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Physics Senior High

高校物理の質問です。 (ア)〜(エ)および(カ)〜(コ)の解き方を教えてください。途中式など書いていただけると大変助かります。 一部でも構いません。

以下の文章中の(ア)~(エ)および(カ)~(コ)に適切な式を記入しなさい。(オ)には文章中の指示にしたがって適切 なグラフを描きなさい。ただし、解答にんを用いてはならない。 なお、文章中の角度の単位はラジアンである。 図1のように、x ≥0の領域において一様な磁束密度 (大きさB)の磁場がかかっている。 磁場の向きは、 図1の右図 において、紙面の手前から奥に向かう方向である。x < 0の領域には磁場はかかっていない。半径aで中心角”の扇形 コイル OHKLが磁場と垂直なx-y平面内にあり、原点を中心としてx-y平面内でなめらかに回転できる。 0 と Lは、図1の左図の端子P, Qをとおして、電気抵抗 R の抵抗器、電気容量 C のコンデンサー、およびスイッチ1, S2からなる図2の回路の端子P,Qと常につながっている。 OLは十分に短く、 KL の長さをaとみなし、扇形コイル を貫く磁束は、半径がaで中心角がこの扇形の面積を貫く磁束と考える。 導線の太さや質量および電気抵抗、扇形コイ ル以外の部分で生じる誘導起電力、自己誘導、および空気抵抗の効果は無視する。また、扇形コイルの変形は考えな い。 (1) スイッチS」を閉じ、S2を開いた状態で、点 H に外力を加えることで、扇形コイルを一定の角速度w (0)で図1 のように反時計回りに回転させた。時刻t = 0において点 H はx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあった。微小時間経 過後に、扇形コイルを貫く磁束が減少し、端子 P に対する端子Q の電位は(ア)となった。このとき扇形コイルは、 K→Lの方向を正として=(ア)×(イ)の電流が流れ、導線 KL が磁場から受ける力の大きさは(ウ)であった。そ の後、時刻t=(エ)で、はじめて扇形コイルに流れる電流が0となった。t = 0から扇形コイルが一回転するt=2まで の時間の、K→L 方向を正とした電流の時間変化を実線で描くと(オ)となる。 扇形コイルが一回転するまでに抵抗器 で生じたジュール熱は (カ) であった。扇形コイルに加えた外力がした仕事が抵抗器で発生したジュール熱と等しい ので、時刻 (0 <t < t) において点Hに加えた外力は (キ) であることがわかる。 ただし、 外力は常に扇形コイルの円 弧の接線方向にかけるものとする。 (2) スイッチ2を閉じ、 S を開いた状態で、 点Hに外力を加えることで、 扇形コイルを一定の角速度w(0) で図1の ように反時計回りに回転させた。時刻t=0において点Hはx-y平面内の座標 (0,a)の位置にあり、このときコンデン サーには電荷が蓄えられていなかった。 微小時間経過後に扇形コイルには電流が流れ、コンデンサーは充電されはじ めた。その後、時刻t = (エ)までにコンデンサーは十分に充電され、回路を流れる電流は0となった。このときコンデ ンサーに蓄えられた電気量は(ク)であった。時刻から2tの間に、 コンデンサーは放電し蓄えられた電気量は 0 と なった。時刻から2ちの間に抵抗器で発生したジュール熱(ケ)であった。また、時刻から2tの間に回路に流 れる、時間とともに変化する電流の大きさをI とおく。このとき、コンデンサーに蓄えられている、時間とともに変化 する電気量の大きさは(コ)となる。 H B(IIの領域のみ) W PO I KT S₁ R Sa Q -OP 扇形コイルを真上から見た図 図1 図2

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【至急🚨お願いします🙇‍♀️】 ⑵の答えは0.6なのですが、答えに書いてある解説で2(N)×X(m)=1.2(J)の1.2はどこから来たんですか? 受験が近いのでできるだけ早めに回答お願いします‥(わがままいってすみません🙇)

