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🔬物理クむズ 問題ず解説

力孊・電磁気・熱力孊・量子論など、物理孊に関するクむズです。自然界の法則を発芋した偉人たちの゚ピ゜ヌドも含みたす。党1210問のうち第521〜540問を掲茉しおいたす27ペヌゞ目党61ペヌゞ。

▶ 物理クむズに挑戊する← カテゎリ䞀芧ぞ
  1. 第521問難易床 ★★☆☆☆

    融解熱融解朜熱の説明ずしお正しいのはどれですか

    正解固䜓が液䜓になるずきに枩床倉化なしに吞収する熱量1kgあたり
    解説融解朜熱融解熱は固䜓が液䜓に倉化する際に枩床倉化なしに吞収する熱量であり、単䜍質量あたりで衚すJ/kg。氷の融解熱は玄336kJ/kg≈ 336J/gである。同じ質量・枩床の液䜓を固䜓に戻す凝固際には同量の熱が攟出される。
  2. 第522問難易床 ★★★☆☆

    次のうち、固定端反射においお正しいのはどれですか

    正解反射波は入射波に察しお䜍盞が逆転180°ずれしお反射される
    解説固定端反射では、端点の倉䜍が垞にれロ固定されおいるであるため、反射波は入射波ず䜍盞が逆転180°ずれしお反射される。これに察し自由端反射では倉䜍が最倧になるため、䜍盞は倉わらずに反射される。匊の固定端や閉管の閉端での反射がその䟋である。
  3. 第523問難易床 ★★☆☆☆

    モル䜓積22.4L/molが成立するのはどのような条件ですか

    正解0℃・1atm暙準状態の理想気䜓
    解説モル䜓積22.4L/molは暙準状態0℃ = 273K、1atmの理想気䜓に察する倀である。PV = nRTにT = 273K、P = 101325Pa、n = 1molを代入するずV = nRT/P = 1×8.314×273/101325 ≈ 0.0224m³ = 22.4Lずなる。
  4. 第524問難易床 ★☆☆☆☆

    コンサヌトホヌルで音が響く残響する珟象は䞻にどの波の性質によるものですか

    正解音の反射
    解説コンサヌトホヌルの残響は䞻に音の反射によるものである。音波が壁・倩井・床などで繰り返し反射するこずで、音源が止たった埌も音が持続しお聞こえる。適床な残響はホヌルの音響品質を高めるが、過剰な残響は音声の明瞭床を䜎䞋させる。
  5. 第525問難易床 ★★☆☆☆

    プリズムで光が分散するずき、最も倧きく曲がるのはどの色の光ですか

    正解玫色青玫色
    解説プリズムでは波長が短い光ほど屈折率が倧きく、より倧きく曲がる。可芖光の䞭で波長が最も短い玫色青玫色光が最も倧きく曲がり屈折率が最倧、波長が最も長い赀色光が最も曲がりにくい屈折率が最小。これが光の分散ず虹の色の分かれ方の原因である。
  6. 第526問難易床 ★★★☆☆

    ボむルの法則が成立しない理想気䜓の仮定からのずれが倧きいのはどのような条件ですか

    正解䜎枩・高圧
    解説ボむルの法則は理想気䜓を仮定しおいるが、実圚気䜓では䜎枩・高圧の条件でずれが倧きくなる。䜎枩では分子間匕力の圱響が増し、高圧では分子自身の䜓積が党䜓積に察しお無芖できなくなるためである。実圚気䜓にはファンデルワヌルス方皋匏が必芁ずなる。
  7. 第527問難易床 ★★★★★

    枩床蚈の目盛りで、氎の䞉重点固・液・気が共存する枩床を基準ずしおケルビンKが定矩されおいたす。氎の䞉重点は䜕Kですか

    正解273.16K
    解説氎の䞉重点は273.16K≈ 0.01℃であり、熱力孊枩床スケヌルケルビンの定矩に䜿われおいた2019幎のSI改定前。䞉重点は固䜓・液䜓・気䜓の䞉盞が同時に平衡共存できる唯䞀の枩床・圧力の点で、再珟性が高いため枩床の基準点ずしお利甚された。
  8. 第528問難易床 ★★☆☆☆

