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【過去問一問一答】中学理科物理でよく出る問題(運動とエネルギー)入試、定期テスト対策

物理
📌 この記事でわかること
  • ・全国の公立高校入試問題（理科）14,540件を分析
  • ・運動とエネルギーが出題される割合は、物理分野の中で30.0%
  • ・分析結果から類似問題500件を作成
  • ・類似問題を解いて、定期テスト対策・入試対策に差をつけよう！
当サイトは全国の公立高校入試過去問を独自にデータベース化しており、社会科に関しては14,540件もの過去問を詳細に分析しています。その膨大なデータ解析のノウハウを理科の分野にも投入し、今回「運動とエネルギー」に関する500問の入試問題を徹底的に分析しました。その結果、この単元は物理分野全体の30.0%を占めていることが判明しました。これは、理科の入試攻略において極めて重要な位置づけにあることを示しています。 驚くべきことに、この単元は全国47都道府県すべての入試で出題されており、中学生が避けては通れない最重要課題です。分析データによると、頻出テーマの第1位は全体の6%を占める 力学的エネルギーの保存 でした。この 力学的エネルギーの保存 を完璧に理解し、使いこなせるようになることが、高得点への最短ルートとなります。 受験までの限られた時間の中で、すべての問題を解くことは不可能です。だからこそ、出題傾向に基づいた効率的な学習が不可欠です。本記事では、データに裏打ちされた「効率よく得点を伸ばすためのヒント」を惜しみなく提供します。これから始まる 運動 と エネルギー の学習を通じて、入試本番で確実に得点できる力を身につけていきましょう。
📚 科目別の過去問数（理科 全14,540件）
科目過去に出題された件数出題率
　生物3,817 件26.3%
　地学3,600 件24.8%
　化学3,578 件24.6%
▶ 物理3,545 件24.4%
📖 物理の単元別 過去問数（物理内での割合・全3単元）
単元過去に出題された件数出題率
　光・音・力1305 件36.8%
　電流・磁界1175 件33.1%
▶ 運動とエネルギー1065 件30.0%
全国の運動とエネルギー分野でよく出ている問題は？
📊 出題傾向分析（運動とエネルギー）
分析した過去問数
14,540 件
出題都道府県数
47 都道府県
頻出テーマランキング出題傾向
1
力学的エネルギーの保存
67問（6%）
2
斜面上の物体にはたらく力
67問（6%）
3
平均の速さ
57問（5%）
4
斜面を下る物体の速さの変化
52問（5%）
5
仕事の原理
37問（3%）
分析のポイント

運動とエネルギー分野の頻出テーマ1位は力学的エネルギーの保存。2位は斜面上の物体にはたらく力。出やすい問題は必ず押さえておこう。

📍 出題都道府県（全期間）
📅 直近3年の出題県
青森(2025)群馬(2025)北海道(2025)広島(2025)東京(2025)神奈川(2025)
14,540件の入試問題を徹底分析してきたカリスマ講師です。理科の物理分野において、合否を分ける最大の山場である「運動とエネルギー」の攻略法を伝授します。 まず、物理分野全体におけるこの単元の占有率は30.0パーセントに達します。つまり、物理の問題の約3問に1問はこの単元から出題されているということです。データが示す頻出トピックのトップ3を確認しましょう。第1位は同率で、力学的エネルギーの保存（67問）と斜面上の物体にはたらく力（67問）です。そして第3位が平均の速さ（57問）となっています。この3つを完璧にするだけで、得点力は劇的に向上します。 特に注意すべきは、直近の2025年度入試において、青森県、群馬県、北海道、広島県、東京都といった主要な自治体で相次いで出題されている点です。これらの都道県で出題されたということは、全国的なトレンドとして運動の規則性とエネルギーの変換を問う流れが加速している証拠です。次に狙われるのは君たちの受験校かもしれません。 合格を掴むための戦略は、単なる公式の暗記を捨てることです。例えば、力学的エネルギーの保存では、位置エネルギーが減少した分だけ運動エネルギーが増えるという移り変わりのプロセスをグラフや図で説明できるようにしてください。また、斜面上の物体にはたらく力では、重力を斜面に平行な分力と斜面に垂直な分力に分解する作図能力が必須です。 なぜその結果になるのかという背景を理解すれば、初見の実験設定でも動じずに解けます。平均の速さの計算においても、単に距離を時間で割るだけでなく、記録タイマーの打点の間隔が何を意味しているのかを深く考察してください。現象の本質を捉える学習を積み重ねれば、道は必ず開けます。応援しています。
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運動とエネルギー
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目次

【運動とエネルギー】一問一答チェックリスト（全問500問）

最終更新日：2026/03/26

岩手公立高校入試(2018)類似

エネルギーと仕事の比例関係

Q1 物体が他の物体に対して仕事をする能力をエネルギーといいます。摩擦のない斜面上に置いた台車を滑らせて水平面にある木片に衝突させ、木片を移動させる実験において、台車が持つ位置エネルギーの大きさと、台車が木片に対して行う仕事の量との関係について正しく説明したものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事の量は、台車が持つ位置エネルギーの大きさに比例する
物体が持っているエネルギーとは、その物体が外部に対して行うことができる仕事の量で表されます。このため、台車が持つ位置エネルギーが大きければ大きいほど、木片を押し動かすという仕事の量（移動距離）もそれに応じて大きくなり、両者の間には正比例の関係が成立します。
群馬公立高校入試(2014)類似

運動エネルギーの最大位置

Q2 支点から吊るされた振り子が、最高到達点である点Aから、反対側の最高到達点である点Dまで揺れています。この振り子の軌道において、点Aと点Dの中間にある最も低い位置を点B、点Bと点Dの間の位置を点Cとしたとき、おもりの「運動エネルギー」が最大となる地点はどこですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
点B
振り子の運動において、おもりの高さが最も低くなる最下点では、重力による位置エネルギーが最小になります。エネルギー保存の法則により、減少した位置エネルギーはすべて運動エネルギーへと変換されるため、最下点である点Bにおいて運動エネルギーが最大となり、おもりの速さも最も速くなります。
秋田公立高校入試(2023)類似

ジュール

Q3 物体に力を加えて、その力の向きに物体を動かしたとき、その力の大きさと動かした距離の積で求められる物理量を「仕事」と呼びます。この仕事の大きさを表す単位として、正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
ジュール（J）
物体に加えた力の大きさと、その力の向きに動かした距離を掛け合わせたものを「仕事」と呼び、その単位には「ジュール（J）」が用いられます。1Nの力を加えて物体を力の向きに1m動かしたときの仕事が1Jと定義されています。ワット（W）は仕事率の単位、ニュートン（N）は力の単位、パスカル（Pa）は圧力の単位であるため混同しないよう注意が必要です。
埼玉公立高校入試(2016)類似

動滑車

Q4 動滑車と定滑車を組み合わせて物体を真上に引き上げる装置において、動滑車を使用する利点と、その際に生じる現象の組み合わせとして適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
必要な力の大きさは半分になるが、糸を引く距離は2倍になる。
動滑車は、物体を2本の糸で支える構造になっているため、1本の糸を引く力は物体の重さの半分で済みます。しかし、物体を一定の高さまで持ち上げるためには、2本の糸をそれぞれその高さ分だけ引き上げる必要があるため、合計で物体が動く距離の2倍の長さを引かなければなりません。このように、力は小さくなるが距離が長くなり、結果として仕事の大きさは変わらないことを「仕事の原理」と呼びます。
広島公立高校入試(2020)類似

振り子の運動エネルギーの変化

Q5 振り子が往復運動をしているとき、おもりが最も高い位置にある両端の点から、円弧を描いて最も低い位置にある点へと移動する際、おもりの速さと運動エネルギーの関係について正しく述べたものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
速さが速くなるにつれて、運動エネルギーは大きくなる
運動エネルギーは、動いている物体が持つエネルギーであり、物体の速さが速いほど大きくなる性質を持ちます。振り子が最高点から最下点に向かって運動するとき、重力によっておもりが加速され速さが増していくため、それに伴って運動エネルギーも大きくなります。
群馬公立高校入試(2022)類似

