物理
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【高校物理】定圧変化と熱力学の第１法則：断面積が0.010m^2の円筒形のシリンダーを鉛直に立て、図のように、おもりのついたなめらかに動くピストンを用いて気体を密封する。このとき、ピストンは、底から…
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#物理#理科(高校生)
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
断面積が0.010m^2の円筒形のシリンダーを鉛直に立て、図のように、おもりのついたなめらかに動くピストンを用いて気体を密封する。
このとき、ピストンは、底から0.20mの位置で静止し，シリンダー内の気体の圧力は2.0✕10^5Pa，温度は27℃であった。この状態で、外から気体を熱したところ、温度は87℃となった。次の各問に答えよ。
（1） ピストンはいくら上昇するか。
（2） 気体が外部にした仕事はいくらか。
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断面積が0.010m^2の円筒形のシリンダーを鉛直に立て、図のように、おもりのついたなめらかに動くピストンを用いて気体を密封する。
このとき、ピストンは、底から0.20mの位置で静止し，シリンダー内の気体の圧力は2.0✕10^5Pa，温度は27℃であった。この状態で、外から気体を熱したところ、温度は87℃となった。次の各問に答えよ。
（1） ピストンはいくら上昇するか。
（2） 気体が外部にした仕事はいくらか。
【高校物理】真空中での定圧変化：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…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
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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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。
【高校物理】断熱変化：27℃，1.0✕10⁵Pa,1.0✕10⁻³m³の単原子分子からなる理想気体を断熱圧縮して，体積を1.0✕10⁻⁴m³とした。気体の温度T[K]と圧力[Pa]を求めよ。
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#物理#理科(高校生)
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
27℃，1.0✕10⁵Pa,1.0✕10⁻³m³の単原子分子からなる理想気体を断熱圧縮して，体積を1.0✕10⁻⁴m³とした。気体の温度T[K]と圧力[Pa]を求めよ。ただし、断熱変化では、TV^γ-1=一定であり、γ=1.7,10^0.7=5.0とする。
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27℃，1.0✕10⁵Pa,1.0✕10⁻³m³の単原子分子からなる理想気体を断熱圧縮して，体積を1.0✕10⁻⁴m³とした。気体の温度T[K]と圧力[Pa]を求めよ。ただし、断熱変化では、TV^γ-1=一定であり、γ=1.7,10^0.7=5.0とする。
【高校物理】開管：図のように、長さ15cmの開管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10²m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。（1） 気柱に生じている定常波の波…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
図のように、長さ15cmの開管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10²m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
（1） 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
（2） 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
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図のように、長さ15cmの開管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10²m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
（1） 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
（2） 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