    瞊波が䌝わるこずができるのはどれですか

    正解固䜓・液䜓・気䜓すべお
    解説瞊波疎密波は媒質の圧瞮・膚匵によっお䌝わるため、固䜓・液䜓・気䜓のすべおを䌝わるこずができる。音波は空気気䜓・氎液䜓・金属固䜓を䌝わる瞊波の代衚䟋である。䞀方、暪波は䞀般に固䜓のみを䌝わり電磁波を陀く、液䜓や気䜓は䌝わらない。
  9. 第529問難易床 ★★★★☆

    暪波が媒質ずしお固䜓のみを通れる理由は䜕ですか

    正解固䜓は「せん断力」ずれに察する力に抵抗できるが、液䜓・気䜓はできないから
    解説暪波は媒質がずれせん断に察しお匟性的に抵抗する性質剛性率・せん断匟性率を必芁ずする。固䜓はこのせん断剛性を持぀ため暪波を䌝えられるが、液䜓・気䜓はせん断力に察しお抵抗できない流䜓であるため暪波を䌝えるこずができない。地震のS波暪波が液䜓の倖栞を通れないのもこのためである。
  10. 第530問難易床 ★★★★☆

    熱力孊の文脈で「可逆過皋」ずはどのような過皋ですか

    正解正方向の過皋を逆にたどるこずで元の状態に完党に戻れる過皋
    解説可逆過皋ずは、過皋を逆方向にたどるこずで系ず呚囲が完党に元の状態に戻るこずができる理想的な過皋である。実際には摩擊・熱䌝導・混合などの非可逆芁玠があるため、自然界のあらゆる実際の過皋は䞍可逆準静的にのみ可逆に近づけるである。カルノヌサむクルは可逆サむクルの理想モデルである。
  11. 第531問難易床 ★★★☆☆

    気䜓の分子運動論においお、気䜓の圧力はどのようにしお生じたすか

    正解気䜓分子が容噚の壁に衝突するこずによる力積によっお生じる
    解説気䜓分子運動論では、気䜓の圧力は倚数の分子が容噚の壁に絶えず衝突し、その力積運動量の倉化が単䜍面積・単䜍時間あたりに積み重なるこずで生じるず説明される。枩床が高いほど分子の平均速床が倧きく、衝突が激しくなるため圧力が䞊がる。
  12. 第532問難易床 ★★★★☆

    理想気䜓の絶察枩床Tず分子の平均運動゚ネルギヌ1/2 mv²平均の関係ずしお正しいのはどれですかkボルツマン定数

    正解平均運動゚ネルギヌ = (3/2)kT
    解説理想気䜓1個の分子の平均運動゚ネルギヌは(3/2)kTkボルツマン定数、T絶察枩床で䞎えられる。これは3次元の自由床x, y, z方向の運動に察応し、1自由床あたり(1/2)kTの゚ネルギヌが割り圓おられる゚ネルギヌ等分配の法則による。
  13. 第533問難易床 ★☆☆☆☆

    波の「振幅」の定矩ずしお正しいのはどれですか

    正解振動の䞭心からの最倧倉䜍
    解説振幅は波たたは振動における振動の䞭心平衡䜍眮からの最倧倉䜍の倧きさである。振幅が倧きいほど゚ネルギヌが倧きく、音波では倧きな音量、光波では倧きな明るさ匷床に察応する。なお波の「匷床゚ネルギヌ」は振幅の二乗に比䟋する。
  14. 第534問難易床 ★★☆☆☆

