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物理 高校生

(f)なのですが、Iが正なのを考慮していると思うのですが、各電圧の正負がいまいちわかりません。詳しく解説お願いします。

東京工業大 東京工業大 問題 25 27 ロックどうし及び も傾くことはな =4の場合のみ T" 壁 2 (50点) 図1のように,長さの導線ab, cd と長さlの導線bc を直角につないで 作ったコの字形の導線 X を,水平に固定された直線状の導線Yにつり下げて 作った長方形の回路 abcd を考える。 Yの区間 adの一部は電池, 抵抗器, コイ ルスイッチで作った装置Zで置き換えることができ, Yの両端は絶縁されて いる。XはYを軸に滑らかに回転できるが, 平行移動や変形をしないものとす る。なお, YとZは動かない。 ab, cdの質量は無視でき, bcの質量はmであ り、重力加速度の大きさをとする。 また、磁束密度の大きさがBである鉛直 上向きの磁場が一様に存在している。 導線の太さと電気抵抗, コイル以外の自己 インダクタンス, 電池の内部抵抗, 空気抵抗はすべて無視できるものとする。 回路を流れる電流の正の向きをa→b c d と定める。また,aを通る鉛直 方向の直線と abがなす角を0とし,a から bに向かう向きが鉛直下向きのとき =0であり,ab→c→dの向きに回る右ねじが進む向きを正の向き と定める。さらに,Xの角速度をωとし, 微小な時間 At の間に が △0 だけ変 である。 化するとき,ω= も静止したまま At Asstod 9 を用いて表せ。 の大きさを, つなぐ糸の張力 Mがある値 M min 巨囲でどのように は 0 の値によっ Y d Z A AB a b m C X 図1 [A]図2のように、電圧Vの電池,抵抗値Rの抵抗器 スイッチSを使って 作 adの一部を置き換える。 スイッチをp側に入れると抵抗器のみ 2024年度 前期日程 物理 2024年度 前期日程 物理

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化学 高校生

1/3をかける理由が分かりません

容器1 電流 塩橋 気体1 電源 電流 バルブ チューブ 容器2 以下の文章を読み, 問1~間7に答えよ。 2 図2に示すような絶対温度 T[K]に維持された実験系があり,電解槽I, IIには0.1mol/L 塩化ナトリ ウム水溶液が, 電解槽Ⅲには 0.1mol/L 硫酸銅(II) 水 溶液が満たされている。 電解槽I, II の塩化ナトリウ ム水溶液は,塩橋で接続されている。電解槽I,Iの 塩化ナトリウム水溶液中には, それぞれ白金板1, 鉄 板が,電解槽Ⅲの硫酸銅(II) 水溶液中には銅板, 白金 板2が浸されている。 白金板1, 2は電源に接続され, 鉄板と銅板は導線で接続されている。 また, 白金板1, 塩化ナトリウム 2の上には,底が開き, 上部が密閉された容器 1,2 が置かれている。 容器1,2は,内部の体積が無視で きる柔軟なチューブで接続され, 上下方向に自由に動 かすことができる。 また, チューブには閉じたバルブ がつながれている。 水溶液 白金板1 鉄板 鋼板 白金板2 電解槽 I 電解槽 II 電解槽ⅢI 図2 実験系 気体2 硫酸銅(II) 水溶液 この実験系で以下の操作1~4を順次行った。 【操作1】 容器1および2を, それぞれの電解槽中の溶液で満たした。白金板 1, 2間に図に示す向きで一 定の電流ż〔A〕を時間 ta〔s] だけ流したところ, 白金板 1, 2からそれぞれ気体1,2が発生した。 この際, 流れた電気量を QA [C] とする。 発生した気体1,2を水上置換法によりそれぞれ容器1 2中に集め,容 器の内部と外部の水面の高さが同じになるように容器の上下方向の位置を調節した。 【操作2】 容器1, 2が上下方向に動かないように固定した状態でバルブを開き, 容器 1, 2内の気体を完 全に混合した。 【操作3】 バルブを再び閉め, 操作1と同様に一定の電流 iB〔A〕を時間 t〔s〕だけ流したところ, 白金板1, 2からそれぞれ気体 1, 2が発生した。 この際,流れた電気量を QB [C] とする。 その後, 内部の水面の高 さが容器外部の水面の高さと同じになるように容器2の上下方向の位置を調節した。 【操作4】 銅板を装置から取り外し, 水で洗ってから乾燥させ, 質量を測定した。 ただし,操作1~3の後においても,電解槽 I ~II内の電解質濃度には,大きな変化はないものとする。 また,気体1,2は理想気体であるとし, これらおよび空気の溶液中への溶解は無視できるものとする。 ファラデー定数をF[C/mol], 気体定数を R [Pa・L/(K・mol)〕, 大気圧を po〔Pa〕, 絶対温度 T[K] での飽 和水蒸気圧を PHzo 〔Pa] として, 以下の問に答えよ。 問1 Qをを含む式で表せ。 問2 操作 1,3, 白金板1, 2で起こる反応をそれぞれ電子 e-を含む反応式で表せ。 問3 操作1で発生した気体1,2の物質量 n, n [mol] をそれぞれQ』 を含む式で表せ。 問4 操作1の結果, 容器 1,2に集められた気体の体積 V1, V2〔L]を,それぞれQAを含む式で表せ。 問5 操作2の後の接続された容器1, 2における気体1,2の分圧, p2 〔Pa] をそれぞれpo を含む式で表 せ。 問6 操作3の後の容器2内の気体1,2の物質量を ni', n' [mol]とする。 以下の間に答えよ。 (i)' を Q を含む式で表せ。 (ii) n2' を Q, QB を含む式で表せ。

