問題文全文(内容文)：
$3$ 次の文章を読み、下の問 $1$ 〜 $5$ に答えなさい。〔解答番号 $\fbox{1}$ 〜 $\fbox{5}$ 〕

図のように，電気容量が同じ $C$ のコンデンサー $C_1, C_2$ と同じ特性のダイオード $D_1, D_2$, 抵抗値 $R$ の電気抵抗 $\text{R}$ からなる回路に，起電力が同じ $V_0$ で極性の逆の $2$ つの電池を並列に接続した電源 $\text{E}$ の電圧を，スイッチ $\text{S}$ で切り替えて回路にかける操作を繰り返す。ダイオード $D_1, D_2$ は理想的なダイオードで，順方向には抵抗 $0$ で電流が流れ，逆方向にはどのように大きな電圧がかかっても電流が流れないものとする。回路内の点 $\text{G}$ を接地して電位の基準とする。最初，コンデンサー $C_1, C_2$ に電荷は蓄えられていない。回路内において，抵抗 $\text{R}$ 以外の電気抵抗はすべて無視でき，回路のインダクタンスも無視できるものとする。この回路に次の操作を繰り返し行う。

操作Ⅰ：スイッチ $\text{S}$ を $\text{a}$ 側につなぎ，十分に時間が経過した後，$\text{S}$ を開く。
操作Ⅱ：スイッチ $\text{S}$ を $\text{b}$ 側につなぎ，十分に時間が経過した後，$\text{S}$ を開く。

操作Ⅰと操作Ⅱを続けて行うことを単に「スイッチ操作」と呼び，操作Ⅰと操作Ⅱを続けて $1$ 回行うときを「スイッチ操作 $1$ 回」と数える。

問 $1$ 次の文章中の空欄 $\fbox{ア}$ 〜 $\fbox{ウ}$ に入る文字または式，数値の組合せとして正しいものを，下の $\text{①}$ 〜 $\text{⑧}$ のうちから一つ選びなさい。 $\fbox{1}$

一般に，スイッチを切り替える直前直後でコンデンサーの極板間の電圧は変化しない。回路内で点 $\text{K, P, L}$ の電位をそれぞれ $V_K, V_P, V_L$ と表すと，$1$ 回目のスイッチ操作で，スイッチ $\text{S}$ を $\text{a}$ 側に接続した直後は，$V_K = V_P = V_0, V_L = 0$ なので，ダイオード $D_1, D_2$ のうち電流が流れるダイオードは $\fbox{ア}$ であり，電気抵抗 $\text{R}$ を流れる電流の大きさは $\fbox{イ}$ となる。十分に時間が経過し，操作Ⅰが終了すると，点 $\text{P}$ の電位は $\fbox{ウ}$ となる。

問 $2$ 次の文章中の空欄 $\fbox{ア}$ 〜 $\fbox{ウ}$ に入る文字または式，数値の組合せとして正しいものを，下の $\text{①}$ 〜 $\text{⑧}$ のうちから一つ選びなさい。 $\fbox{2}$

$1$ 回目のスイッチ操作で，スイッチ $\text{S}$ を $\text{b}$ 側に接続を切り替えた直後，ダイオード $D_1, D_2$ のうち電流が流れるダイオードは $\fbox{ア}$ で，電気抵抗 $\text{R}$ を流れる電流の大きさは $\fbox{イ}$ となる。十分に時間が経過し，操作Ⅱが終了すると，コンデンサー $C_2$ に蓄えられる電気量は $\fbox{ウ}$ となる。

$n$ 回目（$n$ は自然数）のスイッチ操作が終了した時点の点 $\text{P}$ の電位を $V_P(n)$ と表記する。

問 $3$ $2$ 回目のスイッチ操作が終了した時点の点 $\text{P}$ の電位 $V_P(2)$ はいくらか。正しいものを，次の $\text{①}$ 〜 $\text{⑥}$ のうちから一つ選びなさい。 $V_P(2) = \fbox{3}$

$\text{①}$ $-2V_0$ $\text{②}$ $-V_0$ $\text{③}$ $-\frac{1}{2}V_0$ $\text{④}$ $\frac{1}{2}V_0$ $\text{⑤}$ $V_0$ $\text{⑥}$ $2V_0$

問 $4$ $V_P(n+1)$ と $V_P(n)$ の間に成り立つ関係はどれか。正しいものを，次の $\text{①}$ 〜 $\text{⑥}$ のうちから一つ選びなさい。 $V_P(n+1) = \fbox{4}$