【高校物理】理想気体の状態変化：一定量の理想気体について、その圧力を一定に保ちながら状態を変化させる。この気体の体積Vと絶対温度Tの関係を表すグラフとして最も適当なものを、ア～エの中から選べ。
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#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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問題文全文(内容文)：
一定量の理想気体について、その圧力を一定に保ちながら状態を変化させる。この気体の体積Vと絶対温度Tの関係を表すグラフとして最も適当なものを、ア～エの中から選べ。
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一定量の理想気体について、その圧力を一定に保ちながら状態を変化させる。この気体の体積Vと絶対温度Tの関係を表すグラフとして最も適当なものを、ア～エの中から選べ。
【高校物理】 比熱の測定：周囲を断熱材で囲んだ熱量計に水 250gを入れると、全体の温度が26.0°Cとなった。そこへ、100°Cの中で加熱し、湯を払った150gのアルミニウム球を入れ、静かにかき混…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
周囲を断熱材で囲んだ熱量計に水 250gを入れると、全体の温度が26.0°Cとなった。そこへ、100°Cの中で加熱し、湯を払った150gのアルミニウム球を入れ、静かにかき混ぜると、全体の温度が34.0°Cとなった。銅の容器と銅のかき混ぜ棒の質量はあわせて100g
、銅と水の比熱をそれぞれ0.39J/（g・K），4.2J/（g・K）とする。
（1） アルミニウムの比熱は何J/（g・K）か。
（2） アルミニウム球を水中に入れるとき、球に付着した湯も入ってしまった場合、平衡に達したときの温度は、34.0°Cよりも高くなるか、低くなるか。
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周囲を断熱材で囲んだ熱量計に水 250gを入れると、全体の温度が26.0°Cとなった。そこへ、100°Cの中で加熱し、湯を払った150gのアルミニウム球を入れ、静かにかき混ぜると、全体の温度が34.0°Cとなった。銅の容器と銅のかき混ぜ棒の質量はあわせて100g
、銅と水の比熱をそれぞれ0.39J/（g・K），4.2J/（g・K）とする。
（1） アルミニウムの比熱は何J/（g・K）か。
（2） アルミニウム球を水中に入れるとき、球に付着した湯も入ってしまった場合、平衡に達したときの温度は、34.0°Cよりも高くなるか、低くなるか。
【高校物理】閉管：のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。（1） 気柱に生じている定常波の波…
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#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
図のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
（1） 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
（2） 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
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図のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
（1） 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
（2） 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
【高校物理】PーVグラフ：一定量の理想気体の状態を、図の矢印の順にゆっくりと変化させた。（1） CD間は、温度が一定の変化である。CD間での圧力pと体積Vとの関係を式で示せ。（2） CD間の温度を9…
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#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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問題文全文(内容文)：
一定量の理想気体の状態を、図の矢印の順にゆっくりと変化させた。
（1） CD間は、温度が一定の変化である。CD間での圧力pと体積Vとの関係を式で示せ。
（2） CD間の温度を9.0x10^2Kとすると、A,Bの温度はそれぞれ何Kか。
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一定量の理想気体の状態を、図の矢印の順にゆっくりと変化させた。
（1） CD間は、温度が一定の変化である。CD間での圧力pと体積Vとの関係を式で示せ。