水平面と斜面における速さの変化

Q6 摩擦のない斜面を小球が下るとき、小球の速さが時間の経過とともに一定の割合で増加し続ける理由として、正しい説明はどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の斜面に平行な方向の分力が、一定の大きさではたらき続けるから
物体にはたらく重力を斜面に平行な方向と垂直な方向に分解すると、斜面に平行な下向きの力（分力）が生まれます。斜面の傾きが一定であれば、この分力の大きさも常に一定となります。物体に進行方向の力が一定ではたらき続けると、物体の速さは一定の割合で増加（加速）することになります。
山形公立高校入試(2016)類似

作用・反作用の法則

Q7 水平な床の上を転がってきた球が、静止している木片に衝突しました。衝突した瞬間に「球が木片を押す力」と「木片が球を押し返す力」の大きさや向きについて、正しい説明はどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
2つの力は同じ大きさで、向きは互いに反対である
作用・反作用の法則により、2つの物体の間で及ぼし合う力は、どちらの物体が動いているかに関わらず、常に同じ大きさで反対向きとなります。これらの力は衝突した瞬間に同時に発生します。
北海道公立高校入試(2018)類似

力的エネルギー

Q8 ある物体が基準面から5mの高さにあるときに持っている位置エネルギーを、同じ高さのまま3倍の大きさにしたい場合、どのような操作を行う必要がありますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体の質量を3倍にする。
位置エネルギーは、物体の質量と基準面からの高さのそれぞれに比例します。したがって、高さを変えずに位置エネルギーを3倍にするには、質量を3倍にする必要があります。なお、速さは運動エネルギーに関係する要素であり、位置エネルギーの計算には含まれません。
北海道公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q9 質量6kgの物体を、動滑車を1つ用いて2mの高さまで引き上げる実験を行います。動滑車と紐の質量、および摩擦は無視できるものとします。このとき、人間が紐を引く力と、紐を引いた距離の組み合わせとして正しいものはどれですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力：30N、距離：4m
動滑車を1つ使用する場合、物体を支える紐が2本になるため、引き上げるのに必要な力は物体の重さの半分（60N ÷ 2 = 30N）となります。一方で、仕事の原理により仕事の大きさは変わらないため、物体を2m持ち上げるためにはその2倍の距離（2m × 2 = 4m）だけ紐を引く必要があります。これにより、仕事の大きさは30N × 4m = 120Jとなり、直接持ち上げた場合（60N × 2m = 120J）と一致します。
埼玉公立高校入試(2014)類似

斜面を用いた仕事

Q10 質量500gの台車を、高さ30cmの地点まで斜面に沿って120cm移動させて引き上げる実験を行います。100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、摩擦の影響はないものとするとき、台車を斜面に沿って引き上げるのに必要な力の大きさは何Nですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
1.25N
物体を真上に30cm（0.3m）引き上げる場合に必要な仕事は、5N × 0.3m = 1.5Jとなります。仕事の原理により、摩擦がなければ斜面を用いても仕事の量は変わりません。斜面に沿って動かした距離は120cm（1.2m）であるため、求める力をFとすると「F × 1.2m = 1.5J」という関係が成り立ちます。これを計算すると、F = 1.25Nとなります。斜面の距離を高さで割るのではなく、仕事の量を移動距離で割る点に注意が必要です。
山形公立高校入試(2024)類似

動滑車における移動距離と速さの関係

Q11 動滑車を用いて物体を鉛直上向きに20cm持ち上げる実験を行う。このとき、手がひもを引く距離は何cmか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
40cm
動滑車を使用する場合、1つの物体を2本のひもで支える構造になるため、物体をある高さまで引き上げるには、それぞれのひもをその高さ分だけ短くする必要がある。そのため、手がひもを引く距離は物体の移動距離の2倍となる。物体の移動距離が20cmであれば、手がひもを引く距離は40cmとなる。
岩手公立高校入試(2021)類似

等速直線運動の移動時間

Q12 水平なレールの上を転がる小球が、速さを変えずに一直線上を同じ向きに進み続けるような運動を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
一定の速さで、一直線上を動く運動を等速直線運動と呼びます。摩擦や空気の抵抗が無視できる水平面上で、物体に力が働いていない、または働いている力がつり合っているときにこのような運動が見られます。
宮城公立高校入試(2023)類似

力学的エネルギーの保存とグラフ

Q13 縦軸にエネルギーの大きさ、横軸に時間をとり、摩擦のない斜面を滑り降りる物体のエネルギーの変化を考えます。このときの各エネルギーの挙動を正しく説明しているものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーを示す値が曲線的に減少し、運動エネルギーを示す値が曲線的に増加しており、どの時間においても両者の合計は同じ値を示している。
物体が滑り降りる際、時間とともに速さの増え方が変化するため、位置エネルギーと運動エネルギーは直線ではなく曲線的に変化します。しかし、どのような瞬間であっても力学的エネルギーの保存が成り立つため、位置エネルギーの減少分と運動エネルギーの増加分は相殺され、合計値は常に一定の高さ（水平な直線）を維持します。
岩手公立高校入試(2024)類似

平均の速さ

Q14 物体が移動した全道のりを、その移動にかかった時間で割って求められる、途中の速さの変化を無視して一定の速さで移動し続けたと仮定したときの速さを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
ある区間を移動した距離を、その移動にかかった時間で割ることで算出される物体の速さを平均の速さと呼びます。これに対し、スピードメーターが示すようなごく短い時間に移動した距離から求める速さを瞬間の速さと呼び、区別されます。
秋田公立高校入試(2023)類似

位置エネルギー

Q15 船に設置されたクレーンを使い、先端の動滑車で吊り下げた重りを高い所から落として、風車の土台となる杭を海底に打ち込む作業を想定します。このとき、重りが杭を打ち込む能力（位置エネルギー）を2倍にする方法として適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重りの質量を2倍にするか、または、重りを吊り上げる高さを2倍にする
位置エネルギーの大きさは「物体の質量 × 重力加速度 × 高さ」で表され、質量と高さのそれぞれに比例します。したがって、質量を2倍にするか、あるいは高さを2倍にすれば、位置エネルギーは元の2倍になります。質量と高さの両方を2倍にした場合は、2×2で4倍のエネルギーを持つことになります。
岩手公立高校入試(2021)類似

ストロボ写真による等速運動の記録

Q16 0.1秒ごとに発光するストロボ装置を使って、水平なレール上を等速直線運動する小球を撮影しました。記録された写真において、隣り合う小球の像の間隔を測ったところ、どの間隔もすべて6cmでした。この小球の速さは何cm/sですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
60 cm/s
速さは「移動距離 ÷ かかった時間」という式で求められます。この記録では0.1秒という一定の時間ごとに6cm移動していることがわかるため、6(cm) ÷ 0.1(s) = 60(cm/s) と計算されます。等速直線運動では、どの区間においてもこの速さが維持されます。
北海道公立高校入試(2015)類似

振り子の最下点における速さと力

Q17 振り子が最高点から動き出し、軌道の真ん中にある最も低い位置を通過して、反対側の最高点まで運動する様子を、一定の時間間隔で発光するストロボスコープを用いて記録しました。このとき、記録されたおもりの間隔が最も広くなる地点と、その地点におけるおもりの速さの組み合わせとして適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
おもりの間隔が最も広くなるのは最下点で、速さは最大である
ストロボ写真において、一定の時間間隔でおもりの位置を記録したとき、おもりの間隔が広いほどその区間の速さが大きいことを示しています。振り子の運動では、最高点から最下点に向かって重力の分力により加速し続けるため、最も低い位置である最下点で速さが最大となり、おもりの間隔も最も広くなります。
青森公立高校入試(2024)類似

合力の大きさの決定

Q18 方眼紙上のある一点から、二つの異なる方向へ力がはたらいています。これらの二つの力を合成して合力を求めたところ、合力を表す矢印は、方眼の目盛りに沿ってちょうど六目盛り分の長さになりました。方眼の一目盛りが〇・五ニュートンを表すとき、この合力の大きさは何ニュートンになりますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
三・〇ニュートン
二つの力を合成して得られる合力の大きさは、作図された矢印の長さに比例します。今回のケースでは、平行四辺形の法則によって求められた合力が方眼六目盛り分に相当します。一目盛りが〇・五ニュートンであるという定義に基づき、六目盛り分に〇・五ニュートンを掛けることで、三・〇ニュートンという数値を導き出すことができます。
埼玉公立高校入試(2014)類似