_5m 3 を引 誰は 目 ] ] 3, を 0.3m 持ち上げた。 0.9m押し下げ,荷物X 1.5m 荷物X 滑車B 荷物 てこ 図3のように,滑車 B, 0.3m 10.9m 1.5ml Cを使って,一定の速さで10秒かけてひもを引き, 荷物 Xを1.5m持ち上げた。 (1)(i)で,荷物X が持ち上げられた状態で静止しているとき, 人がひもを引く力の大きさは何Nか。 (2)(ii)で,荷物X が持ち上げられた状態で静止しているとき, 人がてこを押す力の大きさは何Nか。 (3)(Ⅲ)で,人がひもを引く力, ひもを引く距離, 仕事率はそれぞれいくらか。 カ 距離〔 〕 仕事率[ ] モーターb 50 質量 40g のおもりをつるす 4 と2.0cm のびるばねがある。 このばねを用いて,次のような 実験を行った。これについて, あとの問いに答えなさい。ただ し、摩擦や空気抵抗,糸やばね 重さは考えないものとし, 質 図 1 図2 モーターa 台車 200g 0.5m 図の 量100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0N とする。 大 1.5m 上昇した高さ の 人 【実験】質量 200gの台車をばねにつなぎ、もう一方のばねの端につないだ糸をモーターaの回転軸に接 続し,静止させた。 この状態から、 図1のようにモーター a を使い, 4.0秒間一定の速さで糸を 0.5m 巻 ( いた。 【実験2】 実験1の装置を, 台車をつないだ状態でモーターa をモーターbにとりかえた。 次に,台車を斜 面に置いたところ, ばねは4.0cm のびて, 台車は静止した。 その状態から、 図2のようにモーター b った。おも を使い, 10秒間一定の速さで糸を1.5m巻いた。 (1) 実験1で,台車がされた仕事を仕事 A, そのときの仕事率を仕事率Aとする。 また, 実験2で、台 車がされた仕事を仕事 B, そのときの仕事率を仕事率Bとする。 このとき, 仕事 A と仕事 B,仕事率 Aと仕事率Bの大小関係を正しく表しているものを,次のア~エから選びなさい。 ア 仕事 A <仕事 B, 仕事率 A <仕事率 B ウ 仕事 A > 仕事 B, 仕事率 A <仕事率 B (2)実験2で,台車が上昇した高さは何mか。 道を加え 10 イ 仕事 A <仕事 B, 仕事率 A > 仕事率B エ 仕事 A > 仕事 B, 仕事率 A > 仕事率B [ するまでにそ

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②の作図の解説をお願いします🙏🏻2枚目が答えです

問いに答えなさい。 ただし, 空気抵抗や、台車と木の板と の摩擦は考えないものとする。 [実験 1] 図Iのように, 木の板 とスタンドを用いて斜面 をつくり, 台車を乗せた。 次に、ばねばかりを斜面 と平行になるように台車 につけた。 斜面の角度を 5° にすると, ばねばかり (21点) 図 I ばねばかり 台車 木の板 スタンド の値は 0.85Nを示して 8図 斜面の角度 いた。 その後,斜面の角度を0°から90°の範囲で様々に 変え、それぞれの角度で, 台車が静止したときのばねば かりが示す値を調べた。 (1) 実験1について, 次の①~③の問いに答えなさい。 ① 基本 次の文は, 物体にはたらく力をばねばか りによって測定できる原理について説明したものであ る。文中の a, b に当てはまる語を,それ ぞれ書きなさい。 一般にばねには,伸ばしても縮めても元の形に戻 ろうとするa という性質がある。 ばねを伸ば したり縮めたりしたときに変化する長さは, ばねに 加えた力の大きさに比例する。 この関係を,発見し た人物の名前から b の法則という。 ばねばか りは、この法則を利用することで, ばねの伸びた長 さをもとにばねに加えた力の大きさを測定できる。 ②図Ⅱの矢印は斜面上の台車 図Ⅱ にはたらく重力を表してい る。このとき, 台車がばねば (かりから受けている力を右図 に矢印でかきなさい。 ただし, 矢印は点Aからかきはじめる

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(3)②4倍になる理由を教えてほしいです

力学的エネルギーと仕事に関する (1 6 )の問いに答えなさい。 ただし, 空気抵抗や小球とレール の摩擦は考えないものとし, 小球のもつエネルギーはすべて木片を動かす仕事に使われるものとする。 (12点) 図11のように,長さ6cmのレールを7本用いてコースを組み立てた。 質量 10gの小球を2cmの 高さから静かに手をはなし, レール上に置いた木片に当て、木片の移動距離を調べた。次に, はなす高 さを4cm,6cm,8cm にかえて静かに手をはなし, 木片に当て, 木片の移動距離を調べた。同様の操 作を質量 30g, 45gの小球についても行い, 木片の移動距離を調べた。 図12は, その結果をまとめて グラフにしたものである。 図 11 レール ・6cm 8cm 6cm 小球 木片 4 cm 2 cm ものさし 図 12 6.0 45 g 木片の移動距離 5.0 4.0 30 g X 3 3.0 2.0 cm 1.0 10gいど 0 4am 30 0 2 4 6 8 高さ(cm) 10m 10 2:1.5=6:x Cm cm 2x 9 4.5 9:2 (1) 小球が斜面を下っているとき,小球の進行方向にはたらく力の大きさは,時間の経過とともにど うなるか。 次のア~エの中から最も適切なものを1つ選び、記号で答えなさい。 ア 小さくなる。 イ 大きくなる。 ウ変化しない。 エ大きくなったあと一定になる。 (2) 小球を高さ6cmからはなしたときの, 小球の質量と木片の 移動距離との関係を表すグラフを,図13にかきなさい。 (3)質量 90gの小球を用いて同様の実験を行ったところ, 木片 の移動距離は 12.0cmであった。 ①このとき,小球をはなした高さは何cmか。計算して答え なさい。 ② この小球が①の高さにあるときにもつ位置エネルギーは, 質量 30gの小球が高さ6cmにあるときの何倍か。 計算して 答えなさい。 hom 図 13 いどう 45g 6mm 8cm 90g 12cm 木片の移動距離 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 (cm) 1.0 0 0 10 20 30 40 小球の質量(g) 44 300