（2） CD間の温度を9.0x10^2Kとすると、A,Bの温度はそれぞれ何Kか。
【高校物理】池の底の泡：深さ4.0m、7.0℃の池の底で発生した泡が、27℃,1.0気圧の水面まで上昇するとき、その体積は最初の何倍になるか。ただし，水中では、10m深くなるごとに圧力は1.0気圧ず…
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#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
深さ4.0m、7.0℃の池の底で発生した泡が、27℃,1.0気圧の水面まで上昇するとき、その体積は最初の何倍になるか。ただし，水中では、10m深くなるごとに圧力は1.0気圧ずつ増加し、泡に含まれる気体の温度は周囲と常に等しいとする。
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深さ4.0m、7.0℃の池の底で発生した泡が、27℃,1.0気圧の水面まで上昇するとき、その体積は最初の何倍になるか。ただし，水中では、10m深くなるごとに圧力は1.0気圧ずつ増加し、泡に含まれる気体の温度は周囲と常に等しいとする。
【高校物理】弦の振動：振動数2.0✕10^2Hzのおんさの先端に、図のように糸を取りつけ、滑車を通しておもりAをつるした。PQの長さを0.90mとしておんさを振動させたところ、腹が3個の定常波が生じ…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
振動数2.0✕10^2Hzのおんさの先端に、図のように糸を取りつけ、滑車を通しておもりAをつるした。PQの長さを0.90mとしておんさを振動させたところ、腹が3個の定常波が生じた。
（1） 定常波の波長と糸を伝わる横波の速さは、それぞれいくらか。
（2） 滑車を移動させ、PQの長さを1.2mにすると、定常波の腹の数はいくらになるか。
（3） PQをもとの長さにもどし、Aを別のおもりBにすると、腹が2個の定常波ができた。このときの糸を伝わる横波の速さはいくらか。
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振動数2.0✕10^2Hzのおんさの先端に、図のように糸を取りつけ、滑車を通しておもりAをつるした。PQの長さを0.90mとしておんさを振動させたところ、腹が3個の定常波が生じた。
（1） 定常波の波長と糸を伝わる横波の速さは、それぞれいくらか。
（2） 滑車を移動させ、PQの長さを1.2mにすると、定常波の腹の数はいくらになるか。
（3） PQをもとの長さにもどし、Aを別のおもりBにすると、腹が2個の定常波ができた。このときの糸を伝わる横波の速さはいくらか。
【高校物理】 水の混合：熱容量 200J/Kの容器に、水150gを入れてしばらく放置したところ。その温度が20°Cになった。この中に70°Cの水100gを入れると、全体の温度は何°Cになるか。ただし…
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#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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問題文全文(内容文)：
熱容量 200J/Kの容器に、水150gを入れてしばらく放置したところ。その温度が20°Cになった。この中に70°Cの水100gを入れると、全体の温度は何°Cになるか。ただし、外部と熱のやりとりはなく、水の比熱を4.2J/（g・K）とする。
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熱容量 200J/Kの容器に、水150gを入れてしばらく放置したところ。その温度が20°Cになった。この中に70°Cの水100gを入れると、全体の温度は何°Cになるか。ただし、外部と熱のやりとりはなく、水の比熱を4.2J/（g・K）とする。
【高校物理】比熱と熱容量： 質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/（g・K），水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。（1）鉄製の容器の熱容量はい…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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問題文全文(内容文)：
質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/（g・K）、水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。
（1）鉄製の容器の熱容量はいくらか。
（2）全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量はいくらか。
（3）1800Jの熱量を与えたとき、全体の温度は何K上昇するか。