電力とエネルギー効率

Q19 モーターを使って台車を引き上げる実験を行います。モーターに3.0Vの電圧をかけ、100mAの電流を流しながら10秒間台車を引き上げました。このとき、供給された電気エネルギーのすべてが台車を引き上げる仕事に使われたと仮定すると、モーターが台車に対して行った仕事の量は何J（ジュール）になりますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
3.0Jの仕事
まず、電流の単位をmAからAに換算する必要があるため、100mAは0.1Aとなる。次に、消費された電力（W）を求めるために「電圧(V)×電流(A)」の計算を行うと、3.0V × 0.1A = 0.3Wとなる。電気エネルギー（仕事量）は「電力(W)×時間(s)」で求められるため、0.3W × 10s = 3.0Jとなる。供給された電気エネルギーのすべてが仕事に変換されたという条件より、仕事の量は3.0Jとなる。
埼玉公立高校入試(2016)類似

動滑車

Q20 スタンドに固定された定滑車に糸を通し、その糸の一端をスタンドの別の場所に固定して、糸の途中に動滑車を配置しました。この動滑車に合計の質量が300gである物体と動滑車を取り付け、静止させました。このとき、糸のもう一方の端に吊り下げているおもりの質量は何gですか。ただし、糸の質量や摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
150g
動滑車を用いると、物体と滑車の合計の重さを2本の糸で支えることになります。そのため、1本の糸にかかる力（張力）は全体の質量の半分で済みます。この問題では、物体と動滑車の合計質量が300gであるため、それを支えるために必要な力は150gの質量が受ける重力と等しくなります。定滑車は力の向きを変えるだけで力の大きさには影響しないため、吊り下げるおもりの質量は150gとなります。
埼玉公立高校入試(2024)類似

力学的エネルギーの保存

Q21 摩擦や空気抵抗が無視できる空間において、物体が運動するとき、物体の持つ位置エネルギーと運動エネルギーの和は常に一定に保たれます。この法則を何と呼びますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギーの保存
物体が持つ位置エネルギーと運動エネルギーを合わせたものは力学的エネルギーと呼ばれます。摩擦や空気抵抗などの外部からの影響がない場合、これら2つのエネルギーは互いに移り変わりますが、その合計値は変化せず一定となります。これを力学的エネルギーの保存といいます。
埼玉公立高校入試(2017)類似

力学的エネルギーの保存

Q22 なめらかな斜面上の点Aに小球を置き、静かに手を離しました。小球は斜面を下り、摩擦のない水平面を通った後、再び別の斜面を上り始めました。摩擦や空気の抵抗がまったくない場合、小球が到達する最高地点の高さはどうなりますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
スタート地点である点Aと同じ高さまで上がる
摩擦や抵抗がない場合、点Aで持っていた位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変化し、再び斜面を上る際にすべて位置エネルギーへと戻ります。力学的エネルギーが保存されるため、エネルギーの損失がなく、小球は最初と同じ高さまで到達することになります。
群馬公立高校入試(2016)類似

運動エネルギーの変化

Q23 摩擦のない斜面を小球が転がり下り、そのままなめらかにつながった水平面へと移る運動について考えます。小球が斜面を下り始めてから水平面を移動するまでの、水平方向の移動距離と運動エネルギーの関係を正しく説明しているものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面を下る間は運動エネルギーが直線的に増加し、水平面に達した後は一定の値を保ち続ける。
物体が斜面を下る際、重力の働きによって位置エネルギーが運動エネルギーへと変換されるため、高さが低くなるにつれて運動エネルギーは直線的に増加します。水平面に達すると、それ以上は高さが変化しなくなるため、位置エネルギーの変換が終わり、摩擦や空気抵抗を無視すれば、運動エネルギーは最大値のまま一定の状態で推移します。
群馬公立高校入試(2023)類似

動滑車による力の軽減

Q24 動滑車を1個用いて物体を引き上げる際、定滑車のみを用いた場合と比較して、物体を引き上げるのに必要な力の大きさが変化する理由として正しい説明はどれですか。
★★★ 標準 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体を吊るしている動滑車を、2本のひもで支える構造になるため
動滑車を使用する場合、天井に固定されたひもの端と、人が引いているひもの端の合計2本で、物体と滑車全体の重さを支えることになります。重力が2本のひもに均等に分散される結果、1本当たりのひもに加わる力が2分の1に軽減されます。
栃木公立高校入試(2022)類似

平均の速さ

Q25 記録タイマーを用いた運動の実験において、一定の打点数ごとに切り取った記録テープを、時間の経過に沿って順に並べて貼り付けたものを作成しました。各テープの「長さ」は、その区間におけるどのような物理量に対応していますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
その区間における平均の速さ
記録タイマーを一定の打点数ごとに切った場合、それぞれのテープはすべて「同じ時間（例えば0.1秒間）」の運動を記録したことになります。速さは単位時間あたりの移動距離で決まるため、同じ時間内での移動距離を示す「テープの長さ」が長いほど、その区間の平均の速さが大きかったことを意味します。
埼玉公立高校入試(2020)類似

2力の合力とつり合い

Q26 2本の糸でおもりを吊り下げて静止させたとき、それぞれの糸がおもりを引く2つの力の「合力」を求めるための原理と、その合力の向きについて正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
2つの力を2辺とする平行四辺形をつくり、その対角線として合力を求める。合力の向きは重力と反対の真上を向く。
一点から働く2つの力を合成する場合、その2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形を作り、その対角線で合力を表す「平行四辺形の法則」を用います。おもりが静止している場合、重力は地球の中心に向かう「真下」を向いているため、それとつり合う合力は必ず真逆の「真上」を向くことになります。
岩手公立高校入試(2024)類似

摩擦力による速さの変化

Q27 物体が他の物体と接しながら運動しているとき、その接触面で運動を妨げる向きにはたらく力を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
摩擦力
物体が面の上を移動する際、その接触面において運動を邪魔する向きに力が生じます。この力を摩擦力と呼び、物体の運動エネルギーを減少させる原因となります。
高知公立高校入試(2022)類似

合力

Q28 1つの点にはたらく2つの力と同じはたらきをする、1つの力のことを何といいますか。その名称として適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力
複数の力と同じはたらきをする1つの力を合力といいます。これに対し、1つの力を同じはたらきをする複数の力に分けたときの、それぞれの力を分力といいます。
高知公立高校入試(2016)類似

仕事率の算出

Q29 重さ50Nの物体を、一定の速さで10mの高さまで引き上げるのに2秒かかりました。このときの仕事率はいくらですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
250W
まず、物体を引き上げるために必要な仕事の大きさを求めます。仕事（J）＝ 力（N）× 力の向きに動かした距離（m）の式より、50N × 10m ＝ 500Jとなります。次に、この仕事を2秒で行ったことから、仕事率（W）＝ 仕事（J）÷ かかった時間（秒）の式に当てはめると、500J ÷ 2秒 ＝ 250Wとなります。
秋田公立高校入試(2023)類似

ジュール

Q30 スタンドに固定された定滑車から糸を出し、動滑車を介して質量1kgの物体（10Nの重力がはたらくものとする）を吊るしました。糸の端にばねばかりを接続してゆっくりと引き上げ、物体を2m持ち上げたとき、ばねばかりを引く力がした仕事の大きさは何Jですか。ただし、滑車の質量や摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
20J
動滑車を1つ使用すると、物体を持ち上げるために必要な力は重力の半分の5Nになりますが、糸を引く距離は持ち上げる高さの2倍である4mになります。したがって、仕事の大きさは「5N × 4m ＝ 20J」となります。このように、道具を使っても使わなくても仕事の大きさが変わらないことを「仕事の原理」と呼びます。直接10Nの物体を2m持ち上げる仕事（10N × 2m ＝ 20J）と比較しても、その結果は一致します。
北海道公立高校入試(2014)類似

慣性

Q31 物体に外部から力がはたらかないとき、または、はたらいている力がつり合っているとき、静止している物体は静止し続け、運動している物体はそのときの速さで一直線上を動き続けるという性質を何というか、最も適切な名称を選択してください。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性
物体が現在の運動の状態を維持しようとする性質を慣性と呼びます。これはニュートンの運動の第一法則に基づいた性質であり、質量が大きい物体ほどこの性質が強く現れます。
北海道公立高校入試(2016)類似