$\text{①}$ $\frac{1}{2}V_P(n) + \frac{1}{2}V_0$ $\text{②}$ $\frac{1}{2}V_P(n) + V_0$ $\text{③}$ $V_P(n) + \frac{1}{2}V_0$
$\text{④}$ $V_P(n) + V_0$ $\text{⑤}$ $\frac{3}{2}V_P(n) + \frac{1}{2}V_0$ $\text{⑥}$ $\frac{3}{2}V_P(n) + V_0$

問 $5$ スイッチ操作の回数 $n$ を十分に多くすると，コンデンサー $C_1, C_2$ が蓄えている電気量が変化しなくなる。このとき，コンデンサー $C_1$ が蓄えている電気量はいくらか。正しいものを，次の $\text{①}$ 〜 $\text{⑥}$ のうちから一つ選びなさい。 $\fbox{5}$

$\text{①}$ $\frac{1}{2}CV_0$ $\text{②}$ $CV_0$ $\text{③}$ $\frac{3}{2}CV_0$ $\text{④}$ $2CV_0$ $\text{⑤}$ $\frac{5}{2}CV_0$ $\text{⑥}$ $3CV_0$

（図表は動画参照）

問題文全文(内容文)：
速さv₀で小球を直上向きに投げ上げた。
このとき、次に示す小球のエネルギーと投げ上げてからの時間tとの関係は、どのようになるか。①～⑦のグラフの中から、適当なものを選べ。ただし、位置エネルギーの基準は投げ上げた地点とする。
（1） 運動エネルギー
（2） 位置エネルギー

問題文全文(内容文)：
定常状態の水素原子では、質量m、電気量－eの電子が、電気量+eの原子核（陽子）の周りを、半径r、速さvで等速円運動していると考えられる。クーロンの法則の比例定数をkとすると、円運動の式は（１）となる。また、電子は粒子であると同時に、波の性質ももっていて、プランク定数を h とすると、その波長λはλ＝（２）となる。この波動性に対して、ボーアは（３）の条件を満たしていると考えた。ただし、nは自然数とする。以上の関係式からrとnの関係に注目すると、rは（４）に比例し、軌道半径はnによって定まる不連続な値しかとり得ないことがわかった。

問題文全文(内容文)：
図は、正負等量の2つの点電荷がつくる電場の様子を、10V間隔の等電位線で表したものである。
点Dの電位を0Vとし、電荷qを2.0Cの正の電気量をもつ点電荷とする。次の各問に答えよ。
(1)点Bにおける電荷qの静電気力による位置エネルギーはいくらか。
(2)電荷qをA→B→C→Dの順にゆっくりと運ぶとき、外力が正の仕事をする区間はどれか。また、その仕事は何Jか。
(3)電場が電荷qに正の仕事をする区間はどれか。また、その仕事は何Jか。
(4)点D付近は、一様な電場とみなせる。電荷qを点Dに置いたとき、電荷qにはたらく静電気力の大きさと向きを求めよ。

問題文全文(内容文)：
<実験1>

(1)電熱線A~Cの3種類それぞれについて、
図1のように、電源装置と電熱線、電流計、 電圧計をつなぎ、電圧をいろいろに変えたときの
電熱線に流れる電流を測定した。

(2)図2は、ある電熱線で実験しているときの電流計のようすである。

(3)電熱線A~Cについて、電圧と電流の関係をグラフにしたところ、図3のようになった。

(4)電熱線AとCを直列につなぎ、$60V$の電圧を加えたとき、電流計の指針は$2A$を示した。

<実験2>

(1)抵抗の大きさが同じである抵抗D~Gを使って、図4、図5の回路をつくった。
図4、図5では、電源の電圧は同じである。

(2)図4、図5の回路に電流を流し、図5の回路のP点を流れる電流の大きさをはかったところ、
$x A$であった。

①図2の電流計が示している電流の大きさを読みとりなさい。
解答には単位も記号で書きなさい。

②実験1の(3)の結果から考えて、電熱線Aの抵抗の大きさと電熱線Cの抵抗の大きさの比を、
最も簡単な整数の比で求めなさい。

③実験1の結果から考えて、電熱線AとBを直列につなぎ、54Vの電源につないだとき、
電流計に流れる電流の大きさは何$A$か求めなさい。

④実験2の図4で、抵抗Dを流れている電流の大きさとして
最も適切なものを次のア～エから一つ選びなさい。

ア→$0.25x A$
イ→$0.5x A$
ウ→$x A$
エ→$2x A$

図は動画内参照