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質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/（g・K）、水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。
（1）鉄製の容器の熱容量はいくらか。
（2）全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量はいくらか。
（3）1800Jの熱量を与えたとき、全体の温度は何K上昇するか。
【高校物理】 水が失う熱量：70°Cの水200gと10°Cの水50gを混ぜた。水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。（1）外部と熱のやりとりがないとき、全体の温度は何°Cになるか。…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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問題文全文(内容文)：
70°Cの水200gと10°Cの水50gを混ぜた。水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。
（1）外部と熱のやりとりがないとき、全体の温度は何°Cになるか。
（2）実際には、全体の温度が48°Cになった。水全体が失った熱量はいくらか。
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70°Cの水200gと10°Cの水50gを混ぜた。水の比熱を4.2J/（g・K）として、次の各問に答えよ。
（1）外部と熱のやりとりがないとき、全体の温度は何°Cになるか。
（2）実際には、全体の温度が48°Cになった。水全体が失った熱量はいくらか。
【高校物理】ドップラー効果：図のように、直線道路で、音源が640Hzの音を出しながら20m/sで走っており、この音源に向かって、観測者が5.0m/sで近づいている。音速を340m/sとする。（1） …
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
図のように、直線道路で、音源が640Hzの音を出しながら20m/sで走っており、この音源に向かって、観測者が5.0m/sで近づいている。音速を340m/sとする。
（1） 観測者が聞く音の振動数を求めよ。
（2） 音源の速さが大きくなると、（1）の振動数はどのように変化するか。
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図のように、直線道路で、音源が640Hzの音を出しながら20m/sで走っており、この音源に向かって、観測者が5.0m/sで近づいている。音速を340m/sとする。
（1） 観測者が聞く音の振動数を求めよ。
（2） 音源の速さが大きくなると、（1）の振動数はどのように変化するか。
【高校物理】ドップラー効果：静止した音源が、振動数680Hzの音を出している。図のように、観測者が速さ10m/sでこの音源に近づく場合と、遠ざかる場合のそれぞれについて、観測者が聞く音の振動数を求め…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
静止した音源が、振動数680Hzの音を出している。図のように、観測者が速さ10m/sでこの音源に近づく場合と、遠ざかる場合のそれぞれについて、観測者が聞く音の振動数を求めよ。ただし、音速を340m/sとする。
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静止した音源が、振動数680Hzの音を出している。図のように、観測者が速さ10m/sでこの音源に近づく場合と、遠ざかる場合のそれぞれについて、観測者が聞く音の振動数を求めよ。ただし、音速を340m/sとする。
【高校物理】ドップラー効果：静止している観測者に向かって、自動車が20m/sで近づきながら、160Hzの警笛を10s間鳴らした。音速を340m/sとする。（1） 観測者が聞く音の波長はいくらか。…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
静止している観測者に向かって、自動車が20m/sで近づきながら、160Hzの警笛を10s間鳴らした。音速を340m/sとする。
（1） 観測者が聞く音の波長はいくらか。
（2） 観測者が聞く音の振動数はいくらか。
（3） 観測者は、自動車の笛を何s間聞くか。
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静止している観測者に向かって、自動車が20m/sで近づきながら、160Hzの警笛を10s間鳴らした。音速を340m/sとする。
（1） 観測者が聞く音の波長はいくらか。
（2） 観測者が聞く音の振動数はいくらか。
（3） 観測者は、自動車の笛を何s間聞くか。
【高校物理】正弦波の式と位相：周期 0.40sの正弦波が、軸の正の向きに進んでいる。図は、時刻t=0sにおける位置x［m］と変位y〔m〕の関係を表している。（1）波の振幅、波長、速さはそれぞれいくら…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
