問題 21~30
21
0.25kgの質量がバネ定数$4.0Nm^{-1}$のバネにぶら下がっている。
このシステムの固有振動数は？
A) 0.50Hz
B) 0.64Hz
C) 1.6Hz
D) 2.0Hz
22
単色光源からの光を1つのスリットに入射させ、得られた回折パターンをスクリーン上で見る。グラフは、スクリーン上の距離による強度の変化を示している。
光源の強度は変わらない。スリットの幅を大きくした。
変化後の強度の変化を正しく示しているグラフはどれか？元の曲線を破線で示す。
23
単色光は回折格子に入射する。回折格子からの回折パターンはスクリーン上に形成される。
スクリーン上で観察できるのは、中心極大と1次極大だけである。
スクリーン上で2次の極大値を観察できるようにするには、どのような変化が必要か？
A) 回折格子と光源との距離を縮める。
B) 回折格子とスクリーン間の距離を大きくする。
C) 単色光の波長を長くする。
D) 回折格子の単位長さあたりの線数を減らす。
24
固体の金属球は正に帯電しており、他のすべての電荷から隔離されている。
球による電位は
A) 球の内側では一定である。
B) 球の外側では一定である。
C) 球の表面で最も小さい。
D) 球から離れるほど大きくなる。
25
ある惑星が太陽の周りを楕円軌道で回っている。
表示されている位置で、惑星にとって減少している量はどれか？
A) 加速
B) 角運動量
C) 運動エネルギー
D) 重力位置エネルギー
26
2本の長い平行線PとQは距離d離れている。それぞれに電流が流れている。
QによってPに単位長さ当たりの磁力Fが働く。
電線間の距離は2d に増加し、Q に流れる電流は$\dfrac{I}{2}$
変化後のQによってPに働く単位長さ当たりの磁力は？
A) $\dfrac{F}{8}$
B) $\dfrac{F}{4}$
C) $\dfrac{F}{2}$
D) $F$
27
Pは一様電界中の点である。
Pで電位が増加する方向は？
28
惑星XとYが同じ恒星の周りを回っている。
惑星Xと恒星の平均距離は惑星Yと恒星の平均距離の5倍である。
$\dfrac{惑星Xの公転周期}{惑星Yの公転周期}$は？
A) $\sqrt[.3]{5}$
B) $\sqrt{5}$
C) $\sqrt[.3] {5^{2}}$
D) $\sqrt{5^{3}}$
29
長方形の導体コイルが一様磁場中を一定の角速度で回転する。
コイルの回転軸は磁場に垂直である。
ある瞬間、コイルの平面は磁場の方向に対して角度$\theta$をなしている。
コイルに誘導される起電力の大きさは
A) ゼロになることはない。
B) $\theta$= 0°または180°のときに最大となる。
C) $\theta$= 45°または225°のときに最大となる。
D) $\theta$= 90°または270°のときに最大となる。
30
球形の惑星は半径R
グラフは、惑星の中心からの距離rに伴う惑星による重力ポテンシャルの変化を示している。
惑星表面からの脱出速度は？
A) $1.6\times 10^{3}ms^{-1}$
B) $2.2\times 10^{3}ms^{-1}$
C) $3.2\times 10^{3}ms^{-1}$
D) $4.5\times 10^{3}ms^{-1}$