共通テスト過去問2021第1日程のもんだいです。 問2までは行けたのですが、問3が解答の式を見ても分かりません。単に、一体化する時は、摩擦熱が生じて力学的エネルギーが保存されないと丸暗記してもいいのでしょうか？式の意味を理解した方がいいなら説明して欲しいです。お願いします

問2 Bさんが届いたボールを捕球して,そりとBさんとボールが一体となって Vになった。Vを表す式として正しいものを,次の①~④のうちから一つ 氷上をすべり出す場合を考える。 捕球した後,そりとBさんの速さが一定 べ。V= 26 1001 (m + M) UB COS OBL ② (m + M)vsin OB M M Ch Badut mv B UB COS OR LINE OB (4) ④ musings B ③ m+M m+M しない USA 問3 問2のように,Bさんが届いたボールを捕球して一体となって運動するとき の全力学的エネルギーE2 と,捕球する直前の全力学的エネルギー E」との差 AE=E2-E」 について記述した文として最も適当なものを,次の①~④のう ちから一つ選べ。 27 どうなるか ① AEは負の値であり、失われたエネルギーは熱などに変換される。 ② AEは正の値であり、重力のする仕事の分だけエネルギーが増加する。 ③AEはゼロであり, エネルギーは常に保存する。 ③AEはゼロであり、エネルギーは常に保存する。 ④ AE の正負は,とMの大小関係によって変化する。 高 1

物理　電磁気の問題 （1）（ア）で答えが100=20（i1-i2）+8i1にならない理由を教えてください。

( 富山大) 116 図の回路で,E, E2は起電力100 Vと30Vの電池, R, R2, R はそれ 15Ω 20Ω, 8Ωの抵抗である。 電池の内部抵抗は無視できるものとす る。 R₁ 12 E2 150 30V R2 R 20Ω (1) E と を流れる電流を, 図の矢 印の向きにI [A], I2 〔A〕 とする。 次 の閉回路についてキルヒホッフの法 則を記せ。 802 h E 100V (ア) E→R→R→E (イ)E→→E→R→E (2) E, E2 を流れる電流の強さはそれぞれいくらか。 また. E を流れ る電流の向きは,図の左右どちら向きか。 (3) 3つの抵抗での消費電力の和Pはいくらか。 (4) E の供給電力 Qはいくらか。 (5) QP と一致しない理由を簡潔に述べよ。 (金沢工大+岩手大)

(1)の抵抗値Rを、手書きの写真のように求めたのですが、答えが違いました。なぜ違うのか教えてください。

Zにかかる電圧の最大が500で 2 最大2Aの電流 2[A] 2 [A] が流れるから、 50=RX2 R = 25

どう計算したらX🟰0.1になりますか？ 途中式を教えてください

点しか点 18g2 k- =k2g2 ①を沸 (0.20+x)2 xx>0より、x=0.10m 点Bから右に 基本例題 91 一様な電場 十分に広い導体板 X, Y を15cm の間隔で平行に置き, 100.8x3 15

この問題の(2)についてで、発生したエネルギーはすべて運動エネルギーに変わるなどと書いてないのに、それ前提で計算をしているのですが、それは書いてないけど、なんとなく察するべきことなのでしょうか？

64 原子核 静止している原子核Xに粒子 a が衝突して原子核Yと粒子bがで きる核反応をX+a → Y+b+Q と表す。ここでQは反応のQ 値と呼ばれ,反応の前後の質量変化に相当するエネルギーである。す なわち, 粒子 a および b の質量をma, mb, 原子核XおよびYの質量 Q= (mx+ma)c-(my+mb) である。 を mx, my とすれば, Q >0の場合は発熱反応であって, Xにa がゆっくり衝突しても核 反応が起こる。一方, Q < 0 の場合は吸熱反応であって, a の運動エ ネルギーによってエネルギーを補給しなければ核反応は起こらない。 このために必要なa の運動エネルギーの最小値をこの反応の(エネル ギー) しきい値という。 I 次の発熱反応について考えよう。 ‘Li+n→ α+[ア+Q ここでLi, 中性子n,α粒子およびアの質量はそれぞれ 6.0135u, 1.0087u, 4.0015u, 3.0155u である。ただし, luは 3 × 102 MeV のエネルギーに相当する。 ア | の原子核は何か。 また、この反応のQ値は何 MeV か。 (2)十分遅い n が静止している Li に衝突して核反応が起こるとき, α 粒子の運動エネルギーを求めよ。 Ⅱ 核反応が吸熱反応である場合のしきい値を求めてみよう。 そこで, 粒子 a がちょうどしきい値に等しい運動エネルギーをもって静止 している原子核 X に衝突するとしよう。 このときのaの速さをU する。 (3)衝突直後, a は Xと一体となり, (ma+mx) の質量をもつ複合核 を作る。a の運動エネルギーから, 複合核の運動エネルギーを差 し引いたものを4Kとする。 AKをma, mxおよびva で表せ。 (4)この4Kが複合核に余分に蓄えられたエネルギーであり,複合 核が短時間後に原子核 Yと粒子bになるとき,質量の不足分は ⊿Kでちょうど補うことができる。 この反応のしきい値をQ, ma およびmxで表せ。 (広島大)

(5)の問題の解答で、なぜ途中式で4.003を4などと近似しようと思うのかが分かりません。解答の下の方に、もし詳しく計算するとと書いてあるのですが、最初からこちらでやるべきだと思ってしまっていました。教えて欲しいですm(_ _)m