周期 0.40sの正弦波が、軸の正の向きに進んでいる。図は、時刻t=0sにおける位置x［m］と変位y〔m〕の関係を表している。
（1）波の振幅、波長、速さはそれぞれいくらか。
（2）t=0において、x＝0での媒質の速度の向きを答えよ。
（3） 時刻t［s］での位置xにおける変位yを表す式を示せ。
（4） x＝1.0mと3.0mの位置では、どちらの位相がどれだけ遅れているか。
（5） 図の時刻から0.10s後の波形を描け。また、正弦波の位相はどれだけ進むか。
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周期 0.40sの正弦波が、軸の正の向きに進んでいる。図は、時刻t=0sにおける位置x［m］と変位y〔m〕の関係を表している。
（1）波の振幅、波長、速さはそれぞれいくらか。
（2）t=0において、x＝0での媒質の速度の向きを答えよ。
（3） 時刻t［s］での位置xにおける変位yを表す式を示せ。
（4） x＝1.0mと3.0mの位置では、どちらの位相がどれだけ遅れているか。
（5） 図の時刻から0.10s後の波形を描け。また、正弦波の位相はどれだけ進むか。
【高校物理】 正弦波の式：時刻t［s］における位置x［m］での変位y［m］が,y=2.0sin2π（t―0.50x）で表される波がある。次の各問に答えよ。（1）波の振幅、周期，波長はそれぞれいくら…
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#物理#熱・波・音#理科(高校生)
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
時刻t［s］における位置x［m］での変位y［m］が,y=2.0sin2π（t―0.50x）で表される波がある。次の各問に答えよ。
（1）波の振幅、周期，波長はそれぞれいくらか。
（2）波の速さはいくらか。
（3）横軸に位置x［m］、縦軸に変位y［m］をとり、t=0sにおける波形を描け。
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時刻t［s］における位置x［m］での変位y［m］が,y=2.0sin2π（t―0.50x）で表される波がある。次の各問に答えよ。
（1）波の振幅、周期，波長はそれぞれいくらか。
（2）波の速さはいくらか。
（3）横軸に位置x［m］、縦軸に変位y［m］をとり、t=0sにおける波形を描け。
【高校物理】横波の移動：図は、軸の正の向きに進む横波の、時刻ｔ＝0における波形を表している。（1） 図の状態から微小時間が経過したとき、点Ｏの変位の向きはどちら向きか。（2）ｔ＝0において、媒質の速…
単元：
#物理#熱・波・音#理科(高校生)
教材：
#中高教材#セミナー物理基礎・物理
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
図は、軸の正の向きに進む横波の、時刻ｔ＝0における波形を表している。
（1） 図の状態から微小時間が経過したとき、点Ｏの変位の向きはどちら向きか。
（2）ｔ＝0において、媒質の速度が0の点、およびy軸の負の向きの速度が最大の点は、それぞれ図の点Ｏ～dのどれか。
（3）点Ｏと同位相の点、逆位相の点は、それぞれの点a～dのどれか。
（4）周期をTとして、点bの媒質の変位と時間との関係を示すｙ―ｔグラフを描け。
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図は、軸の正の向きに進む横波の、時刻ｔ＝0における波形を表している。
（1） 図の状態から微小時間が経過したとき、点Ｏの変位の向きはどちら向きか。
（2）ｔ＝0において、媒質の速度が0の点、およびy軸の負の向きの速度が最大の点は、それぞれ図の点Ｏ～dのどれか。
（3）点Ｏと同位相の点、逆位相の点は、それぞれの点a～dのどれか。
（4）周期をTとして、点bの媒質の変位と時間との関係を示すｙ―ｔグラフを描け。
【高校物理】塩素の原子量の求め方：塩素原子Clには、質量34.97uの³⁵₁₇Cl（質量数35、原子番号17）と36.97uの³⁷₁₇Cl（質量数37、原子番号17）の2つの同位体があり、これらをも…
単元：
#物理#理科(高校生)#原子
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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問題文全文(内容文)：
塩素原子Clには、質量34.97uの³⁵₁₇Cl（質量数35、原子番号17）と36.97uの³⁷₁₇Cl（質量数37、原子番号17）の2つの同位体があり、これらをもとに計算された原子量は35.45となる。Cl（質量数35、原子番号17）の存在比は何％か。有効数字2桁で求めよ。
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塩素原子Clには、質量34.97uの³⁵₁₇Cl（質量数35、原子番号17）と36.97uの³⁷₁₇Cl（質量数37、原子番号17）の2つの同位体があり、これらをもとに計算された原子量は35.45となる。Cl（質量数35、原子番号17）の存在比は何％か。有効数字2桁で求めよ。