合力

Q32 正方形のマス目が並んだ方眼紙上において、ある一点から「左方向に3マスの大きさ」を持つ力Aと、「上方向に4マスの大きさ」を持つ力Bが同時にはたらいています。平行四辺形の法則を用いてこれら2つの力を合成したとき、合力の大きさは方眼の何マス分の長さに相当しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
5マス分
左方向3マス、上方向4マスの2つの力を合成すると、横3マス・縦4マスの長方形の対角線が合力となります。この対角線の長さは三平方の定理（3の2乗 + 4の2乗 = 5の2乗）により算出され、5マス分の長さとなります。
秋田公立高校入試(2024)類似

重力の大きさ

Q33 地球上で、質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとしたとき、質量500gの物体にはたらく重力の大きさとして正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
5N
物体にはたらく重力の大きさは、その物体の質量に比例します。質量100gにつき1Nの重力がはたらくという定義に基づくと、質量500gの物体にはその5倍の大きさである5Nの重力がはたらきます。
青森公立高校入試(2025)類似

仕事率

Q34 重さが10Nの物体を動滑車につるし、ばねばかりを用いて一定の速さで引き上げたところ、物体が床面から20cm上昇するのに5秒かかりました。このときの仕事率は何Wですか。ただし、動滑車やひもの重さ、摩擦などは考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.4W
動滑車を使うと、引く力は物体の重さの半分（5N）になりますが、引く距離は物体が上昇する高さの2倍（40cm＝0.4m）になります。したがって、仕事の大きさは 5N × 0.4m ＝ 2J です（あるいは 10N × 0.2m ＝ 2J と考えても同じです）。仕事率は、この仕事の大きさ（2J）をかかった時間（5秒）で割ることで求められるため、 2J ÷ 5s ＝ 0.4W となります。
北海道公立高校入試(2015)類似

力の分解

Q35 1つの力を、それと同じはたらきをする複数の力に分けることを力の分解といいます。糸につるされた振り子のおもりにはたらく重力を、糸に平行な方向と糸に垂直な方向の2つに分けたとき、分けられたあとのそれぞれの力を何と呼びますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
分力
1つの力をそれと同じはたらきをする複数の力に分けることを力の分解と呼び、その分けられた個々の力を分力といいます。振り子の運動では、重力を糸の方向（張力とつり合う方向）とおもりの動く方向（接線方向）に分解して考えることが一般的です。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面の傾きと速さの変化の割合

Q36 長さ50cmの斜面を使い、斜面の高さを上げて傾きを大きくして、物体を滑らせる実験を行いました。傾きを大きくする前と比較したとき、物体の運動や力について述べたものとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
重力の斜面に平行な分力が大きくなるため、速さの変化の割合が大きくなる。
斜面の長さが一定（50cm）であっても、高さを高く設定すると斜面の角度は急になります。物体を斜面に置いたとき、重力のうち斜面に沿って下向きにはたらく力の成分（分力）は、斜面の傾きが大きくなるほど大きくなります。この分力が物体を加速させる原因となるため、力が大きくなることで速さの変化の割合も増加します。物体にはたらく重力そのものは、物体の質量が変わらない限り一定です。
群馬公立高校入試(2018)類似

等速直線運動の速さ

Q37 記録タイマーを用いて物体の運動を調べたところ、5打点（0.1秒）ごとの移動距離が、最初の数区間は1.9cmから8.0cmまで増加し、その後は8.0cmのまま一定の値をとり続けた。この運動において、移動距離が増加している区間と、一定になった区間の違いに関する説明として最も適切なものはどれか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
移動距離が増加している間は物体に力が加わっており、一定になった後は等速直線運動に変化している。
物体の速さが変化（増加）しているときは、進行方向に力が加わっています。一方で、5打点ごとの移動距離が8.0cmで一定になった区間では、速さが変化しない等速直線運動を行っています。これは、物体に力が働かなくなったか、摩擦力などの抵抗力と推進力がつり合ったことを示しています。
東京公立高校入試(2015)類似

仕事の大きさとエネルギーの変換

Q38 動滑車に吊るされた5ニュートンの重さがあるおもりを、30センチメートル一定の速さで下降させた。このとき、おもりがした仕事の大きさとして正しいものはどれか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 —
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✅ 正解
1.5ジュール
仕事の大きさ（単位：ジュール）は、物体にはたらく力（ニュートン）と、その力の向きに移動した距離（メートル）の積で求められる。30センチメートルは0.3メートルであるため、5ニュートン × 0.3メートルを計算して1.5ジュールとなる。単位の変換ミスに注意が必要である。
青森公立高校入試(2022)類似

高さと木片の移動距離の関係

Q39 小球をはなす高さと、衝突した木片の移動距離の関係を調べる実験を行いました。小球をはなす高さを20cmにしたとき、木片の移動距離が16cmであったとすると、同じ装置を用いて小球をはなす高さを35cmにした場合、木片は何cm移動すると考えられますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
28cm
小球をはなす高さと木片の移動距離には正比例の関係が成立します。高さが20cmのときに移動距離が16cmであることから、移動距離は高さの0.8倍（16 ÷ 20）になると求められます。したがって、高さを35cmにしたときの移動距離は、35 × 0.8 ＝ 28cmとなります。
北海道公立高校入試(2015)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q40 物体が高い位置にあることで蓄えられる「位置エネルギー」と、物体が運動していることで持つ「運動エネルギー」を合計したものを何と呼びますか。摩擦や空気の抵抗を無視できる場合、この合計は常に一定に保たれます。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギー
位置エネルギーと運動エネルギーの和は「力学的エネルギー」と定義されます。外部からの摩擦や空気抵抗による熱エネルギーへの変換がない場合、この合計値は一定に保たれるという性質があり、これを力学的エネルギー保存の法則と呼びます。
北海道公立高校入試(2025)類似

エネルギーの変換効率

Q41 同じ電圧をかけたとき、豆電球とLEDの性質を比較した実験について述べたものとして、適切なものはどれですか。なお、豆電球はLEDよりも大きな電流が流れ、明るさはLEDよりも暗かったものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
豆電球は電気エネルギーの多くが熱エネルギーに変換されるため、LEDよりも表面温度が高くなる。
豆電球は電気エネルギーを光に変換する効率が低く、消費したエネルギーの多くが熱エネルギーとなって放出されるため、表面温度が非常に高くなります。一方、LEDは変換効率が高く、少ない電気エネルギーで効率よく光を出すことができるため、発生する熱を抑えることができます。
岩手公立高校入試(2018)類似

斜面の傾きと加速度の関係

Q42 ある斜面を滑り降りた物体が、そのままなめらかな水平面に移って等速直線運動をする様子を観察しました。次に、斜面の角度をさらに大きくして同様の実験を行った場合、角度を大きくする前と比較して、物体の「速さと時間の関係」はどうなると考えられますか。
★★★ 標準 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さと時間の関係を示すグラフの傾きが急になり、より短い時間で高い速度に到達する。
斜面の角度を大きくすると、物体にはたらく斜面方向の力が大きくなるため、加速度が増加します。速さと時間の関係を表すグラフにおいて、加速度は直線の傾きとして表されるため、角度が大きいほどグラフの傾きは急になります。また、より強い力で加速されるため、より短い時間で大きな速度に到達し、水平面へ移行した後の一定の速度も大きくなります。
岩手公立高校入試(2023)類似

慣性

Q43 摩擦や空気抵抗がまったくない水平な面上において、ある物体を軽く押して運動させた後、手を離しました。手を離した後の物体の運動として、適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
一定の速さで直進し続ける
物体に外部から力がはたらかない場合、慣性の法則により、運動している物体はその運動の状態を維持します。摩擦や空気抵抗がない理想的な条件下では、物体を加速させる力も減速させる力もはたらかないため、そのままの速さで等速直線運動を続けます。
岩手公立高校入試(2018)類似

重力の分解

Q44 水平面に対して一定の角度をもつ斜面の上に物体が置かれているとき、物体にはたらく重力を、斜面に平行な方向の力と斜面に垂直な方向の力という、互いに垂直な2つの力に分けることを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
力の分解
1つの力と同じはたらきをする2つ以上の力を求める操作を力の分解と呼び、それによって得られたそれぞれの力を分力といいます。斜面上の物体に加わる重力を、物体を動かそうとする向き（平行）と面を押しつける向き（垂直）に分けて考えることは、物理現象を解析する上で非常に重要です。
埼玉公立高校入試(2015)類似