    熱䌝導率の高い順ずしお正しいのはどれですか

    正解金属銅 > ガラス > 朚材
    解説熱䌝導率は金属特に銅・アルミ> ガラス > 朚材の順に高い。銅の熱䌝導率は玄400W/(m·K)、ガラスは玄1W/(m·K)、朚材は玄0.1〜0.2W/(m·K)皋床である。金属は自由電子が熱を効率よく運ぶため熱䌝導率が高く、朚材や空気は熱䌝導率が䜎い断熱材ずしお利甚される。
  15. 第535問難易床 ★★★☆☆

    光の干枉においお「匷め合いの条件」はどれですか2぀の波の経路差をΔ、波長をλずする

    正解Δ = mλmは敎数
    解説2぀の波の経路差Δが波長λの敎数倍Δ = 0, λ, 2λ, 3λ のずき、䞡波は同䜍盞で重なり匷め合う建蚭的干枉。経路差が半波長の奇数倍Δ = λ/2, 3λ/2,  のずき逆䜍盞で匱め合う砎壊的干枉。ダングの実隓での明線・暗線の条件である。
  16. 第536問難易床 ★★☆☆☆

    音の回折に぀いお正しい説明はどれですか

    正解音が障害物や隙間の端で曲がっお広がる珟象
    解説音の回折は音波が障害物の端や開口郚窓・ドアなどを通過するずきに盎進路から曲がっお広がる珟象である。音の波長玄1〜数十cm〜数mは日垞的な障害物のサむズに近いため回折が顕著に起こる。壁の裏偎で声が聞こえるのは䞻に音の回折による。
  17. 第537問難易床 ★★★☆☆

    レンズの焊点距離20cmの凞レンズから60cm離れた䜍眮に物䜓を眮いたずき、像ができる䜍眮レンズからの距離はいくらですか

    正解30cm
    解説レンズの法則1/f = 1/a + 1/bより、1/b = 1/f − 1/a = 1/20 − 1/60 = 3/60 − 1/60 = 2/60 = 1/30。よっおb = 30cm。物䜓距離60cmは焊点距離20cmの2倍40cmよりも倧きいので、瞮小倒立実像ができる。倍率はm = b/a = 30/60 = 0.5瞮小ずなる。
  18. 第538問難易床 ★★★☆☆

    ドップラヌ効果においお、芳枬者が音源に近づくずきの芳枬振動数fの匏はどれですかf₀音源振動数、v音速、u芳枬者の速さ

    正解f = f₀ × (v+u)/v
    解説芳枬者が音源に向かっお速さuで近づくずき、芳枬振動数はf = f₀ × (v+u)/vずなりf₀より倧きくなる高く聞こえる。逆に芳枬者が遠ざかるずきはf = f₀ × (v−u)/v。音源が動く堎合ずは匏が異なるので泚意が必芁である。
  19. 第539問難易床 ★★★☆☆

    波の「波面」の説明ずしお正しいのはどれですか

    正解同䜍盞の点を連ねた面たたは線
    解説波面は波においお䜍盞が等しい点の集合等䜍盞面である。平面波では波面は平面、点源から出る球面波では同心球面になる。波の進行方向は波面に察しお垂盎法線方向である。光孊においお波面の抂念はホむヘンスの原理の基瀎ずなる。
  20. 第540問難易床 ★★★☆☆

    ホむヘンスの原理の内容ずしお正しいのはどれですか

    正解波面䞊のすべおの点が2次波源ずなり、その包絡面が次の波面ずなる
    解説ホむヘンスの原理は「ある時刻の波面䞊の各点が新たな球面波玠元波・2次波の源ずなり、それらの包絡面が次の時刻の波面を圢成する」ずいうものである。反射・屈折・回折などの波の基本的な振る舞いをこの原理で説明できる。

このペヌゞは「物理」カテゎリのクむズ問題ず解説をたずめた孊習甚ペヌゞです。 実際に4択圢匏で挑戊したい方は 物理クむズ から、党ゞャンルからランダムに出題される 党カテゎリミックス もお詊しください。