問題文全文(内容文)：
交流電源にある素子を接続したところ、素子に加わる電圧Vと流れる電流Iは、図のようになった。次の各問に答えよ。
(1) 素子は、コンデンサー、コイルのどちらか。
(2) 電圧の最大値は100V、電流の最大値は0.50Aであった。この素子のリアクタンスを求めよ。
(3) 素子がコイルならばインダクタンスL、コンデンサーならば電気容量Cを求めよ。

問題文全文(内容文)：
物体が、x軸上で等加速度直線運動をしている。物体が原点通過する時刻をt=0とし、そのときの速度は10m/sであった。また、時刻t=6.0sおける速度は，－20m/sであった。次の各問に答えよ。
（1）物体の加速度を求めよ。
（2）速度が正の向きから負の向きに変わるときの時刻を求めよ。
（3）速度が正の向きから負の向きに変わるときの位置を求めよ。
（4）時刻を＝0～6.0sの間について、vーtグラフとxーtグラフを描け。

問題文全文(内容文)：
2　次の文章を読み、下の問1〜4に答えなさい。［解答番号　1　〜　4　］
図のように、鉛直に置かれた内部の断面積が S の円筒形のシリンダーに、シリンダー内部と同じ断面積で質量 m のピストンがはまって静止しており、内部に単原子分子理想気体が封入されている。シリンダーとピストンは断熱材でできており、ピストンはシリンダーの内壁と気密を保ってなめらかに動くことができる。最初、ピストンが静止している状態を初期状態とし、ピストンが静止している位置を x = 0 として鉛直下向きを正とする x 軸をとる。このときの容器内の気体の圧力を p₀、体積を V₀、温度を T₀ とする。
初期状態から、ピストンを鉛直下方向にわずかにゆっくりと押し下げてから手を放すと、ピストンは単振動を始めた。外気の温度は初期状態の容器内の気体の温度と等しく T₀ で、外気の圧力は P₀、重力加速度の大きさを g とする。単原子分子理想気体の断熱変化では、気体の圧力 p と体積 V の間に、$p V^{\frac{5}{3}} = \text{一定}$ が成立する。また、ε を実数として $\vert{}\varepsilon\vert{}$ が 1 に対して十分に小さいとき、ε の2次以上の項を無視する以下の近似式を用いてよい。
$$(1 + \varepsilon)^\alpha \approx 1 + \alpha \varepsilon \quad (\alpha \text{は実数})$$

問1
ピストンの位置が $x$ のとき、容器内の気体の圧力を $p_x$ とする。初期状態からの体積変化 $Sx$ は初期状態の気体の体積 $V$ に比べて十分に小さい。このとき、$p_x$ と $p_0$ の関係は、$V, S, x$ を用いてどのように表されるか。最も適したものを選びなさい。
$p_x = \fbox{1} \times p_0$

① $\left(1 - \frac{5Sx}{3V}\right)$
② $\left(1 - \frac{3Sx}{2V}\right)$
③ $\left(1 - \frac{2Sx}{3V}\right)$

④ $\left(1 + \frac{2Sx}{3V}\right)$
⑤ $\left(1 + \frac{3Sx}{2V}\right)$
⑥ $\left(1 + \frac{5Sx}{3V}\right)$


問2
ピストンに作用する力は $x$ 軸正の向きを正とする。ピストンの位置が $x$ のとき、ピストンに作用する力 $F$ はいくらか。最も適したものを次の ①～⑥ のうちから一つ選びなさい。
$F = \fbox{2}$

① $-\frac{5p_0 S^2}{3V}x$
② $-\frac{3p_0 S^2}{2V}x$
③ $-\frac{2p_0 S^2}{3V}x$

④ $mg - \frac{5p_0 S^2}{3V}x$
⑤ $mg - \frac{3p_0 S^2}{2V}x$
⑥ $mg - \frac{2p_0 S^2}{3V}x$


問3
ピストンの単振動の周期 $t$ はいくらか。最も適したものを次の ①～⑥ のうちから一つ選びなさい。
$t = \fbox{3} \times \frac{2\pi}{S}$

① $\sqrt{\frac{3mV}{5p_0}}$
② $\sqrt{\frac{2mV}{3p_0}}$
③ $\sqrt{\frac{mV}{p_0}}$

④ $\sqrt{\frac{3mV}{2p_0}}$
⑤ $\sqrt{\frac{2mV}{p_0}}$
⑥ $\sqrt{\frac{5mV}{2p_0}}$

問4
シリンダーを同形で熱をよく通す物質でできたものに替える。初期状態は同じ圧力 $p_0$、体積 $V_0$、温度 $T_0$ である。初期状態から、ピストンを鉛直方向にわずかにゆっくりと押し下げてから手を放すと、ピストンは単振動を始めた。ピストンが単振動中、容器内の気体の温度は外気と同じ温度 $T_0$ に保たれるものとし、この場合のピストンの単振動の周期を $t'$ とする。$t'$ は $t$ の何倍か。最も適したものを、次の ①～⑥ のうちから一つ選びなさい。$\frac{t'}{t} = \fbox{4}$

① $\sqrt{\frac{3}{5}}$
② $\sqrt{\frac{2}{3}}$
③ $\sqrt{\frac{3}{2}}$
④ $\sqrt{\frac{5}{3}}$
⑤ $\sqrt{2}$
⑥ $\sqrt{3}$

問題文全文(内容文)：
振幅0.3m, 波長4mで, ｘ軸を正の向きに進む正弦波Aと, 負の向きに進む正弦波Bがある。波は無限に続いているが, 図には, それぞれの正弦波のようすを1波長分のみ示している。A,Bの合成波は定常波になる。
(1)0~10mの範囲で,節の位置はどこか。
(2)0~10mの範囲で,腹はいくつできるか。また, 腹の位置の振幅はいくらか。

問題文全文(内容文)：
仕事関数が2.0[eV]の金属の表面に波長$4.0×10^{-7}$[m]の光を当てた。プランク定数をh=$6.6×10^{-34}$[J・s]、真空中の光の速さをc=$3.0×10^8$[m/s]、電気素量を$1.6×10^{-19}$[C]とする。金属の表面から飛び出してくる電子の運動エネルギーの最大値は□.□[eV]である。

宿題
仕事関数が1.8[eV]の金属の表面に真空中での波長が$4.0×10^{-7}$[m]の光を当てる。真空中の光の速さをc=$3.0×10^8$[m/s]，プランク定数をh=$6.6×10^{-34}$[J・s]，電気素量を$1.6×10^{-19}$[C]とする。この光の光子１個のエネルギーは□.□[eV]である。金属の表面から飛び出した光電子の最大の運動エネルギーは□.□[eV]である。