【高校物理】統一原子質量単位：統一原子質量単位（記号u）は、原子や原子核の質量を表すのに用いられ、炭素原子（質量数12、原子番号６）１個の質量の1/12が1uと定められている。炭素原子の6.02×1…
単元：
#物理#理科(高校生)#原子
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
統一原子質量単位（記号u）は、原子や原子核の質量を表すのに用いられ、炭素原子（質量数12、原子番号６）１個の質量の1/12が1uと定められている。炭素原子の6.02×10²³個の質量は12gである。1uは何kgか。有効数字3桁で求めよ。
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統一原子質量単位（記号u）は、原子や原子核の質量を表すのに用いられ、炭素原子（質量数12、原子番号６）１個の質量の1/12が1uと定められている。炭素原子の6.02×10²³個の質量は12gである。1uは何kgか。有効数字3桁で求めよ。
【高校物理】原子内の電子の遷移と光：原子内の電子が、高いエネルギー準位Eの状態から、低いエネルギー準位E'の状態に移るとき、この差に相当するエネルギーが光として放出される。プランク定数をhとすると、…
単元：
#物理#理科(高校生)#原子
教材：
#中高教材#セミナー物理基礎・物理
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理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
原子内の電子が、高いエネルギー準位Eの状態から、低いエネルギー準位E'の状態に移るとき、この差に相当するエネルギーが光として放出される。プランク定数をhとすると、出てくる光の振動数νとエネルギーの差E - E'の間には（ア）の関係式が成り立つ。これを用いると、ナトリウム原子の出す波長5.9×10⁻⁷mの黄色い光は、電子がエネルギーの差（イ）eVの準位間を移ったことに寄って放出されたことが分かる。ただし（イ）の計算では、電子の電荷を-1.6×10⁻¹⁹C、光速を3.0×10⁸m/s、プランク定数を6.6×10⁻³⁴J・sとする。
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原子内の電子が、高いエネルギー準位Eの状態から、低いエネルギー準位E'の状態に移るとき、この差に相当するエネルギーが光として放出される。プランク定数をhとすると、出てくる光の振動数νとエネルギーの差E - E'の間には（ア）の関係式が成り立つ。これを用いると、ナトリウム原子の出す波長5.9×10⁻⁷mの黄色い光は、電子がエネルギーの差（イ）eVの準位間を移ったことに寄って放出されたことが分かる。ただし（イ）の計算では、電子の電荷を-1.6×10⁻¹⁹C、光速を3.0×10⁸m/s、プランク定数を6.6×10⁻³⁴J・sとする。
【高校物理】原子内の電子の遷移：基底状態（エネルギー -13.6eV）の水素原子に、エネルギーが10.2eV、11.2Vの光子をあてるとき、原子はそれぞれどのような状態になるか。理由と共に示せ。ただ…
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#物理#理科(高校生)#原子
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#中高教材#セミナー物理基礎・物理
指導講師：
理数個別チャンネル
問題文全文(内容文)：
基底状態（エネルギー -13.6eV）の水素原子に、エネルギーが10.2eV、11.2Vの光子をあてるとき、原子はそれぞれどのような状態になるか。理由と共に示せ。ただし、第1,第２励起状態のエネルギーは、それぞれ-3.4eV、-1.5eVである。
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基底状態（エネルギー -13.6eV）の水素原子に、エネルギーが10.2eV、11.2Vの光子をあてるとき、原子はそれぞれどのような状態になるか。理由と共に示せ。ただし、第1,第２励起状態のエネルギーは、それぞれ-3.4eV、-1.5eVである。
【高校物理】水素原子のエネルギー準位：水素原子のエネルギー準位Enはプランク定数をh = 6.6×10⁻³⁴、真空中の光速を c = 3.0×10⁸、リュードベリ定数をR = 1.1×10⁷として、…
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水素原子のエネルギー準位Enはプランク定数をh = 6.6×10⁻³⁴、真空中の光速を c = 3.0×10⁸、リュードベリ定数をR = 1.1×10⁷として、次の式で表される。
En = -hcR/n²（nは自然数）
この式を用いて以下の問いに答えよ。
（１）水素原子の基底状態のエネルギーはいくらか。
（２）第一励起状態（n = 2）と基底状態において、エネルギーの差はいくらか。
（３）水素原子のイオン化エネルギーはいくらか。