火力発電のエネルギー変換

Q45 火力発電所では、燃料を燃焼させて最終的に電気エネルギーを取り出します。ボイラーで燃料を燃やし、その熱で発生させた水蒸気がタービンを回し、発電機を動かすという一連の流れにおいて、エネルギーが変換されていく順序として正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー
燃料がもともと持っているエネルギーは化学エネルギーであり、これを燃焼させることで熱エネルギーに変換し、水を沸騰させて高温・高圧の蒸気を作ります。その蒸気の力でタービンを回すことで運動エネルギーが生じ、最終的に発電機によって電気エネルギーへと変換されます。位置エネルギーや光エネルギーは、この標準的な変換過程の主軸には含まれません。
北海道公立高校入試(2022)類似

平均の速さ

Q46 240km離れた地点まで特急列車で移動する際、出発してから到着するまでに3時間かかりました。この列車の「平均の速さ」として正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
時速80km
平均の速さは「移動距離 ÷ かかった時間」という式で求められます。この場合、移動距離240kmを、かかった時間3時間で割ると、240 ÷ 3 = 80 となり、時速80kmが導き出されます。途中で駅に停車したり、速さを変えたりしていても、全行程を一定の速さで進んだものとして計算します。
北海道公立高校入試(2024)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分解

Q47 物体を置いている斜面の傾き（角度）を大きくした場合、その物体にはたらく「重力の斜面に平行な分力」と「重力の斜面に垂直な分力」の大きさは、傾きを大きくする前と比べてそれぞれどのように変化しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平行な分力は大きくなり、垂直な分力は小さくなる
斜面の傾きが急になるほど、重力の向き（鉛直下向き）に対して斜面がより平行に近づくため、平行な分力は大きくなります。逆に、斜面を垂直に押す成分は少なくなるため、垂直な分力は小さくなります。このため、傾きが急なほど物体はより大きな力で加速されます。
岩手公立高校入試(2023)類似

エネルギーの変換効率

Q48 モーターを使って重りを引き上げる装置があります。このモーターに5.0Vの電圧を加えたところ、0.60Aの電流が2.0秒間流れ、その間に重りが得た位置エネルギー（仕事）は1.5Jでした。このときの電気エネルギーの変換効率を求めなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
25パーセント
まず消費された電気エネルギーを求めます。電気エネルギー（J）＝電圧（V）×電流（A）×時間（s）の式より、5.0V × 0.60A × 2.0s ＝ 6.0Jとなります。このうち、1.5Jが重りの位置エネルギーとして有効利用されたため、変換効率は 1.5J ÷ 6.0J ＝ 0.25、つまり25パーセントとなります。電力（W）と電力量（J）を混同しないように注意が必要です。
鹿児島公立高校入試(2023)類似

仕事と仕事率の計算

Q49 物理学において、1秒間あたりに行う仕事の量を表す量を仕事率といいます。仕事の単位をジュール（J）、時間を秒（s）としたとき、仕事率の単位として用いられるものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
ワット（W）
仕事率は単位時間（1秒間）あたりにどれだけの仕事をしたかを示す指標です。仕事の大きさ（J）を、その仕事にかかった時間（s）で割ることで算出され、その単位には電力などと同じワット（W）が用いられます。1Wは、1秒間に1Jの仕事をする時の仕事率と定義されています。
高知公立高校入試(2016)類似

仕事率の算出

Q50 1秒間あたりに行う仕事の大きさを表す「仕事率」について、その単位と求め方の組み合わせとして正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
単位はワット（W）を用い、仕事の大きさ（J）を仕事にかかった時間（秒）で割って求める。
仕事率は、単位時間（1秒間）あたりにどれだけの仕事が行われたかを示す物理量です。単位にはワット（W）が使われ、仕事の大きさ（J）を、その仕事に要した時間（秒）で割ることで算出されます。これに対し、力に距離をかけて求めるのは「仕事」そのものであり、単位はジュール（J）です。
秋田公立高校入試(2017)類似

仕事率

Q51 質量600gの物体に働く重力の大きさを6Nとします。この物体を斜面を用いて、垂直な高さが0.5mの位置まで5秒間かけて一定の速さで引き上げました。このとき、物体を引き上げる仕事率はいくらですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
0.6W
まず、物体を高さ0.5mまで引き上げるのに必要な仕事の大きさを求めます。仕事の原理により、斜面を使っても仕事の大きさは直接引き上げる場合と変わらないため、「6N × 0.5m ＝ 3J」となります。次に、この3Jの仕事を5秒間で行ったため、仕事率は「3J ÷ 5秒 ＝ 0.6W」と導き出されます。
埼玉公立高校入試(2014)類似

等加速度直線運動における移動距離の算出

Q52 記録タイマーを用いて、斜面を下る台車の運動を5打点（0.1秒）ごとに切ったテープで分析しました。1本目から4本目までのテープの長さが順に1.2cm、3.6cm、6.0cm、8.4cmであったとき、これらのデータから「台車の移動距離の合計」を求めるための手法として適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
1本目から4本目までのすべてのテープの長さを加算する。
記録テープを一定の時間間隔（この場合は0.1秒）ごとに切り取った場合、それぞれのテープの長さは「その時間内に物体が移動した距離」を直接表しています。したがって、運動開始から特定の時間までの合計移動距離を知るためには、その時までに記録されたすべてのテープの長さを足し合わせる必要があります。この実験の例では、1.2、3.6、6.0、8.4の4つの数値を合計することで、0.4秒後までの全移動距離が算出されます。
栃木公立高校入試(2022)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q53 水平面に対して30度の角度で傾けられた斜面の上に台車を置き、斜面の上端にある滑車を介して、台車とおもりを糸でつなぎました。手を離したところ、台車は斜面を下る方向に運動を開始し、その速さがしだいに大きくなりました。このとき、台車にはたらく「斜面に平行な分力」と「糸が台車を引く力」の大きさの関係について、正しい説明はどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
斜面に平行な分力の大きさが、糸が台車を引く力の大きさよりも大きい
物体が特定の方向に加速度をもって運動している場合、その運動の向きに合力が生じている必要があります。台車が斜面を下る方向に加速していることから、斜面下向きにはたらく「重力の斜面に平行な分力」が、斜面上向き（反対方向）にはたらく「糸が引く力」よりも勝っているため、物体は下向きに加速します。もし2つの力が等しければ台車は静止または等速直線運動をし、糸の力のほうが大きければ台車は斜面を上ります。
青森公立高校入試(2025)類似

エネルギーの変換効率

Q54 電源装置、電流計、電圧計を接続したモーターを用いて、質量2.0kgの物体を一定の速さで垂直に1.5m引き上げる実験を行った。装置に10Vの電圧を加えたところ、2.0Aの電流が5.0秒間流れた。100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとしたとき、供給された電気エネルギーが物体への仕事量に変換された効率は何パーセントか求めなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
30パーセント
まず、供給された全電気エネルギーは「電圧(V)×電流(A)×時間(s)」で求められ、10V×2.0A×5.0s＝100Jとなります。次に、モーターが物体に対して行った仕事量は「力の大きさ(N)×移動距離(m)」で求められ、2.0kgは20Nであるため、20N×1.5m＝30Jとなります。変換効率は「有効に利用されたエネルギー（仕事量）÷供給された全エネルギー」で算出されるため、30J÷100J＝0.3となり、30パーセントが導かれます。
埼玉公立高校入試(2022)類似

力の平行四辺形の法則

Q55 1枚の金属板を、1つの点から伸びる2本の糸Pと糸Qで引いて静止させる実験を行います。このとき、糸Pが引く力と糸Qが引く力の2つの力の合力について説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形を作図したとき、その対角線が合力の向きと大きさを表す。
2つの力が異なる向きにはたらいている場合、合力の大きさは単純な和（足し算）にはなりません。2つの力を表す矢印を隣り合う2辺とした平行四辺形をつくり、その始点から引いた対角線が、2つの力を合わせた効果を持つ「合力」を示します。三角形の第3辺を合力とする考え方は誤りです。
岩手公立高校入試(2021)類似

