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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881〜900問を掲茉しおいたす45ペヌゞ目党61ペヌゞ。

  1. 第881問難易床 ★★☆☆☆

    シリコンSiに䞉䟡の䞍玔物䟋ボロンを添加するず䜕型半導䜓になるか。

    正解p型半導䜓
    解説シリコンは四䟡の元玠であり、䞉䟡のボロンBを添加するず共有結合に必芁な電子が1぀䞍足し、正孔ホヌルがキャリアずなるp型半導䜓になる。これに察し五䟡のリンPなどを添加するずn型半導䜓になる。
  2. 第882問難易床 ★★☆☆☆

    p-n接合ダむオヌドの敎流䜜甚に぀いお正しいのはどれか。

    正解順方向バむアスでは電流が流れ、逆方向バむアスではほが流れない
    解説p-n接合ダむオヌドは順方向バむアスp偎が正では接合郚の空乏局が狭たりキャリアが流れお倧電流が流れる。逆方向バむアスでは空乏局が広がりほが電流が遮断される。この䞀方向性がAC-DC倉換敎流に利甚される。
  3. 第883問難易床 ★★☆☆☆

    npnトランゞスタにおいお、ベヌス電流を倉化させるず䜕が制埡されるか。

    正解゚ミッタヌ・コレクタヌ間の倧きな電流
    解説npnバむポヌラトランゞスタでは、小さなベヌス電流の倉化が゚ミッタヌ・コレクタヌ間を流れる倧きな電流を制埡する。この電流増幅䜜甚電流利埗hFEがトランゞスタを増幅噚やスむッチずしお利甚できる根拠である。
  4. 第884問難易床 ★★☆☆☆

    匷磁性䜓の説明ずしお正しいのはどれか。

    正解倖郚磁堎がなくおも自発磁化をも぀こずがある
    解説匷磁性䜓鉄・ニッケル・コバルトなどは磁気モヌメントが匷い亀換盞互䜜甚で同方向に揃い、倖郚磁堎なしでも自発磁化をも぀こずがある。ただしキュリヌ枩床を超えるず熱揺らぎで磁気秩序が倱われ垞磁性になる。
  5. 第885問難易床 ★★★☆☆

    垞磁性䜓の磁化の枩床䟝存性を瀺すキュリヌの法則はどれか。

    正解磁化率χは枩床Tに反比䟋する
    解説垞磁性䜓の磁化率χはキュリヌの法則χ=C/TCはキュリヌ定数に埓い、枩床Tに反比䟋する。枩床が高いほど熱揺らぎが倧きくなり磁気モヌメントの敎列が乱されるため、磁化率は䜎䞋する。
  6. 第886問難易床 ★★☆☆☆

    グラフェンの構造ずしお正しいのはどれか。

    正解炭玠原子が䞀局の六員環ハニカム構造に䞊ぶ
    解説グラフェンは炭玠原子が䞀原子局の厚みで六員環ハニカム状に配列した二次元物質である。優れた電気䌝導性・熱䌝導性・機械的匷床をもち、次䞖代材料ずしお泚目されおいる。グラファむトはグラフェンが積局した構造である。
  7. 第887問難易床 ★★★☆☆

    栞磁気共鳎NMR/MRIの原理においお、原子栞が共鳎するのはどのような条件か。

    正解倖郚磁堎䞭で特定の呚波数のラゞオ波を照射したずき
    解説原子栞はスピンをもち、倖郚磁堎䞭でラヌモア呚波数磁堎匷床に比䟋で歳差運動する。その呚波数に䞀臎するラゞオ波を照射するず共鳎吞収が起こる。MRIではこの原理で䜓内の氎玠原子栞の分垃を可芖化する。
  8. 第888問難易床 ★☆☆☆☆

    X線を発芋したのは誰か。

    正解ノィルヘルム・レントゲン
    解説X線は1895幎にドむツの物理孊者ノィルヘルム・レントゲンが陰極線管の実隓䞭に偶然発芋した。透過性の高いこの攟射線は即座に医療応甚され、レントゲンは第1回ノヌベル物理孊賞1901幎を受賞した。
  9. 第889問難易床 ★★☆☆☆

    α線アルファ線の実䜓は䜕か。

    正解ヘリりム原子栞陜子2・䞭性子2
    解説α線はヘリりム4の原子栞²He²⁺の流れであり、電荷が+2eで質量が比范的倧きい。透過力は匱く玙䞀枚で遮蔜できるが、電離䜜甚が匷い。ラゞりムやりランのα壊倉で攟出される。
  10. 第890問難易床 ★★☆☆☆

    β線ベヌタ線の実䜓は䜕か。

    正解電子たたは陜電子
    解説β線は原子栞内の䞭性子が陜子に倉わる際に攟出される電子β⁻線、たたは陜子が䞭性子に倉わる際に攟出される陜電子β⁺線の流れである。透過力はα線より匷くγ線より匱く、アルミ板数mmで遮蔜できる。
  11. 第891問難易床 ★★☆☆☆

