平成30年度/本試験/物理/第１問 のバックアップ(No.1)

第１問（必答問題） Edit

次の問い（問１～５）に答えよ。
〔解答番号1～５〕（配点２５）

問１ Edit

図1(a)のように，速さvで進む質量mの小物体が，質量Mの静止していた物体と衝突し，
図1(b)のように二つの物体は一体となり動き始めた。
一体となった物体の運動エネルギーとして正しいものを，答えよ。
ただし，床は水平でなめらかであるとする。

一体となった後の速さをVとすると、運動量保存則より、
mv=(m+M)V
V=mv/(m+M)
求める運動エネルギーは
1/2・（m+M）・V^2
=1/2・（m+M）・{mv/(m+M)}^2
=m^2・v^2/2(m+M)

１
図１(a)
床
床
図１(b)
mv
M
!
Mv
２

  1. "
    mv
    ２

    #
    （
    M
    ＋
    m
    ）
    v
    ２ $
    M
    ２
    v
    ２
    ２
    （
    M
    ＋
    m
    ）
    %
    m
    ２
    v
    ２
    ２
    （
    M
    ＋
    m
    ）
    &
    Mmv
    ２
    ２
    （
    M
    ＋
    m
    ）
    '
    M
    ２
    v
    ２
    M
    ＋
    m
    (
    m
    ２
    v
    ２
    M
    ＋
    m
    )
    Mmv
    ２
    M
    ＋
    m
    （注）
    この科目には，選択問題があります。
    （
    ,
    ページ参照。
    ）
    物理
    ―
    ４
    ―
    （
    ２
    １
    ０
    ８
    ―
    ４
    ）
    問
    ２
    空気中を伝わる音に関する記述として最も適当なものを，次の
    !
    ～
    %
    のうち
    から一つ選べ。
    ２
    !
    音の速さは，振動数に比例して増加する。
    "
    音を
    &
    オクターブ高くすると，波長は
    '
    倍になる。

    #
    音が障害物の背後にまわりこむ現象は，回折と呼ばれる。
    $
    振動数が等しく，振幅が少し異なる二つの波が重なると，うなりが生じ
    る。
    %
    音源が観測者に近づく速さが大きいほど，観測者が聞く音の振動数は小さ
    くなる。
    物理
    ―
    ５
    ―
    （
    ２
    １
    ０
    ８
    ―
    ５
    ）
    問
    ３
    図
    $
    のように，正方形
    ABCD
    の頂点に電気量±
    Q
    （
    Q
    ＞

    #
    ）
    の点電荷を固定
    する。点
    P
    での電場
    （電界）
    の向きを表す矢印として最も適当なものを，下の
    !
    ～
    "
    のうちから一つ選べ。ただし，点
    P
    は正方形と同じ面内にあり，辺
    BC
    の垂直二等分線
    （破線）
    上で，辺
    BC
    より右側にある。
    ３
    －
    Q
    ＋
    Q
    －
    Q
    ＋
    Q
    C
    P
    D
    B
    A
    図
    $
    Ǒ
    Ǖ
    ǓǏ
    ǐ
    ǒ
    ǖ
    ǔ
    物理
    ―
    ６
    ―
    （
    ２
    １
    ０
    ８
    ―
    ６
    ）
    問
    ４
    次の文章中の空欄
    ア
    ～
    ウ
    に入れる語句の組合せとして最も適当
    なものを，下の
    !
    ～
    (
    のうちから一つ選べ。
    ４
    単原子分子
    理想気体では，気体分子の平均運動エネルギーは絶対温度に
    ア
    し，
    イ
    。分子の平均の速さの目安となる
    )
    乗平均速度は，同じ
    温度のヘリウム
    （
    He
    ）
    とネオン
    （
    Ne
    ）
    では，
    ウ
    。
    アイ ウ
    !
    比 例 分子量によらない ヘリウムの方が大きい
    "
    比 例 分子量によらない 同じになる

    #
    比 例 分子量とともに大きくなる ネオンの方が大きい
    $
    比 例 分子量とともに大きくなる 同じになる
    %
    反比例 分子量によらない ヘリウムの方が大きい
    &
    反比例 分子量によらない 同じになる
    '
    反比例 分子量とともに大きくなる ネオンの方が大きい
    (
    反比例 分子量とともに大きくなる 同じになる
    物理
    ―
    ７
    ―
    （
    ２
    １
    ０
    ８
    ―
    ７
    ）
    問
    ５
    点
    O
    を中心とする半径
    ３
    ．
    ０
    cm
    の一様な厚さ
    の円板がある。図
    )
    のように，
    点
    O
    ′
    を中心とし，その円板に
    内接する半径
    ２
    ．
    ０
    cm
    の円板
    A
    を切り取った。
    残った物体
    B
    （灰色の部分）
    の重心を
    G
    とする。直線
    O
    ′
    O
    上にある重心
    G
    の位
    置と，
    OG
    間の距離の組合せ
    として最も適当なものを，下の
    !
    ～
    (
    のうちから
    一つ選べ。
    ５
    A
    B
    3.0
    cm
    2.0
    cm
    O
    ′
    O
    図
    )
    重心
    G
    の位置
    OG
    間の距離
    〔
    cm
    〕
    !
    点
    O
    の右側
    ０
    ．
    ４
    "
    点
    O
    の右側
    ０
    ．
    ８

    #
    点
    O
    の右側
    １
    ．
    ２
    $
    点
    O
    の右側
    ２
    ．
    ２
    %
    点
    O
    の左側
    ０
    ．
    ４
    &
    点
    O
    の左側
    ０
    ．
    ８
    '
    点
    O
    の左側
    １
    ．
    ２
    (
    点
    O
    の左側
    ２
    ．
    ２