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理科 中学生

1枚目の1番下の(4)の水酸化ナトリウム水溶液の体積を求める問題の解き方を教えてください

〔実験 3] ① 〔実験2] と同じ電気分解装置にうすい塩酸を満たし、導線で電源装置と接続した。 ② 電気分解装置に10分間電流を流した後、 電気分解装置からうすい塩酸4.0cm を取 り出した。 ③ ②で取り出したうすい塩酸に、うすい水酸化ナトリウム水溶液を加えて中性にした。 ④ 電流を流す時間を15分間に、 また、 電気分解装置から取り出すうすい塩酸の体積 を8.0cmに変えて、 ①から③までと同じことを行った。 ⑤ 電流を流す時間を20分間に、 また、 電気分解装置から取り出すうすい塩酸の体積 を6.0cmに変えて、 ①から③までと同じことを行った。 表は、 〔実験3] で、 電気分解装 置から取り出したうすい塩酸を中性 にするために加えたうすい水酸化ナ トリウム水溶液の体積をまとめたも のである。 表 電流を流す 時間 [分] 10 電気分解装置から 取り出したうすい 塩酸の体積 [cm²) 4.0 加えたうすい水酸化 ナトリウム水溶液の 体積 〔cm〕 5.0 15 8.0 9.0 20 6.0 6.0 次の(1)から(4)までの問いに答えなさい。 (1) [実験1] の③で、付着した銅と発生した気体について説明した文として最も適当なものを、 次のアからエまでの中から選びなさい。 ア 炭素棒Aに銅が付着し、 炭素棒B付近からは水素が発生した。 イ 炭素棒Aに銅が付着し、 炭素棒B付近からは塩素が発生した。 ウ炭素棒Bに銅が付着し、 炭素棒A付近からは水素が発生した。 エ 炭素棒Bに銅が付着し、 炭素棒A付近からは塩素が発生した。 (2) 電流の大きさと電流を流す時間をさまざまに変えて、 〔実験1] と同じことを行った。 塩化銅 0.95g が分解する電流の大きさと電流を流す時間の組み合わせとして最も適当なものを、次のア からケまでの中から選びなさい。 ただし、 〔実験1] に用いた塩化銅は、銅と塩素が910の質 量の比で化合しているものとする。 ア 1.0A、5分 エ 1.5A、5分 キ 2.0A、5分 イ 1.0A、 15分 オ 1.5A、 15分 ク 2.0A、 15分 ウ 1.0A 25分 カ 1.5A、25分 ケ 2.0A 25分 (3) 〔実験2] の②で、電極D付近から発生した気体の体積が2.0cmであったとき、 電極C付近か ら発生した気体とその体積について述べた文として最も適当なものを、次のアからカまでの中か ら選びなさい。 ア 電極C付近から発生した気体は水素で、その体積は1.0cmである。 イ 電極C付近から発生した気体は水素で、その体積は2.0cmである。 ウ 電極C付近から発生した気体は水素で、その体積は4.0cmである。 エ 電極C付近から発生した気体は酸素で、その体積は1.0cmである。 オ 電極C付近から発生した気体は酸素で、 その体積は2.0cmである。 カ 電極C付近から発生した気体は酸素で、その体積は4.0cmである。 (4) 〔実験3] で用いた電流を流す前のうすい塩酸10.0cmを中性にするために必要なうすい水酸化 ナトリウム水溶液の体積は何cmか。 最も適当なものを、次のアからクまでの中から選びなさい。 72.5cm³ * 12.5cm³ イ 5.0cm 3 力 15.0cm ウ7.5cm3 キ 17.5cm エ 10.0cm ク 20.0cm -( 5 )- OM4(122-34)

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