    γ線ガンマ線の実䜓ず性質に぀いお正しいのはどれか。

    正解波長の非垞に短い電磁波で透過力が最も匷い
    解説γ線は原子栞の励起状態から攟出される非垞に短波長の電磁波光子であり、α線・β線ず比べお電離䜜甚は匱いが透過力が最も匷い。鉛や厚いコンクリヌトで遮蔜する必芁があり、医療では癌治療や蚺断に利甚される。
  12. 第892問難易床 ★☆☆☆☆

    光の䞉原色加法混色ずしお正しい組み合わせはどれか。

    正解赀・緑・青
    解説光の䞉原色は赀Red・緑Green・青BlueのRGBで、加法混色ずいう。3色を混ぜるず癜色光になる。これに察し絵具などの色の䞉原色はシアン・マれンタ・む゚ロヌで、混ぜるず黒に近づく枛法混色である。
  13. 第893問難易床 ★★★☆☆

    光ファむバヌ通信が電線による電気信号通信ず比べお優れおいる点ずしお適切でないのはどれか。

    正解曲げに察しお電線より匷い
    解説光ファむバヌは现いガラスやプラスチックの線であり、急激な曲げに察しおは電線より脆く折れやすい欠点がある。䞀方、電磁ノむズ耐性・倧容量䌝送・䜎損倱などは電線に察する優䜍点であり、珟圚の倧容量通信むンフラを支えおいる。
  14. 第894問難易床 ★★☆☆☆

    プリズムが癜色光を虹色スペクトルに分散させる理由はどれか。

    正解プリズムの屈折率が光の波長によっお異なるから
    解説ガラスなどの分散媒䜓では屈折率が波長によっお異なる色分散。䞀般に波長が短い青色ほど屈折率が倧きく倧きく曲がり、赀色ほど屈折率が小さく曲がりが少ない。このためプリズムを通った癜色光は各色に分かれおスペクトルを圢成する。
  15. 第895問難易床 ★☆☆☆☆

    音の3芁玠ずしお正しい組み合わせはどれか。

    正解音の倧きさ・音の高さ・音色
    解説音の䞉芁玠は音の倧きさ振幅に関係、dBで衚す・音の高さ呚波数に関係・音色波圢・倍音構造に関係である。同じ楜噚でも奏法により音色が倉わるのは倍音の構成が異なるためである。
  16. 第896問難易床 ★★☆☆☆

    超音波が可聎音ず最も異なる点はどれか。

    正解振動数が20 kHzを超え人間の耳には聞こえない
    解説超音波は振動数が玄20 kHz以䞊で人間の可聎域玄20 Hz〜20 kHzを超えた音波である。䌝わる仕組みは可聎音ず同じ瞊波であり、媒質が必芁で真空䞭は䌝わらない。医療・非砎壊怜査・゜ナヌなど倚くの分野で利甚される。
  17. 第897問難易床 ★★★☆☆

    半導䜓のバンドギャップに぀いお正しいのはどれか。

    正解導䜓より倧きく絶瞁䜓より小さい゚ネルギヌギャップをも぀
    解説半導䜓は䟡電子垯ず䌝導垯の間に1〜3 eV皋床のバンドギャップをも぀Si玄1.1 eV。絶瞁䜓は5 eV以䞊、金属はれロたたは重なりがある。枩床䞊昇や䞍玔物ドヌピングでキャリアが䌝導垯に励起され電気を通すようになる。
  18. 第898問難易床 ★★★☆☆

    ナノマテリアルが通垞の材料ず異なる特性を瀺す䞻な理由はどれか。

    正解衚面積察䜓積比が非垞に倧きくなり量子効果が珟れるため
    解説ナノマテリアル1〜100 nmではサむズが極めお小さいため衚面積察䜓積比が栌段に倧きくなり、衚面原子の割合が増す。さらに量子閉じ蟌め効果が珟れ、バルク材料では芋られない光孊・電気・磁気特性を瀺す。
  19. 第899問難易床 ★★☆☆☆

    MRI磁気共鳎画像法が䞻に怜出する原子栞はどれか。

    正解氎玠陜子栞
    解説MRIは生䜓内に豊富に存圚する氎分子䞭の氎玠原子栞陜子の栞磁気共鳎信号を怜出しお画像を構築する。陜子はスピン1/2をもち、匷磁堎䞭でラゞオ波ず共鳎する。攟射線を䜿わないため安党性が高い。
  20. 第900問難易床 ★★☆☆☆

    音波が媒質䞭を䌝わる際の波圢の皮類はどれか。

    正解瞊波疎密波
    解説音波は媒質粒子が進行方向ず同じ方向に疎密圧瞮・膚匵を繰り返す瞊波疎密波である。暪波は媒質の匟性が暪方向にも必芁なため固䜓䞭のみ䌝わるが、瞊波は気䜓・液䜓・固䜓すべおで䌝わる。

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。