位置エネルギーの最大点

Q56 高低差のある曲線レールにおいて、斜面の一番高い地点、途中の水平な地点、レールが下向きに凸となっている最も低い地点、レールの終点であるゴール地点の4か所で小球の状態を比較します。このとき、小球が持つ位置エネルギーが最大となる地点はどこですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の一番高い地点
位置エネルギーは物体がある高さにあることによって持つエネルギーであり、基準面からの高さが高いほどその値は大きくなります。レール上のどの地点であっても、質量が一定であれば、最も高い位置にある地点で位置エネルギーが最大になります。速さが最大となる「最も低い地点」は、運動エネルギーが最大になる地点であるため、混同しないよう注意が必要です。
群馬公立高校入試(2016)類似

斜面上の分力

Q57 一定の傾きをもつなめらかなレールの上を、小球が点Aから点Bに向かって転がり落ちるとき、小球にはたらく「重力の斜面方向の分力」の大きさの変化について正しく述べたものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
小球の位置に関わらず、常に一定である
物体が斜面上にあるとき、その物体には地球の中心に向かう重力がはたらいています。この重力は、斜面に平行な方向の分力と、斜面に垂直な方向の分力に分解して考えることができます。斜面の傾きがどこでも等しい場合、重力の大きさも斜面の角度も変化しないため、斜面方向の分力の大きさは物体の位置や速さに関わらず一定となります。
岩手公立高校入試(2021)類似

速さの変化と通過時間の関係

Q58 一直線のレール上を走る小球の運動について、途中に上り坂の区間が存在する場合、その前後と比較して全体の移動時間にどのような影響を及ぼすか、観察される現象として正しいものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
上り坂で小球が減速するため、その区間の通過に時間がかかり、全体の移動時間は長くなる。
物体が斜面を上る運動では、重力の斜面下向きの分力が働くため、運動の速さが減少します。このように移動経路の途中で減速する区間が含まれると、その地点を通過するのにかかる時間が増大します。その結果、出発点から到達点までの全体の移動時間は、平坦な道を同じ速さで進んだ場合よりも長くなります。
栃木公立高校入試(2023)類似

位置エネルギーと速さの関係

Q59 水平な床とつながっている斜面を用いて、小球を離す高さを変えながら水平面に達したときの速さを測定する実験について、エネルギーの変換の観点から述べた説明として正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
小球を離す位置が高いほど、最初にもっている位置エネルギーが大きいため、水平面での運動エネルギーが大きくなり速さも速くなる。
高い位置にある物体は、重力による位置エネルギーをもっています。小球が斜面を下るにつれて、この位置エネルギーが減少した分だけ運動エネルギーが増加します。小球を離す高さが高いほど、減少する位置エネルギーの総量が大きくなるため、変換される運動エネルギーも大きくなり、結果として水平面での速さが速くなります。
岩手公立高校入試(2020)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q60 摩擦や空気抵抗を考えないとき、斜面の最上点にある小球がもつ位置エネルギーが10J（ジュール）、運動エネルギーが0Jであったとします。この小球が斜面を転がり落ち、ある地点を通過したときの運動エネルギーが4Jであった場合、その地点での位置エネルギーは何Jになりますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
6J
力学的エネルギー保存の法則により、摩擦や空気抵抗がない場合、位置エネルギーと運動エネルギーの和は常に一定となります。最上点での力学的エネルギーは 10J + 0J = 10J です。したがって、どの地点においても合計は 10J になる必要があるため、運動エネルギーが 4J の地点では、10J – 4J = 6J がその時の位置エネルギーとなります。
群馬公立高校入試(2025)類似

斜面を下る物体の速さの変化

Q61 摩擦のない斜面をすべりおりる物体の運動について、物体が動き始めてからの時間と、物体の速さの関係を説明したものとして最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
速さは時間に比例し、一定の割合で増加する
斜面を下る物体には、重力の斜面に平行な成分が常に一定の大きさではたらき続けます。物体に一定の大きさの力がはたらき続けると、物体の速さは時間に比例して変化します。このため、時間とともに速さが一定の割合で増加する運動（等加速度直線運動）となります。グラフで表すと、原点を通る直線になります。
埼玉公立高校入試(2019)類似

ジュール

Q62 100W（ワット）の消費電力が表示されている電気器具を、1分間連続で使用したときに発生する熱量は何ジュールですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
6000ジュール
電流によって発生する熱量（ジュール）は、電力（ワット）と使用した時間（秒）の積で求めることができます。この問題では、時間は1分間、つまり60秒であるため、100W × 60s ＝ 6000Jとなります。消費電力の「1W」は「1秒あたり1Jのエネルギーを消費すること」を意味しているため、時間の単位を秒に変換して計算する必要があります。
埼玉公立高校入試(2017)類似

空中に放り出された物体にはたらく力

Q63 なめらかな斜面上のレールを運動する小球が、レールの端から空中に放り出されたあと、最高点に達しました。この最高点に達した瞬間に小球にはたらいている力の向きと名称について正しく述べたものはどれですか。ただし、空気の抵抗は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
重力が鉛直下向きにはたらいている
空中に放り出された物体には、運動の状態や位置に関わらず、常に一定の重力が作用します。最高点においても物体には質量があるため、地球が中心に向かって引く「重力」が「鉛直下向き」にはたらき続けています。運動の向きに力が必要であると誤解したり、最高点で力が消滅すると考えたりしないよう注意が必要です。
山形公立高校入試(2016)類似

作用・反作用の法則

Q64 物体Aが物体Bに力を及ぼすとき、物体Aは必ず物体Bから、同じ大きさで逆向きの力を同時に受けます。この法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
作用・反作用の法則
一つの物体が他の物体に力を及ぼすとき、その力を作用と呼び、同時にもう一方の物体から受ける同じ大きさで逆向きの力を反作用と呼びます。この2つの力の関係を作用・反作用の法則といいます。
高知公立高校入試(2020)類似

力学的エネルギーの変化

Q65 物体を一定の速さで上昇させているとき、運動エネルギーと位置エネルギーの和である力学的エネルギーが一定に保たれず、増加していく理由として適切な説明はどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
外部から物体に対して、引き上げる力が仕事を加え続けているから
力学的エネルギー保存の法則が成り立つのは、重力や弾性力以外の外力が仕事をしない場合に限られます。物体を一定の速さで引き上げる状況では、手がひもを引く力などの外力が物体に対して上向きに仕事を加え続けています。この外部からの仕事がエネルギーとして物体に蓄えられるため、位置エネルギーの増加に伴って力学的エネルギーの総量も増加します。
埼玉公立高校入試(2018)類似

仕事率の計算

Q66 仕事率が60Wのモーターを5分間回転させたとき、このモーターが行った仕事の量は何Jですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
18000J
仕事率は1秒間あたりの仕事量を示すため、全仕事量は「仕事率 × 時間（秒）」で求められます。この問題では時間が「5分」と指定されているため、まず秒単位に換算します。5分は 5 × 60 ＝ 300秒 です。よって、仕事量は 60W × 300秒 ＝ 18000J となります。分を秒に直さずに計算しないよう注意が必要です。
埼玉公立高校入試(2024)類似

グラフの形状判断のための追加実験

Q67 ある物体を斜面から滑らせる実験において、高さ5cm、10cm、15cmの3つの地点からそれぞれ滑らせ、各地点での物体の速さを測定しました。得られたデータからグラフを作成したところ、原点を通る直線のように見えましたが、一方で曲線として描くことも可能でした。このグラフの形状が直線か曲線かをより正確に判断するために行う「追加実験」の方法として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
高さ7.5cmや12.5cmなど、既に測定したデータの中間の値を設定して、再び速さを測定する。
測定したデータが3点のみで間隔が広い場合、その間を結ぶ線が直線（比例関係）なのか曲線（非線形な関係）なのかを区別することが困難です。このような場合、既知の測定データ同士の「中間」の値を狙った「高さの設定」で「追加実験」を行い、その結果が直線と曲線のどちらの予想線により近いかを確認することで、グラフの正しい形状を判断することができます。同じ実験の繰り返しは精度の向上には寄与しますが、グラフの形状自体の判断材料にはなりません。
青森公立高校入試(2025)類似

エネルギーの変換効率

Q68 エネルギーをある形から別の形へ変換して利用する際、供給された全エネルギーに対して、目的とする仕事に有効に変換されたエネルギーの割合を何というか、名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
変換効率
投入されたエネルギーがどれだけ無駄なく目的の用途に使われたかを示す指標を変換効率と呼びます。例えば、モーターで物体を引き上げる場合、消費した電気エネルギーのうち、物体の位置エネルギーの増加（仕事）に充てられた割合を指します。現実の装置では、摩擦による熱や音の発生としてエネルギーが逃げるため、この値が100パーセントになることはありません。
宮城公立高校入試(2023)類似

