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断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ，内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、おもりのまわりを真空にした。このとき、ピストンは、底から高さh_0[m]の位置で静止した。
次の各問に答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg[m/s^2]，気体定数をR[J/（mol・K）]とする。
（1） 気体の圧力，温度をそれぞれ求めよ。
次に、ヒーターから気体に熱を与えたところ、気体は膨張し、ピストンは、底から高さh_1[m]の位置で静止した。
（2） 気体が外部にした仕事は何Jか。
（3） 気体の内部エネルギーの変化量は何Jか。
（4） 気体が受け取った熱量は何Jか。

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電熱器に100Vの電圧を加えると、1.5Aの電流が流れた。
(1) 電熱器で消費される電力は何Wか。
(2) 電圧を10分間加えたとき、電熱器で消費される電力量は何Jか。また、何kWhか。

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焦点距離 20 cm の凸面鏡の前方 60 cm の光軸上に、長さ 8.0 cm の物体 AA' を置いた。次の各問に答えなさい。
(1) 鏡による物体の像の位置と大きさを求めよ。
(2) 像は実像か虚像か、また正立か倒立か答えなさい。

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波長1.5×10⁻¹⁰ｍのX線を,結晶の格子面に対してθの角度であてると,θ=30°のときに反射X線が強め合った。このとき,ブラックの反射条件の次数nは2であった。　
（1）結晶の格子面の間隔はいくらか。　
（2）強めあう反射X線と入射X線がなす角はいくらか。