを用いて表せ。なお、この過程においてシリンダー内の気体は断熱状態に置かれている ものとする。 3P'v=Q+ 3 13 3 3P. T 真空 E PV 状態 Aの気体に対して,ピストンを固定したまま熱量 Q, [J] を加えたところ、 気体の圧力が上 昇した。 この状態を状態Bとする。 次に, 状態Bからピストンの固定を外し、 気体の温度を一定 に保ったまま, 気体の体積が2V[m²〕になるまでゆっくりと膨張させた。 気体が膨張した後の状 態を状態C とする。 ここで状態Cの圧力は状態 Aの圧力よりも大きかった。 その後,状態Cか ら気体の体積を保ったまま、 気体の圧力を状態 Aと同じにした。 この状態を状態Dとする。 最 後に,状態Dから気体の圧力を保ったまま、 気体の体積を状態 Aの体積まで圧縮した。 問2. 状態 B の気体の圧力を求め, V, P, Q」 を用いて表せ。 問3. 状態Cの気体の圧力を求め, V, P, Q を用いて表せ。 問4. A→B→C→D→Aの一連の過程を熱機関のサイクルとみなしたとき,このサイクルに おいて気体が外部に対して正負にかかわらずゼロではない仕事をした過程はどこか。 対応す る過程を下記の(a)~(d)から全て選択し, 解答欄の所定の場所に記入せよ。 また, 過程B→C において気体に加えられた熱量を Q2[J]としたとき, サイクル全体で気体が外部にした仕事 の総和を求め,V, P. Q2 を用いて表せ。 (a) A-B (b) B-C +Q 2V (c) C-D (d) D-A 7. 問5. 問4のサイクルにおける熱効率を求め, V, P. Q, Q2 を用いて表せ。 ご PV @a,+PV. 3 2 Q,+P EV

特性X線を発生させるには基底状態を空にする必要がある、とはどういうことでしょうか

高速の電子を鉄に衝突させて X 線を発生させると, 図5のようなX線の強 度分布が観測された。 波長 入 の X線が最短波長であり,特性 X 線の波長は A1, A2 であった。特性X線は鉄原子の電子が励起状態から基底状態に遷移す る際に発生し,基底状態のエネルギー準位がE (<0), 励起状態のエネルギー 準位が低い方から順に E (<0),E, (<0)であった。図5のX線の強度分布 で示された波長 入,,入2 の特性X線はエネルギー準位 Ear El のいずれかから Ecに遷移する際に発生するものとする。 波長 入] の特性X線の光子のもつエネルギーは, のエネルギーを オ であり、入射電子 より低くすると,特性X線が消え,連続 X線のみが 発生するようになる。 X線強度 SUBRO 0 入口入2 波長 0 図 5 カの ① E - EG E - EG ② E- EG EB - EG 0 ③ E - EG - EG 0 ④ Ep-Ec E. - EG ⑤ EB - EG Eg-Ec ⑥ EB - EG - EG

マーカー部分のようになる理由と、Fと重力がなぜ釣り合うのかがわかりません💦

B BIP E ひ 丁 Q 図のように,鉛直下向きで磁束密度B の一様な磁場[AIEA 中に、起電力Eの電池をはさんだ間隔のコの字型のA 導線のレールを傾きの角0で固定する。これに長さl, 質量 m,抵抗値 R の導体棒 PQ をのせ、手で押さえて おく。 手を静かに放すと, PQはレールに直交したまま 斜面を上昇した。 PQ とレールとの間の摩擦およびPQ以外の部分の電気抵抗はな く,重力加速度の大きさをgとする。 真 24 P (1) PQ の速さがvになった。 このときの誘導起電力の大きさ V, PQ を流れる電 流の大きさⅠ, この電流が磁場から受ける力の大きさ F を求めよ。 (2) 手を放してもPQが動かない場合の傾きの角を 0 とする。 tan 。 はいくらか。

(3)の三枚目の写真のR’-Rの式がよく分かりません

At t であ 物理 問題Ⅱ 図1のような長さL. 断面積 S, 抵抗値Rの抵抗体 X を考える。この抵抗体Xの左 右の端に大きさVの電圧をかけたとき、抵抗体Xの内部には一様な電場(電界) が生じ るものとする。 自由電子は電場から力を受けて一定の加速度で運動し、抵抗体X内の イオンなどと衝突し、 いったん静止する。 この衝突が一定の時間間隔で繰り返し起こ ると仮定すると、 自由電子の速さは時刻に対して図2のように変化する。 自由電子1個 の質量を電気量e (e>0) 抵抗体Xの単位体積に含まれる自由電子の個数を とする。 S 抵抗体 X 図 1 L 設問(1) 以下の文章が正しい記述になるように, (あ~か)に入る適切な数式をL.S.V. em,n, Tのうち必要なものを用いて表せ。 ( 抵抗体 Xの内部に生じる電場の強さは の大きさは (あ) なので,自由電子の加速度 であり自由電子の平均の速さは (う) 一方、この抵抗体Xの断面を時間の間に通過する自由電子の数は xv4t なので、この抵抗体 X を流れる電流の大きさは したがって, 抵抗体 X の抵抗率は (カ) となる。 である。 (え) (お) xvとなる。 この抵抗体 X に力を加えると,長さはL+4L (4L>0) になり, 断面積はS-AS (4S>0) になった。 この変形において、抵抗体 X の抵抗率は変化しないものとする。 ただし, LAL, S4Sとし, 1>|x|のとき (1+x)=1+pxの近似式を用い,また,微 小量どうしの積を無視するものとする。 設問(2) 抵抗体 X の長さがL+4L, 断面積がS-4Sのときの抵抗値R' を R, L, 4L, S, 4S を用いて表せ。 設問(3) 力が加わり変形しても抵抗体 X の体積が変化しないものとして, R'-R を R, L, 4L を用いて表せ。 速さ ・時刻 T 2T 3T 図2

