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【物理基礎】熱力学・基本のまとめ

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図のように、水平とのなす角が30°の斜面上に、質量8.0kgの物体 Aを置き、軽いひもをつけて滑車にかけ、質量6.0kgの物体Bをつるして静かにはなした。次の各問に答えよ。
ただし、重力加速度の大きさを9.8とする。
（1）斜面がなめらかな場合、物体Bは上昇するか、下降するかを答えよ。
（2）（1）の場合で、A,Bの加速度の大きさと、ひもの張力の大きさを求めよ。
次に、斜面に摩擦があり、Aとの間の静止摩擦係数を0.50とする。
（3） Bを静かにはなしたとき、A,Bは動き出すか、静止したままかを答えよ。

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ゾロの顎の力を計算で出した件に関して解説していきます。

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共通テスト

問1
動画内の図1のように、床の上に直方体の木片が置かれ、その木片の上にりんごが置かれている。
木片には、地球からの重力、床からの力、りんごからの力がはたらいている。
木片にはあたらくすべての力を表す図として最も適当なものを、求めよ

問2
長さ$L$の絶縁体の棒の両端をそれぞれ電気量$q$と$-q(q \gt 0)$に帯電させ、動画内図2のように、棒の中心を点$A$に固定し、$xy$平面内で自由に回転できるようにした。
まず、電気量$Q$に帯電させた小球を$y$軸上の点$B$におくと、棒が静電気力の作用でゆっくりと回転し、図2に示す向きになったので、$Q$の符号は[2](①正②負)であることがわかった。
次に、小球を$y$軸に沿って点$C$までゆっくり移動させると、棒に描かれた矢印の向きは[3]になった。
動画内の①～⑧から求めよ

問3
電磁波は電気的・磁気的な振動が波となって空間を伝わる。
周波数（振動数）が小さいほうから順に、電波、赤外線、可視光線、紫外線、$X$線、$y$線のように大まかに分類される。
これらは、私たちの生活の中でそれぞれの特徴を活かして利用されている。
[ア]は日焼けの原因であり、また殺菌作用 があるため、殺菌灯に使われている。
携帯電話、全地球測位システム（GPS）、ラジオは[イ]を利用して情報を伝えている。
$X$線はレントゲン写真に使われている。
[ウ]はがん細胞に照射する放射線治療に使われている。
動画内の①～⑥の中から一つ選べ。

問4
プールから帰ってきたAさんが、同級生のBさんと熱に関する会話を交わしている。
動画内の会話文を読み、下線部に誤りを含むものを①～⑤のうちから二つ選べ。
ただし、解答番号の順序は問わない。

問5
動画内図の波形の音の周期は何sか。
最も適当な数値を、動画内の①～④のうちから一つ選べ。
また、表1をもとにして、この音の音階として最も適当なものを①～⑦のうちから一つ選べ。

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図のように格子面の間隔（格子定数）が$d$で、原子が規則的に配列している結晶に、波長$λ$の特性$X$線が格子面に対して角$\theta$で入射している。
（1） 格子面1、格子面2で反射した２つのX線の経路差を$d、\theta$を用いて表せ。
（2） 反射$X$線の強めあう条件を、$d、\theta、λ$、正の数$n（＝1、2、…）$を用いて表せ。
（3） $θ$を0°から大きくしていくと、$\theta＝\theta_0$のとき、はじめて反射$X$線が強めあった。格子定数$d$を、$\theta_0、λ$を用いて表せ。