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令和元年度第1回「物理基礎」高卒認定試験(高認)過去問解説:井出進学塾〔富士宮教材開発〕

こんにちは、井出進学塾(富士宮教材開発)です。

過去問はネット上で公開されています。
ご自分でダウンロードし、一度自分で解いてみてから、解説動画をみるようにしましょう。(解けないにしても、解こうと思って一度目を通すことが大切です。)

「令和元年度 第1回 物理基礎」問題は こちらをクリック

「令和元年度 第1回 物理基礎」解答は こちらをクリック

埋め込み動画の他、設問番号に再生時間付きでユーチューブ動画のリンクを貼っておきます。こちらのリンクは別タグで開きますので、使いやすい方でどうぞ。

それでは、始めましょう。

大問1

問1 5分08秒

物理で使う基本の「単位」について確認する問題

問2 4分41秒

有効数字の桁数

問3⑴ 3分23秒

加速度の考え方と求め方

問3⑵ 3分44秒

平均の速度の考え方と求め方

大問2

問1 4分42秒

直列に並べたばねののび方

問2 5分11秒

浮力のはたらき方。液体は油で密度の計算が必要です。

問3 3分20秒

最大静止摩擦力とは?

問4 3分16秒

運動方程式の基本を確認します

大問3

問1⑴ 3分30秒

仕事の原理。道具を使っても仕事の大きさは変わりません。

問1⑵ 4分50秒

力学的エネルギー保存則。
位置エネルギーと運動エネルギーの和は一定です。

問2 1分33秒

熱量の保存と熱平衡。ふつうに考えれば大丈夫です。

問3 4分12秒

熱平衡の計算。比熱を使って計算します。

大問4

問1 2分04秒

「波」について用語の確認です。波長と振動数とは?

問2 4分05秒

縦波が横波で表示されました。それを解釈します。

問3 2分07秒

2つの波が重ね合わされたらどうなるか?重ね合わせの原理

問4 10分13秒

気柱の共鳴。閉管と開管で変わってきます。

〔大問4問4 解説動画 説明内容 書きおこし(一部)〕

では、気柱の共鳴についてみていきましょう。

笛などの楽器をイメージすればいいです
・・・細長い管の中にある空気のことを、気柱といいます。

この管の開いている方から音を入れますと、管が開いている閉じているにかかわらず・・・両端で反射して、入射波と反射波が重なり合います。

開管でも反射するというのは、変な話に聞こえるかもしれませんが、まわりにある空気に、はね返されるということでしょうね。

とにかく、入射波と反射波が重なり合うので、ある特定の振動数のとき定常波ができます。

定常波というのは、入射波と反射波がうまく重なって、一見すると波が進んでいないような・・・

まったく振動しない点である節(ふし)と、
最も大きく振動する点である腹(はら)ができる波です。(動画参照)

気柱が共鳴するとき、定常波ができていますが、・・・

閉じている場合は、固定端での反射と同じで「節」、
開いている場合は、自由端での反射と同じで「腹」になります。

たとえば、・・・

気柱の振動を考える場合、音は縦波ですが、わかりやすいように横波で図示します。

たとえば、こちらの図でこれが閉管(こちら側が閉じている)だとしますと、・・・(動画参照)・・・このような定常波ができるとき、気柱が共鳴します。

この図から、波長λ、さらには波の基本式 v=fλ を使って、振動数なども調べることができます。

注意するのは、定常波の場合、
・・・これで(動画参照)、1波長(波長1つ分です)。

ですので、このレモン型1個分が半波長(波長の半分)ですね。

私が最初にこの単元を勉強したとき、
「レモン1個は半波長を頼りにするとよい」と教えてもらって、実際それがよかったので、みなさんにもここで紹介します。

では、問題をみてみましょう。

長さLの閉管A、長さLの開管B、そして長さ2Lの開管Cが与えられていて、それぞれの基本振動のときの音の高さをくらべよ、という問題です。

基本振動とは、もっとも簡単な形で、・・・腹、あるいは節の数が、最も少ない振動のことです。

音の高さなので、振動数を調べればよいです。

波の基本式 v=fλ を使えばよいですね。

音の高さ v は、同じ条件で行われている実験なので、すべて同じとしていいです。ここでは、そのまま v を使いましょう。

波長はそれぞれ、図を使って求めます。

それではAからみていきましょう・・・(以下、動画参照)

大問5

問1 0分44秒

電流の定義。1A〔アンペア〕とは?

問2 1分05秒

消費電力の計算。すぐできます。

問3 2分12秒

Wh(ワット時)の意味。基本から考えましょう。

問4 2分43秒

生活の中の物理学


以上です。ありがとうございました。
コメントなどいただけると、とてもうれしいです。

井出進学塾(富士宮教材開発) 井出真歩


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