セミナー物理444「金属板間の電場と仕事」について質問です。 （2）や（3）で電位を求める時、「V=Ed」におけるdの値をBからの距離で考えるのはなぜですか？なぜAからの距離ではないのですか？

知識 444. 金属板間の電場と仕事 図のように,十分に広い金 A 「属板A,Bを6.0cm の間隔で平行に置き,電圧 12Vの電 源につないで負極側を接地して,金属板間に一様な電場を つくる。図が示す金属板間の位置に点P,Qをとる。 -6.0cm 3.0cm PQ 12.0cm (1)点P, Qの電場の強さは, それぞれいくらか。 (2)点Pの電位はいくらか。 12V &&**&A SURETOMOS.0 E- (3) PQ 間の電位差はいくらか。 また, PとQではどちらが高電位か。 0.5 (4) 電荷 -4.8×10 -19Cの粒子が, 静電気力によってQからPに運ばれるとき, 電場が する仕事はいくらか。 Bには、 (5) (4) と同じ粒子 (質量 3.0×10-20kg) がQを静かに出発した。Pでの速さはいくらか。 ただし、粒子にはたらく重力は無視できるとする ヒント (5) 電場がした仕事は, 粒子の運動エネルギーになる。 例題5859 思考 記述 0x0) の強さが」となる M5 での電子の運動 軸方向に一様な電場[V]

（2）はなんで速さが変わらないんですか??

7/1 7/16 ■入試問題研究 図に示すように、水平な床と鉛直な壁がある。 壁から距離だけ離れた床上の点Pか ら壁に向けてボールを発射した。 ボールは壁に衝突してはね返り,さらに床上の点Qで はずだ ボールは点Pから初速v。 で、 水平方向と角0 をなす方向に発射されたものとし,床と 壁はともになめらかであるとして以下の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさは gとする。 Vo (1) ボールが点Pで発射されてから壁に衝突するまでの時間はどれだけか。 (ボールが点Pで発射されてから点Qに達するまでの時間はどれだけか。(気づく28) (3) 角45°で,ボールと壁およびボールと床の間の反発係数(はねかえり係数)の 大きさがともに0.5であるとき、ボールは点Qではずんだ後, ちょうど点Pにもどっ てきた。 ただし, 反発係数が0.5とは, 壁や床に垂直な方向に衝突直前の速さの0.5倍 の速さではね返るということである。 (ア) 点Pにもどったときのボールの速度の大きさ,および水平方向となす角はどれだ けか。 (イ) voの大きさはどれだけであったか。 g とlを用いて表せ。 (ウ) PQ間の距離は1の何倍か。 17

(3)なぜQには上向きに流れるのですか？

[知識 534. コイルを含む回路図のように, 内部抵抗が無 視できる起電力40Vの電池E, 抵抗値がそれぞれ60 Q,20Ωの抵抗 R1, R2, およびコイルLを用いた回 路がある。はじめ, スイッチは開いていた。 (1)~(3) の場合において, 点P, Qにおける電流の向きと大き さはそれぞれいくらか。 P• ESTEL R2 (1) スイッチを閉じた直後 Ri (2) スイッチを閉じてから十分に時間が経過したとき 大 (3) (2)の後にスイッチを開いた直後 例題75)

2をかけているのはなんの2ですか？？

x=0.30,1,5 7 図のように, 8a [m] だけ離れた点 A, B に,電気量 Q-Q [C]の点電荷を置いた。 AB の垂直二等分線上, EA →EAB ABの中点から34〔m〕の点Pにおける電場EPの向き と強さ Ep [N/C] を求めよ。 クーロンの法則の比例定数 A+ 5a 50 G. 3a: EB OB 4a- + 4a- を k [N·m²/C2] とする。

物理基礎です。 青でマーカー引いてあるところ39.2tじゃないのですか？自分の計算ミスかもしれませんがいくら計算しても8tにはなりません、、、 一応全体の解説の文章も載せておきます。

1x8e-8e=0 15.(1) 小石Bを落下させてからt秒後に小石Bが 小石Aに追いつくとする。 小石Aを落下させ てから2.0秒後に小石Bを落下させるので, A met の落下時間は (+2.0) 秒になる。 小石Aは自由 の落下時間は(+2.0)秒になる。小石A 落下運動,小石Bは鉛直投げ下ろし運動である。 小石Aの落下距離をyA 〔m〕 として 自由落下 〔m〕として,自由落下 50.1×80×10.1×8.0 運動の変位と時間の関係式「y=1/12gf」に代 [m] e=ep-&e 1章 物体の運動 7

なぜ空気の屈折率が薄膜の屈折率より小さいとわかるのですか？

基本例題 67 薄膜による光の十渉 図のように,屈折率n,厚さdの薄膜を,屈 大気 折率がnより大きい物質の表面につけたものが ある。波長入の単色光を,屈折率1の大気側か ら,この薄膜に入射角iで入射させた。 (1) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 は逆になるか。 それとも変わらないか。 物質 ・B (2) 点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と, 点Cで反射する光について, 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角rを用いてそれぞれ表せ。 (3) (2) , 両方の光を遠方の点Eで観測したとき, 暗く見えるための条件式を求めよ (4) この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき, 反射光が最も弱められる場合の量 小の膜の厚さdを求めよ。 薄膜 348,349 解説動画 A 屈折率n DP E 日比↓小の柑質からの媒質へ入射する場合なので