De thi dai hoc nam 2013 lan 1 mon vat ly cua Nhat Ban

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Ⅰ

次の問いA （問 1 ） B （問 2 ） C （問 3 ） D （問 4 ） E （問 5 ） F （問 6 ） G （問 7 ） に答えなさい。ただし，

重力加速度(acceleration due to gravity)の大きさを，gとし，空気の抵抗は無視できるものとする。

⑤の中から一つ選びなさい。

1

B 半径rの円柱を中心軸Lを含む面で半分に切ったもの（半円柱）を，水平な床の上に固定した。次の図

びなさい。

2

① mg` sin 

mg` cos 

mg`

2r sin 

mg` sin2

mg` cos2 2r sin 

2

C 次の図のように，それぞれの質量が，mで，同じ半径と同じ長さの3つの円柱A，B，Cが互いに接す

平方向の力で右から押されている。ただし，円柱は一様であり，円柱どうしの間の摩擦円柱と床の間の 摩擦はないものとする。

さい。

3

① p

p 3

p 3

3 mg

④

p

3

p 3

p 3

12mg

D 水平面とのなす角が の斜面がある。斜面上の点Aから上は摩擦がなく，Aから下は摩擦がある。次

Aより下の斜面上の点Qで静止した。PA間の距離はd1，AQ問の距離はd2であった。この小物体と

4

① d1

d2

sin  ② d1

d2

cos  ③ d1

d2

tan 

④ d1C d2

d2

sin  ⑤ d1C d2

d2

cos  ⑥ d1C d2

d2

tan 

4

E 直線上を運動している質量mの小物体Aが静止している質量M の小物体Bに速さvで衝突した。衝 突後，Bは速さ 1

5

① 1

2



M

m C 1



② 1 2

M

1 2

 M



④ 1

2



1 C m

M



⑤ 1 2

m

1 2



M



F 次の図のように，摩擦のない斜面と摩擦のない水平な床がなめらかにつながっている。ばねを床に置き

面に沿って滑り降り，床の上を等速運動した後ばねの固定されていない端に当たり，ばねを縮めた。ば ねに当たる前の床でのAの速さは2.0 m=s，ばねの最大の縮みは2.0 cmであった。

とばねの最大の縮みの組み合わせとして最も適当なものを，次の①∼⑥の中から一つ選びなさい。

6

床での速さ[m/s] 2.0 2.0 2.0 4.0 4.0 4.0 ばねの最大の縮み[cm] 2.0 4.0 8.0 2.0 4.0 8.0

6

G 固定された水平な板に小さな穴をあけ，伸び縮みしない軽い糸を通す。板の上の糸の端には質量mの

する。

7

① 1

4

2

次の問いA( 問 1) ， B( 問 2) ， C( 問 3)に答えなさい。

A 3つの物体A，B，Cがある。まずAとBを接触させると，Aの温度は4.0 K下がり，Bの温度は16.0

K上昇して，AとBの温度は75.0ıCになった。次に，BとCを接触させると，Bの温度は15.0 K下 がり，Cの温度は2.5 K上昇して，BとCの温度は60.0ıCになった。外部との熱の出入りはないもの とする。

問 1 75.0ıCのAと60.0ıCのCを接触させると，じゅうぶん時間がたったとき，AとCの温度は何ıCに なるか。最も適当な値を，次の①∼④の中から一つ選びなさい。

8

8

B 一定量の理想気体の状態を，次のp V 図のようにA→B→C→Aと変化させた。ここでC→Aは 等温変化である。

問 2 各状態変化A→B，B→C，C→Aで気体は熱を吸収するか，放出するか。正しい組み合わせを，次の

①∼⑥の中から一つ選びなさい。

9

A→B B→C C→A

C 次の図のように質量の無視できる断面積S のピストンを使って，物質量n molの単原子分子理想気体

の底からの高さhの位置で静止した。外部の圧力をp0，重力加速度(acceleration due to gravity)の大き

さをg，アボガドロ定数をNA，気体分子1個の質量をmとする。ただし，シリンダーとピストンの問 の摩擦は無視できるものとする。

10

① .p0S C M g/h

.p0S C M g/h

3.p0S C M g/h

2nNAm

④ 2.p0S C M g/h

5.p0S C M g/h

3.p0S C M g/h

nNAm

10

次の問いA( 問 1) ， B( 問 2) ， C( 問 3)に答えなさい。

A 水面上の11.0 cm離れた2つの点S1、S2を波源として，波長が3.0 cmで同じ振幅，同じ位相の円形波 が出ている。

ら一つ選びなさい。

11

B 振動数500 Hzの音源Sが速さ20 m/sで，静止している観測者Oに向かってまっすぐ近づいている。 音速を340 m/sとする。

一つ選びなさい。

12

波長[m] 振動数[Hz]

① 0.64 4:7  102

② 0.64 5:0  102

③ 0.64 5:3  102

④ 0.68 4:7 102

⑤ 0.68 5:0  102

⑥ 0.68 5:3  102

⑦ 0.72 4:7 102

⑧ 0.72 5:0  102

⑨ 0.72 5:3  102

12

C 屈折率1.5の透明な物質でできた角柱Iと，屈折率1.2の透明な物質でできた角柱IIが接している。角

問 3 角柱Iと角柱IIの境界面で全反射が起きるPでの入射角の最大値を とするとき，sin  の値はいくら か。最も適当な値を，次の①∼⑤の中から一つ選びなさい。

13

次の問いA( 問 1) ， B( 問 2) ， C( 問 3) ， D( 問 4) ， E( 問 5) ， F( 問 6)に答えなさい。

A 次の図のようxy平面上の位置 0 ; a /に正の電荷をもった小球QAが固定されている.a > 0/。別の正 の電荷をもった小球QBを位置 x ; 0 /に置いた。

問 1 QBがQAから受ける力のx成分Fx とy 成分Fyは，xを変えるとどのように変化するか。変化のよ

さい。

14

Fx (b) (c) (e) (f) (b) (c) (e) (f)

Fy (a) (a) (a) (a) (d) (d) (d) (d)

14

B 平行板コンデンサーの極板問を比誘電率3の誘電体で満たした。この平行板コンデンサーを電池につな

問 2 E0

15

① 1

1

1

2 3

⑤ 3

C 大きさEの一様な電場の加えられている長さLの領域がある。次の図のように，この領域に，電荷q

する。

16

① L

r

qE

r qE

r 2qE md

④ 1

L

s

md

1 L

s md

1 L

s 2md qE

16

D 起電力V1とV2の電池があり，ともに内部抵抗の値はrである。抵抗値Rの抵抗とこれら2つの電池

17

① R.V1C V2/

R.V1C V2/

R.V1 V2/

R.V2 V1/

R C 2r

⑤ R.V1C V2/

R.V1C V2/

R.V1 V2/

R.V2 V1/ 2R C 2r

E 図1のように直線導線に電流I を流した場合と，図2のようにコイルに電流I を流した場合に，周囲 にどの向きに磁場ができるかを調べた。

問 5 図1の点Pと図2の点Qでの磁場の向きはどの向きか。磁場の向きを図中の記号a∼fの組み合わせで 示すとき，最も適当なものを，次の①∼⑧の中から一つ選びなさい。

18

P a b c d a b c d

Q e e e e f f f f

18

F 次の図の長方形PQRSの領域には，磁束密度の大きさBの一様な磁場が，紙面に垂直で紙面の裏から

の等速円運動を行った。重力の影響は無視できるものとする。

19

2

qE

qB2 rE