重力の向き

Q69 水平な床から続く斜面を、小球が転がり上がっていく状況を想定します。小球が「水平な床にあるとき」と「斜面を転がっているとき」を比較した、重力の向きに関する記述として正しいものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
水平な床でも斜面の上でも、重力の向きは変わらず鉛直下向きである
物体にはたらく重力の向きは、物体の運動方向や設置されている面の角度に影響されることはありません。小球が水平面から斜面へと移動しても、地球が小球を引く方向は常に一定であるため、重力は常に鉛直下向きにはたらき続けます。斜面上で物体が滑り落ちようとするのは、鉛直下向きの重力の一部が「斜面に沿った下向きの力」として分力を生じるためであり、重力自体の向きが変わったわけではありません。
北海道公立高校入試(2015)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q70 摩擦や空気の抵抗がない状態で振り子を振らせたところ、左側の最高点から放されたおもりは、右側の最高点に達したときに最初と同じ高さまで上がりました。この理由として最も適切なものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
最高点では運動エネルギーがゼロになり、力学的エネルギーがすべて位置エネルギーとして現れるため
力学的エネルギー保存の法則により、摩擦がなければ位置エネルギーと運動エネルギーの合計は変化しません。最初におもりを放した瞬間（最高点）は速さがゼロで運動エネルギーがゼロのため、力学的エネルギーはすべて位置エネルギーの状態です。反対側の最高点でも同様に速さがゼロ（運動エネルギーがゼロ）になるため、力学的エネルギーはすべて位置エネルギーに戻ります。合計が変わらない以上、位置エネルギーも最初と同じ値、つまり同じ高さまで上がることになります。
宮城公立高校入試(2023)類似

斜面を下る物体の速さの変化

Q71 摩擦や空気抵抗が無視できる、一定の傾きの斜面を滑り下りる物体の運動について説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
斜面に平行な下向きの力を受け続けるため、速さが一定の割合で増加する
斜面上の物体には、重力の斜面方向の分力がはたらきます。斜面の傾きが一定であれば、この力の大きさは常に一定となります。物体に一定の大きさの力が同じ向きにはたらき続けると、物体の速さは時間とともに一定の割合で増加します。これを等加速度直線運動と呼びます。
栃木公立高校入試(2022)類似

等速直線運動

Q72 物体に力がはたらいていないとき、または、はたらいている力がつり合っているとき、物体が一定の速さで一直線上を進むような運動を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
物体に力がはたらかないか、力がつり合っている状態では、物体の運動状態は変化しません。このとき、物体が同じ速さを保ちながら、曲がることなく真っ直ぐに進む運動を「等速直線運動」と呼びます。
北海道公立高校入試(2017)類似

移動距離の計算

Q73 ある列車が平均の速さ 50 km/h で 3 時間走り続けました。このとき、この列車が移動した距離は何 km か、求めなさい。
★ やさしい 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
150 km
物体が移動した距離は、「平均の速さ × 移動にかかった時間」という関係式で求めることができます。この問題では、平均の速さが 50 km/h、移動した時間が 3 時間であるため、これらを掛け合わせた 50 × 3 ＝ 150 km が移動距離となります。
岩手公立高校入試(2017)類似

放射線とシーベルト

Q74 放射線を出す性質を持つ物質を（　①　）といい、そこから放出される（　②　）が人体に与える影響の度合いを表す単位を（　③　）といいます。文中の空欄にあてはまる語句の組み合わせとして正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
①放射性物質　②放射線　③シーベルト
放射線を出す性質を持つ物質そのものを「放射性物質」と呼び、そこから放たれるエネルギーの流れを「放射線」と呼びます。また、放射線にはアルファ線やガンマ線などいくつかの種類があり、種類によって人体への影響力が異なるため、それらを考慮して人体が受けた影響の度合いを評価する単位として「シーベルト（Sv）」が定義されています。ベクレル（Bq）は放射線を出す能力の強さを表す単位であり、ワット（W）は電力などを表す単位であるため混同しないよう注意が必要です。
秋田公立高校入試(2023)類似

バイオマス燃料の化学エネルギー

Q75 生物資源（バイオマス）を燃料として利用するバイオマス発電では、燃料となる物質そのものがエネルギーを蓄えています。このように、物質が内部に蓄えており、燃焼などの化学変化によって他のエネルギーとして取り出すことができるエネルギーを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
化学エネルギー
物質がその組成の中に蓄えているエネルギーを化学エネルギーと呼びます。バイオマス発電や火力発電では、燃料を燃焼させるという化学変化をきっかけにして、このエネルギーを熱や光などの別の形態へ変換して利用します。燃焼によって発生する「熱エネルギー」は変換後の姿であり、もともと物質が持っていたものではない点に注意が必要です。
秋田公立高校入試(2023)類似

バイオマス燃料の化学エネルギー

Q76 風の持つ運動エネルギーを直接利用して発電機を回す風力発電に対し、バイオマス発電は燃料を燃焼させて発電を行います。バイオマス発電において、燃料が持つエネルギーが、発電機を回すためのタービンの回転（運動エネルギー）に変換されるまでの過程として適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー
バイオマス発電では、まず燃料が持つ化学エネルギーを燃焼によって熱エネルギーに変え、その熱で水などを沸騰させて蒸気を作ります。次に、その蒸気の勢いを利用してタービンを回転させることで、熱エネルギーを運動エネルギーへと変換します。最終的に、発電機によって運動エネルギーが電気エネルギーに変換されます。エネルギー変換の順序を正しく理解することが重要です。
岩手公立高校入試(2022)類似

仕事率の算出

Q77 摩擦のない定滑車を用いて、物体を20.0Nの力で一定の速さで0.10m引き上げる作業を行った。この作業に要した時間が2.0秒であったとき、このときの仕事率はいくらか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
1.0W
まず、物体に行った仕事の大きさを求めます。仕事（J）は「力の大きさ（N）×力の向きに動かした距離（m）」で算出されるため、20.0N × 0.10m ＝ 2.0Jとなります。次に、仕事率（W）は「仕事の大きさ（J）÷仕事に要した時間（s）」で求められるため、2.0Jを2.0秒で割ると、1.0Wとなります。
秋田公立高校入試(2024)類似

斜面に平行な分力

Q78 斜面の上に置かれた物体にはたらく重力を、斜面に平行な方向と垂直な方向の2つの力に分けることを考えます。このとき、分解して得られたそれぞれの力を何と呼びますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
分力
1つの力を、それと同じはたらきをする2つ以上の力に分けることを力の分解といい、分解して得られたそれぞれの力を分力と呼びます。斜面上の物体にはたらく重力は、物体を斜面の下向きに動かそうとする「斜面に平行な分力」と、物体を斜面に押しつける「斜面に垂直な分力」に分解して考えることができます。
秋田公立高校入試(2017)類似

斜面および水平面における速さの変化

Q79 摩擦や空気の抵抗が無視できるなめらかな水平面上を運動する小球について、その速さと向きの変化を説明したものとして最も適切なものはどれか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体に力が働かない、または力がつり合っているため、速さと向きが一定の等速直線運動となる。
水平面上では重力と垂直抗力がつり合っており、進行方向には力が働かないため、慣性の法則によって物体は等速直線運動を続けます。このとき、時間と速さの関係を示すグラフは、時間軸に平行な水平な直線となります。
秋田公立高校入試(2024)類似

二力の合力と角度の関係

Q80 台車に二本の糸をつけ、それぞれ同じ大きさの力で引く実験を行います。二本の糸がなす角度を九十度、百二十度、百五十度と次第に大きくしていったとき、二つの力の合力の大きさはどのように変化しますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
角度が大きくなるほど、合力は小さくなる
二つの力の大きさが一定である場合、そのなす角度が広がるほど平行四辺形の対角線の長さは短くなります。したがって、二力間の角度が大きくなるほど、それらを合成した力である合力は小さくなるという性質があります。
北海道公立高校入試(2024)類似

