【過去問解説】2022年度獨協医科大学医学部 物理 大問1【医塾公式】 - 質問解決D.B.(データベース)

【過去問解説】2022年度獨協医科大学医学部 物理 大問1【医塾公式】

問題文全文(内容文):
物理

1. 次の問 1〜4 に答えなさい。(解答番号 $1$〜$4$)

[1]
円形容器の内側に沿って進行方向を向き、高さ $h$ の位置で等速円運動を行わせたときの角速度を $\omega_1$、容器から受ける垂直抗力の大きさを $N_1$ とする。また、高さ $2h$ の位置で同様に等速円運動を行わせたときの角速度を $\omega_2$、垂直抗力の大きさを $N_2$ とする。このとき、角速度の比 $\dfrac{\omega_2}{\omega_1}$ および垂直抗力の比 $\dfrac{N_2}{N_1}$ の組み合わせとして最も適切なものを、次の①〜⑥のうちから一つ選べ。

$\dfrac{\omega_2}{\omega_1} = \text{ア}$、$\dfrac{N_2}{N_1} = \text{イ}$

① ア:$\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ イ:$1$
② ア:$\sqrt{2}$ イ:$1$
③ ア:$\dfrac{1}{2}$ イ:$1$
④ ア:$\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ イ:$2$
⑤ ア:$\sqrt{2}$ イ:$2$
⑥ ア:$\dfrac{1}{2}$ イ:$2$


[2]
熱容量の無視できない容器に $-10^\circ\text{C}$ の氷 $200\text{ g}$ を入れ、$400\text{ W}$ の電熱器で加熱した。時間を $t\text{ [s]}$ としたときの温度変化の様子はグラフのようになった。容器の熱容量を $C\text{ [J/K]}$、氷の比熱を $c\text{ [J/(g}\cdot\text{K)]}$ とするとき、適切な値を次の①〜⑥のうちから選べ。ただし、水の比熱は $4.2\text{ J/(g}\cdot\text{K)}$、氷の融解熱は $334\text{ J/g}$ とする。

$C = \text{ア}\text{ J/K}$
$t_1 = \text{イ}\text{ s}$
$c = \text{ウ}\text{ J/(g}\cdot\text{K)}$

① ア:$40$ イ:$169$ ウ:$1.8$
② ア:$60$ イ:$179$ ウ:$2.1$
③ ア:$60$ イ:$169$ ウ:$2.1$
④ ア:$80$ イ:$179$ ウ:$1.8$
⑤ ア:$80$ イ:$189$ ウ:$2.4$
⑥ ア:$100$ イ:$189$ ウ:$2.4$


[3]
断面積と単位長さあたりの巻き数が等しい2つのコイル1、コイル2がある。コイル2の長さはコイル1の長さの2倍である。このとき、コイル2の自己インダクタンスはコイル1の自己インダクタンスの $\text{ア}$ 倍である。
また、コイル1に図5のような電流 $I(t)$ を流したとき、生じる自己誘導起電力の大きさを $V(t)$ とする。$V(T)$ と $V(4T)$ の比 $\dfrac{V(4T)}{V(T)}$ は $\text{イ}$ である。適切なものを次の①〜⑥のうちから一つ選べ。

① ア:$1$ イ:$\dfrac{1}{2}$
② ア:$2$ イ:$\dfrac{1}{2}$
③ ア:$2$ イ:$2$
④ ア:$4$ イ:$\dfrac{1}{2}$
⑤ ア:$4$ イ:$1$
⑥ ア:$4$ イ:$2$


[4]
放射性崩壊では $\alpha$ 線、$\beta$ 線、$\gamma$ 線が放出される。これらのうち、透過力が最も大きいものは $\text{ア}$ である。
天然カリウム $1\text{ g}$ 中には放射性同位体であるカリウム40(${}^{40}\text{K}$)が質量パーセントで $0.012\%$ 含まれている。カリウムの原子量を $40$、アボガドロ定数を $6.0 \times 10^{23}\text{ /mol}$ とすると、カリウム40の半減期 $T = 3.9 \times 10^{16}\text{ s}$(約12.5億年)を考慮したとき、天然カリウム $1\text{ g}$ あたりの放射能(1秒間あたりの崩壊数)は約 $\text{イ} \times 10\text{ Bq}$ である。(ただし $\left(\dfrac{1}{2}\right)^{\frac{1}{T}} \approx 1 - \dfrac{\log_e 2}{T}$、$\log_e 2 = 0.69$ とする。)

① ア:$\alpha$ 線 イ:$1$
② ア:$\alpha$ 線 イ:$3$
③ ア:$\beta$ 線 イ:$3$
④ ア:$\beta$ 線 イ:$6$
⑤ ア:$\gamma$ 線 イ:$1$
⑥ ア:$\gamma$ 線 イ:$3$
チャプター:

0:00 問1解説
5:59 問2解説
13:33 問3解説
19:24 問4解説

単元: #物理#大学入試過去問(物理)#理科(高校生)#獨協医科大学
指導講師: 医塾の過去問解説チャンネル
問題文全文(内容文):
物理

1. 次の問 1〜4 に答えなさい。(解答番号 $1$〜$4$)

[1]
円形容器の内側に沿って進行方向を向き、高さ $h$ の位置で等速円運動を行わせたときの角速度を $\omega_1$、容器から受ける垂直抗力の大きさを $N_1$ とする。また、高さ $2h$ の位置で同様に等速円運動を行わせたときの角速度を $\omega_2$、垂直抗力の大きさを $N_2$ とする。このとき、角速度の比 $\dfrac{\omega_2}{\omega_1}$ および垂直抗力の比 $\dfrac{N_2}{N_1}$ の組み合わせとして最も適切なものを、次の①〜⑥のうちから一つ選べ。

$\dfrac{\omega_2}{\omega_1} = \text{ア}$、$\dfrac{N_2}{N_1} = \text{イ}$

① ア:$\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ イ:$1$
② ア:$\sqrt{2}$ イ:$1$
③ ア:$\dfrac{1}{2}$ イ:$1$
④ ア:$\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ イ:$2$
⑤ ア:$\sqrt{2}$ イ:$2$
⑥ ア:$\dfrac{1}{2}$ イ:$2$


[2]
熱容量の無視できない容器に $-10^\circ\text{C}$ の氷 $200\text{ g}$ を入れ、$400\text{ W}$ の電熱器で加熱した。時間を $t\text{ [s]}$ としたときの温度変化の様子はグラフのようになった。容器の熱容量を $C\text{ [J/K]}$、氷の比熱を $c\text{ [J/(g}\cdot\text{K)]}$ とするとき、適切な値を次の①〜⑥のうちから選べ。ただし、水の比熱は $4.2\text{ J/(g}\cdot\text{K)}$、氷の融解熱は $334\text{ J/g}$ とする。

$C = \text{ア}\text{ J/K}$
$t_1 = \text{イ}\text{ s}$
$c = \text{ウ}\text{ J/(g}\cdot\text{K)}$

① ア:$40$ イ:$169$ ウ:$1.8$
② ア:$60$ イ:$179$ ウ:$2.1$
③ ア:$60$ イ:$169$ ウ:$2.1$
④ ア:$80$ イ:$179$ ウ:$1.8$
⑤ ア:$80$ イ:$189$ ウ:$2.4$
⑥ ア:$100$ イ:$189$ ウ:$2.4$


[3]
断面積と単位長さあたりの巻き数が等しい2つのコイル1、コイル2がある。コイル2の長さはコイル1の長さの2倍である。このとき、コイル2の自己インダクタンスはコイル1の自己インダクタンスの $\text{ア}$ 倍である。
また、コイル1に図5のような電流 $I(t)$ を流したとき、生じる自己誘導起電力の大きさを $V(t)$ とする。$V(T)$ と $V(4T)$ の比 $\dfrac{V(4T)}{V(T)}$ は $\text{イ}$ である。適切なものを次の①〜⑥のうちから一つ選べ。

① ア:$1$ イ:$\dfrac{1}{2}$
② ア:$2$ イ:$\dfrac{1}{2}$
③ ア:$2$ イ:$2$
④ ア:$4$ イ:$\dfrac{1}{2}$
⑤ ア:$4$ イ:$1$
⑥ ア:$4$ イ:$2$


[4]
放射性崩壊では $\alpha$ 線、$\beta$ 線、$\gamma$ 線が放出される。これらのうち、透過力が最も大きいものは $\text{ア}$ である。
天然カリウム $1\text{ g}$ 中には放射性同位体であるカリウム40(${}^{40}\text{K}$)が質量パーセントで $0.012\%$ 含まれている。カリウムの原子量を $40$、アボガドロ定数を $6.0 \times 10^{23}\text{ /mol}$ とすると、カリウム40の半減期 $T = 3.9 \times 10^{16}\text{ s}$(約12.5億年)を考慮したとき、天然カリウム $1\text{ g}$ あたりの放射能(1秒間あたりの崩壊数)は約 $\text{イ} \times 10\text{ Bq}$ である。(ただし $\left(\dfrac{1}{2}\right)^{\frac{1}{T}} \approx 1 - \dfrac{\log_e 2}{T}$、$\log_e 2 = 0.69$ とする。)

① ア:$\alpha$ 線 イ:$1$
② ア:$\alpha$ 線 イ:$3$
③ ア:$\beta$ 線 イ:$3$
④ ア:$\beta$ 線 イ:$6$
⑤ ア:$\gamma$ 線 イ:$1$
⑥ ア:$\gamma$ 線 イ:$3$
投稿日:2024.01.13

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■解答
第1問 (1)3 (2)6 (3)1 (4)2 (5)5 (6)5
第2問 (7)3 (8)2 (9)5 (10)6 (11)4 (12)3
第7問 問1.2l/3 問2.8mg/3 問3.4mg/3sinθ 問4.8mg/3 問5.1/2tanθ'
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