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水素原子のエネルギー準位Enはプランク定数をh = 6.6×10⁻³⁴、真空中の光速を c = 3.0×10⁸、リュードベリ定数をR = 1.1×10⁷として、次の式で表される。
En = -hcR/n²（nは自然数）
この式を用いて以下の問いに答えよ。
（１）水素原子の基底状態のエネルギーはいくらか。
（２）第一励起状態（n = 2）と基底状態において、エネルギーの差はいくらか。
（３）水素原子のイオン化エネルギーはいくらか。
【高校物理】ボーアの原子モデル：水素原子において、陽子（水素原子の原子核）は、電子に比べて十分重いので、静止したままである。電子の質量をm、電荷を-eとし、電子の陽子からの距離をrとする。電子と陽子…
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水素原子において、陽子（水素原子の原子核）は、電子に比べて十分重いので、静止したままである。電子の質量をm、電荷を-eとし、電子の陽子からの距離をrとする。電子と陽子の間にはたらく静電気力の大きさはk₀・e²/r²（k₀は真空中のクーロンの法則の比例定数）
であり、電子はこれを向心力として陽子の周りを等速円運動する。電子の速さをv、プランク定数をhとする。
(1) 電子波の波長を、m, v, hを用いて表せ。
(2) 定常状態では、電子の円軌道(円周)の長さが、電子波の波長の整数倍になっている。 定常状態でとりうる円軌道の半径rを、m, v, h、および正の整数n (=1,2,･･･)を 用いて表せ。
(3) 定常状態における電子の速さが最大となるのは、nがいくらのときか。
(4) 半径rが最小値をとるのは、nがいくらのときか。また、その最小値を有効数字2 桁で求めよ。
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水素原子において、陽子（水素原子の原子核）は、電子に比べて十分重いので、静止したままである。電子の質量をm、電荷を-eとし、電子の陽子からの距離をrとする。電子と陽子の間にはたらく静電気力の大きさはk₀・e²/r²（k₀は真空中のクーロンの法則の比例定数）
であり、電子はこれを向心力として陽子の周りを等速円運動する。電子の速さをv、プランク定数をhとする。
(1) 電子波の波長を、m, v, hを用いて表せ。
(2) 定常状態では、電子の円軌道(円周)の長さが、電子波の波長の整数倍になっている。 定常状態でとりうる円軌道の半径rを、m, v, h、および正の整数n (=1,2,･･･)を 用いて表せ。
(3) 定常状態における電子の速さが最大となるのは、nがいくらのときか。
(4) 半径rが最小値をとるのは、nがいくらのときか。また、その最小値を有効数字2 桁で求めよ。
【高校物理】核融合：2個の陽子Hと2個の中性子nが結合し、ヘリウムHeの原子核が生成した。質量は、Hが1.0073u、n が1.0087u、He が 4.0015u で 1u = 1.66×10kg…
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2個の陽子Hと2個の中性子nが結合し、ヘリウムHeの原子核が生成した。質量は、Hが1.0073u、n が1.0087u、He が 4.0015u で 1u = 1.66×10kg、真空中の光速をc = 3.00×10m/s、電気素量をe = 1.60×10Cとする。
(1) この核融合の核反応式を示せ。
(2) 核反応における質量の減少は何uか。また、それは何kgか。
(3) 核子1個あたりの結合エネルギーは何Jか。また、それは何MeVか。
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2個の陽子Hと2個の中性子nが結合し、ヘリウムHeの原子核が生成した。質量は、Hが1.0073u、n が1.0087u、He が 4.0015u で 1u = 1.66×10kg、真空中の光速をc = 3.00×10m/s、電気素量をe = 1.60×10Cとする。
(1) この核融合の核反応式を示せ。
(2) 核反応における質量の減少は何uか。また、それは何kgか。
(3) 核子1個あたりの結合エネルギーは何Jか。また、それは何MeVか。
【高校物理】核分裂と運動エネルギー：静止していた原子核が、質量maの原子核Aと、質量mbの原子核Bに崩壊し、それぞれ逆向きに飛び出した。(1) 崩壊の前後で運動量保存の法則が成り立つことを用いて、原…
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#物理#理科(高校生)#原子
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問題文全文(内容文)：
静止していた原子核が、質量maの原子核Aと、質量mbの原子核Bに崩壊し、それぞれ逆向きに飛び出した。
(1) 崩壊の前後で運動量保存の法則が成り立つことを用いて、原子核A、Bの運動エネルギーKa、Kbの間に成り立つ関係式を、ma、mbを用いて表せ。
(2) 崩壊の前後で、原子核の質量の和はΔMだけ減少したKとKbをそれぞれ求めよ。ただし、真空中の光速をcとする。