62 原子核 191 62 原子核 相対性理論によると, 質量mの粒子のエネルギーEは,真空中 光の速さをcとするとの関係によりmと等価であり, 1 MeVのエネルギーは 0.00107 u (原子質量単位)と等価である。 静止している原子核 Li に遅い中性子 n を当てたところ,反応 Li+n→ He + X で が起こり,反応によって生じたエネルギーは 4.78 MeVであった。 Xは原子核(2) であり,Xの質量は小数点以下5桁まで (3) uである。また, 中性子の速さを無視し, Xと“Heの質量をそれぞれ mm2 とすれば, Xの He に対する運動エネルギーの比は4 あり,生じたエネルギーの全部がX と“Heの運動エネルギーになった とすれば,Xの運動エネルギーは,有効数字3桁までで(5) MeV である。また,Xは β線を出して原子核 (6) になることが知られ ている。なお, Li, n 及び "Heの質量は 6Li : 6.01513 u, n: 1.00867u, である。 He: 4.00260u (新潟大)

物理です。 これは発光ダイオードに電圧が加わっているけど電流は流れてないってことですか？点Cの電位がVとなる理由が分かりません。点Cと点Dで電圧が違うのですか？

問3 14 正解 ③ 15 正解 ④ 複数 14 発光ダイオードに電流が流れていない状態のとき,図ウのように, 20Ωの抵 抗と可変抵抗に同じ電流が流れる。 この電流の大きさをiとし,図ウの点Dに対する 点Cの電位(発光ダイオードに順方向に加わる電圧) を Vとする。 直流電源, 20Ωの -146- P: 電力 R V: 電圧,I: 電流, R: 抵抗値

1枚目の（3）のFが4.9だと思ったら答えは5.0で、四捨五入をするのだと思い2枚目の（2）のFは9.0にしたら答えは8.5で四捨五入してませんでした。なぜですか。

28 平面上の力のつりあい 物体を軽い糸で天井 につなぎ, 水平右向きに引いて静止させる。 この 状態について,次の問いに答えよ。 例題 物体の重さが 6.0N 水平右向きの力の大 きさがF[N] のとき,系と天井のなす角が45° となった。 2 -10- 20 15 に F (1) 物体が受ける力をすべて図にかき入れよ。 なお、向きがわかれば矢印の長さは自由とする。 (2) 物体が糸から受ける張力の大きさをT〔N〕 として,水平方向・鉛直方向の力のつりあい の式を求めよ。 (3)T〔N〕, F〔N〕をそれぞれ求めよ。ただし、 73 とする。 +F=0 解(1) SM sin45 ① 5.0 T= 12 - Tros 45+ F= 0 5.0N) 3 m/d 2 (2) 水平方向 水平右向きを正として Tcos45°+F=0 鉛直方向: 鉛直上向きを正として Tsin45°-5.0=0 上 5√2 N 2 [ Tsin455= (3)(2)のつりあいの式を,T,Fについて解いて, T=7.0N,F=5.0N T=5 F=5.0M た盛TH-5:0 T + 2 - 5 = 0

波動の問題です。 （3）で画像二枚目のように求めるのは間違っていますか？また、解き方は合っていますか？

71 基 図はx軸の正方向に進む正弦波 の変位y〔cm〕 を示している。 実線は時 刻t= 0[s] での波形を, 点線はt=10 [s] での波形を表す。 ただし, 波の速さは 3cm/sより速く15cm/sより遅い。 (1)この波の振幅,波長,速さ,振動 数,周期をそれぞれ求めよ。 y〔cm〕 -1 0 50 A x [cm] (2) t=0[s] のとき, x=220[cm] における変位を求めよ。 (3)x=100〔cm]の位置で.t=6[s] のときの変位を求めよ。 100 150

物理 (2)(ウ)についてです。 なぜ電場からの静電気力はｰeEではなくeEなのでしょうか。

6 オームの法則と抵抗率■ 次の文中の せよ。 断面積 S[m²],長さl [m] の金属導体中の自由電子の運動モデルより,導体の電気抵 抗について考えよう。 電子が金属中を一定の速さ [m/s] で動き,電流I [A] が流れているとする。この 金属の単位体積中の自由電子の数をn [1/m²〕,電子の電気量を -e [C]として、電 流I[A] を表すと, I ア となる。 イ〔V/m]の電場が生じる。 (2)金属の両端に電圧 V [V]を加えると,金属導体内部にレイ [V/m] の電場が生じる。 金属内の自由電子はこの電場から力を受けながら移動するが, 熱振動している金属 の陽イオンと衝突してその運動を妨げられる。 つまり, 陽イオンは電子の流れに 抗力を及ぼす。この抵抗力の大きさは電子の流れの速さに比例すると仮定し、 [N] で表す (k は比例定数)。 電子は電場から受ける力と抵抗力がつりあって等速 線運動しているとすると,vであり、(ア),(ウ)よりI=土が得られる。 (3)(2)で得られた電流I[A]と電圧 V [V]の関係式より,金属の電気抵抗 R [Ω] および 抵抗率p[Ω･m] は,それぞれ R=オおよびρ=カで表される。 は,それぞれR=オ (4) 金属の温度 T [°C] における抵抗率 [m] は, 0℃における抵抗率を po [Ω・m]. 温度係数をα[1/K] とすると,=ox(キで表される。 考察した金属導体に電圧 V [V] を加えて電流I [A] が流れるとき, t[s] 間 に発生するジュール熱はク [J] で与えられる。 これは, 自由電子の運動モデル より説明できる。すなわち, 導体中の1個の自由電子には負極側から正極側へ静電 気力 がはたらき, t[s]間でその力の向きにコ [m]だけ移動するの [N] で,この電子は(ケ)×(コ)の大きさの仕事をされる。 導体中の自由電子の総数は サだから,ジュール熱 Q [J] は全自由電子がされる仕事の大きさとして Q=(ケ)×(コ)×(サ)となり, t[s] 間に発生するジュール熱ク [J]に等しい。