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(1)のbの求め方がわかりません💦答えは1.5です。

B 面 2 物体がもつエネルギーに興味をもったSさんは、エネルギーについて調べる実験を K先生と一緒に 行い、考察した。 次の問いに答えなさい。 ただし、 小球にはたらく摩擦や空気抵抗は考えないものと する。また、質量 100gの物体にはたらく重力の大きさは1N とする。 (1)図Iのように、質量 500gの荷物を台車にのせ、矢印 () の向きに 3.0Nの図 a に入れるの 力を加え続けて50cm 移動させた。このことについて述べた次の文中の に入れるのに適している語を漢字2字で書きなさい。また、⑥ に適している数を求めなさい。 台車に加えた力によって、台車と荷物が力の向きに移動したことから、台車に 図Ⅱ P 加えた力は台車と荷物に対してをしたといえ、その大きさは ⑥ J となる。 【実験1】 Sさんは、伸び縮みしない糸と小球を用いて、 図Ⅱのようなふり子をつくった。 ふり子の長さは30cm で、振れ幅が 45°となるAから静かに小球をはなしたとIS ころ、小球はAから最下点Bを通って、Aと同じ高さ のCまで達した後、Bを通って再びAまでもどり、こ の運動をくり返した。 主 es 81 #e (2)次のア~エのうち、小球がAから動き始めてBを通っ てCに達するまでのエネルギーの変化のようすを表し たグラフとして最も適しているものはどれか。一つ選 小球 A 荷物 台車 45° 45 30cm 届けるや について 記号 OB ていて、 00 組み えて静 てた。 た木片 II めた

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物理の問題です。蛍光ペンで色をつけた式になるのはなんでですか?この式は何を意味してますか?

物 理 解答番号 1 25 第1問 小問集合 解説 放物運動, 断熱変化。 コンデンサー, 全反射. 水素原 子のスペクトルの理解をみる問題 Bを導線でつないでから の電気量を QA 極板Ⅲの 9 +9 =-Q 9A9B 2C C が成り立つ。 これらよ 問11 正解 ② 第1問 次の問い (問1~5)に答えよ。(配点 25 ) . 問1 次の文章中の空欄 1 2 に入れる式として正しいものを、それ ぞれの直後の{ } で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 ただし,重力 加速度の大きさをg とする。 また, 空気抵抗は無視する。 水平方向:l=vT 小球を打ち出してから小球がリングを通過するまでの 時間をTとすると 2 正解 ① 9A- 3Q 9B = ...① 14/00 = Q | 鉛直方向:1/12g + となるので.Ⅲから か ...2 が成り立つ。 したがって、 ①と②より -gT² + v₂T = v₁T 9A-(-Q) の電荷が移動した の移動による電 大きさの無視できる小球を図1のように水平成分の大きさひ鉛直成分 の大きさ2の初速度で打ち出し、そこから水平方向にℓ 鉛直方向にℓだけ離 れた位置に中心が固定された小さなリングを上から下に通過させたい。 このと ①UI となるので と表せる。 ここで①より T = 1/144 なので、④を③に代入すると ...③ I 2C II gl ,,v2 = 1 V₁+ 201 の関係があり、 また, 02=2+ gl 201 ... ⑤ 問4 16 ③ gl であることがわかる。 水と空気 V₁ 201 リングを上から下に通過するためには ると,屈 - gT + v < 0 V₁ 2 ① gl 2 ② ③ ✓gl でなくてはならない。 13gl 2 ns となれば良いので, ④と⑤を⑥に代入すると が成り立 gl -gx <0 U₁ 201 を得る。 これより gl ひ 201 である で届く と S 大 -/gt リング となるので gl ひく。 2 である。 2 - gt 小球 l 図 gl 問2 3 正解 ③ 4 正解 ② 空気の塊が気流によって上昇や下降している間のその 状態変化は断熱変化とみなすことができる。 空気の塊が 下降する場合,それは断熱圧縮されることになるので 温度は上昇し, 圧力と体積Vの積は等温曲線より大 きくなる。 問3 5 正解 ⑥ 図1-1のようにコンデンサーAとコンデンサー で 一物

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