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静止していた原子核が、質量maの原子核Aと、質量mbの原子核Bに崩壊し、それぞれ逆向きに飛び出した。
(1) 崩壊の前後で運動量保存の法則が成り立つことを用いて、原子核A、Bの運動エネルギーKa、Kbの間に成り立つ関係式を、ma、mbを用いて表せ。
(2) 崩壊の前後で、原子核の質量の和はΔMだけ減少したKとKbをそれぞれ求めよ。ただし、真空中の光速をcとする。
【高校物理】核分裂：ウランUの原子核に中性子nを衝突させると、バリウムBaとクリプトンKrの原子核に分裂し、同時に3つの中性子が生じた。次の各問に答えよ。ただし、各原子核の質量は…
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ウランUの原子核に中性子nを衝突させると、バリウムBaとクリプトンKrの原子核に分裂し、同時に3つの中性子が生じた。次の各問に答えよ。ただし、各原子核の質量は、Uが234.9935u、Ba が140.8837u、Krが91.9074uであり、nが1.0087uであるとする。また1u = 1.66×10kg、真空中の光速をc=3.00×10m/s、電気素量をe=1.60×10Cとする。
(1) この核分裂の核反応式を示せ。
(2) 核反応における質量の減少は何uか。また、それは何kgか。
(3) 核反応がおこったときに発生するエネルギーは何Jか。また、それは何MeVか。
(4) ウランUの原子核4.70gが全てこの核分裂をおこしたとすると、何Jのエネルギーが放出されるか。
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ウランUの原子核に中性子nを衝突させると、バリウムBaとクリプトンKrの原子核に分裂し、同時に3つの中性子が生じた。次の各問に答えよ。ただし、各原子核の質量は、Uが234.9935u、Ba が140.8837u、Krが91.9074uであり、nが1.0087uであるとする。また1u = 1.66×10kg、真空中の光速をc=3.00×10m/s、電気素量をe=1.60×10Cとする。
(1) この核分裂の核反応式を示せ。
(2) 核反応における質量の減少は何uか。また、それは何kgか。
(3) 核反応がおこったときに発生するエネルギーは何Jか。また、それは何MeVか。
(4) ウランUの原子核4.70gが全てこの核分裂をおこしたとすると、何Jのエネルギーが放出されるか。
【高校物理】核分裂とエネルギー：1.0kgのウランがすべて核分裂をすると、8.4×10kgの質量がエネルギーに変わる。出力2.1×10kWの原子炉があるとする。真空中の光速を3.0×10m/sとし、…
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#物理#理科(高校生)#原子
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問題文全文(内容文)：
1.0kgのウランがすべて核分裂をすると、8.4×10kgの質量がエネルギーに変わる。出力2.1×10kWの原子炉があるとする。真空中の光速を3.0×10m/sとし、エネルギーの損失は無視できるとして、次の各問に答えよ。
(1) 原子炉内で、ウランは毎時何kgずつ核分裂をおこしているか。
(2) このエネルギーを出すには、発熱量3.0×10J/kgの石炭を毎時何kg必要とするか。
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1.0kgのウランがすべて核分裂をすると、8.4×10kgの質量がエネルギーに変わる。出力2.1×10kWの原子炉があるとする。真空中の光速を3.0×10m/sとし、エネルギーの損失は無視できるとして、次の各問に答えよ。
(1) 原子炉内で、ウランは毎時何kgずつ核分裂をおこしているか。
(2) このエネルギーを出すには、発熱量3.0×10J/kgの石炭を毎時何kg必要とするか。
【高校物理】結合エネルギー：図は、核子1個あたりの結合エネルギーを縦軸に、質量数を横軸にとったグラフである。(1)Li と Cはどちらが安定な原子核か。(2)He の核子1個あたりの結合エネルギーは…
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図は、核子1個あたりの結合エネルギーを縦軸に、質量数を横軸にとったグラフである。
(1)Li と Cはどちらが安定な原子核か。
(2)He の核子1個あたりの結合エネルギーは2.5MeVと読み取れる。Heの原子核の結合エネルギーは何MeVか。
(3) 質量数の小さい水素では核融合がおこり、質量数の大きいウランでは核分裂がおこる。その理由を簡潔に説明せよ。
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図は、核子1個あたりの結合エネルギーを縦軸に、質量数を横軸にとったグラフである。
(1)Li と Cはどちらが安定な原子核か。
(2)He の核子1個あたりの結合エネルギーは2.5MeVと読み取れる。Heの原子核の結合エネルギーは何MeVか。
(3) 質量数の小さい水素では核融合がおこり、質量数の大きいウランでは核分裂がおこる。その理由を簡潔に説明せよ。