位置エネルギーの大きさと質量・高さの関係

Q81 物体が持つ位置エネルギーの大きさと、その物体の質量および基準面からの高さの関係について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
質量に比例し、高さにも比例する
位置エネルギーの大きさは、物体が高いところにあるほど、また物体の質量が大きいほど大きくなります。実験において、質量を2倍、3倍にすると木片の移動距離も2倍、3倍になり、同様に高さを2倍、3倍にしても移動距離が2倍、3倍になることから、位置エネルギーは質量と高さのどちらにも比例することがわかります。
山形公立高校入試(2022)類似

力のつり合いにおける合力の大きさ

Q82 物体を1本の糸でつるし、2つのばねばかりを用いて上向きに引いて静止させた。糸が物体を下向きに引く力の大きさを5.0Nとするとき、物体が静止し続けている状態において、2つのばねばかりが物体を引く力の「合力」の大きさとして正しいものはどれか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
5.0N
物体が静止しているとき、物体にはたらく力はつり合いの状態にある。下向きに引く力と、2つのばねばかりが引く力の合力は、向きが反対で大きさが等しい関係にある。したがって、分力となる2つのばねばかりがどのような角度であっても、物体が静止している限り、その合力はもとの力と同じ5.0Nの大きさで一定となる。
秋田公立高校入試(2024)類似

斜面に平行な分力

Q83 斜面の角度（傾き）を次第に大きくしていったとき、斜面上の物体にはたらく「重力」そのものと、「重力の斜面に平行な分力」の大きさはそれぞれどのように変化しますか。正しい組み合わせを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の大きさは変わらず、斜面に平行な分力は大きくなる
重力は物体の質量によって決まるため、斜面の角度を変えてもその大きさや向き（真下）は変化しません。しかし、斜面の角度を大きくすると、作図される長方形において斜面に平行な方向の辺が長くなるため、斜面に平行な分力は大きくなります。これが、斜面が急なほど物体が速く加速する理由です。
埼玉公立高校入試(2017)類似

空中に放り出された物体にはたらく力

Q84 レールから空中に飛び出し、放物線を描いて運動する小球にはたらく力について、飛び出してから地面に到達するまでの間の変化として適切な説明はどれですか。ただし、空気の抵抗は考えないものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
運動している間、常に鉛直下向きに一定の大きさの重力がはたらき続ける
レールを離れて空中に投げ出された物体は、物体に触れて力を及ぼすものがなくなるため、接触してはたらく力（垂直抗力など）は消失します。しかし、離れていてもはたらく力である重力は、物体の運動中、常に鉛直下向きに一定の大きさではたらき続けます。この一定の重力が加わり続けることで、物体の運動の向きが刻々と変化し、放物線を描くことになります。
北海道公立高校入試(2024)類似

仕事率と時間の関係

Q85 水平面となす角度が10度と20度の滑らかな斜面があり、同じ質量の小球をそれぞれ同じ高さから静かに離して滑らせる実験を行います。20度の斜面では0.48秒で水平面に達し、10度の斜面では0.75秒で水平面に達したとき、重力が小球にした仕事の仕事率について述べた文として正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
20度の斜面の方が水平面に達するまでの時間が短いため、仕事率は大きい
物体を同じ高さまで移動させる、あるいは同じ高さから落とす場合、重力がする仕事の大きさは経路や傾きによらず一定です。仕事率とは1秒あたりの仕事の量を示すため、同じ仕事量であれば、より短い時間で完了した方が仕事率は大きくなります。20度の斜面は10度の斜面よりも短時間で水平面に到達しているため、時間と反比例の関係にある仕事率は、20度の斜面の方が大きくなります。
岩手公立高校入試(2024)類似

等速直線運動

Q86 摩擦のない水平な面の上で物体を滑らせたときのように、物体に力がはたらかない場合や、はたらいている力がつり合っている場合に、物体が一定の速さで一直線上を動き続ける運動を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
物体にはたらく力がつり合っているとき、慣性の法則によって物体はそれまでの運動状態を維持しようとします。このとき、速さが変化せず、向きも一直線のまま変わらない運動のことを等速直線運動と呼びます。
青森公立高校入試(2025)類似

仕事率

Q87 ある荷物を決まった高さまで引き上げる作業において、仕事率の値をより大きくするための方法として、適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
荷物を引き上げる速さを速くし、かかる時間を短くする。
仕事率は「仕事の大きさ ÷ かかった時間」で算出されます。同じ高さまで荷物を引き上げる場合、仕事の大きさ（ジュール）は一定であるため、分母となる時間が小さくなるほど（＝速く作業を終えるほど）、仕事率は大きくなります。道具を使っても仕事の大きさ自体は変わらないため、時間の短縮が仕事率の向上に直結します。
群馬公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q88 重さ20Nの荷物を、1つの動滑車を使って、床から1メートルの高さまでゆっくりと引き上げました。このとき、人がひもを引く力の大きさと、ひもを引く距離の組み合わせとして正しいものはどれですか。ただし、滑車やひもの重さ、および摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力は10N、距離は2メートル
動滑車を1つ用いると、2本のひもで物体を支えることになるため、引く力は物体の重さの半分（10N）で済みます。しかし、物体を1メートル上昇させるためには、2本のひもをそれぞれ1メートルずつ、合計2メートル分引き上げる必要があります。仕事の原理に基づくと、直接持ち上げた場合の仕事（20N × 1m = 20J）と、動滑車を使った仕事（10N × 2m = 20J）は等しくなります。
北海道公立高校入試(2023)類似

瞬間の速さ

Q89 ある自動車が高速道路の入り口から出口までの120kmを1.5時間で走行しました。このとき、走行距離を時間で割って求めた「時速80km」という値と、走行中に運転者がスピードメーターで確認した「時速100km」という値について、それらの名称の組み合わせとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
時速80kmは「平均の速さ」であり、時速100kmは「瞬間の速さ」である。
移動の途中で速さが変化していても、全移動距離をかかった時間で割って算出される一定の速さを「平均の速さ」と呼びます。この場合、120km÷1.5時間で計算された時速80kmがこれにあたります。一方、スピードメーターに示されるような、その時々の速さは「瞬間の速さ」と呼ばれます。したがって、走行中にメーターが示した時速100kmは瞬間の速さに該当します。
秋田公立高校入試(2017)類似

慣性

Q90 物体に力がはたらかないときや、物体にはたらいている力がつり合っているとき、静止している物体は静止し続け、運動している物体はそのままの速さで運動を続けようとします。このような、物体がそれまでの運動状態を保とうとする性質を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性
物体に外部から力が加わらない、あるいは力がつり合っている場合、物体は現在の運動状態を維持しようとする性質を持っています。これを慣性と呼び、この性質によって現れる法則を慣性の法則といいます。静止しているものは静止し続けようとし、動いているものは等速直線運動を続けようとします。
北海道公立高校入試(2015)類似

衝突と摩擦によるエネルギーの変化

Q91 水平なレールの上に置かれた木片に、高い位置から放した振り子の重りを衝突させたところ、木片はレールの上を滑り、やがて停止しました。このとき、重りが衝突してから木片が停止するまでのエネルギーの変化について、最も適切な説明はどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
木片とレールの間に働く摩擦によって、木片の持つ力学的エネルギーが熱エネルギーや音エネルギーに変換され、全体の力学的エネルギーが減少した。
物体が衝突したり、他の物体の面上を摩擦を受けながら移動したりする場合、もともと持っていた運動エネルギーなどの力学的エネルギーの一部は、熱エネルギーや音エネルギーといった異なる形態のエネルギーに変換されます。この実験では、木片とレールの間に生じる摩擦によって運動エネルギーが熱に変わるため、木片は次第に減速して停止し、力学的エネルギーは減少することになります。エネルギー全体としては保存されますが、力学的エネルギー単体では不変ではない点に注意が必要です。
群馬公立高校入試(2018)類似

位置エネルギーと物体の速さ

Q92 重力がはたらく空間において、高い位置にある物体が持っているエネルギーを何というか、名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギー
物体が基準となる面から高い位置にあるとき、その高さに応じて重力による仕事ができる状態にある。このエネルギーを位置エネルギーと呼び、質量が大きく、位置が高いほどその値は大きくなる。
群馬公立高校入試(2025)類似

重力の斜面に平行な分力と角度の関係

Q93 角度を自由に変えられる斜面に台車を置き、斜面と平行にばねばかりをつなぎ、台車が斜面を下らないように支える実験を行います。斜面の角度を大きくしていった際の、ばねばかりが示す値の変化とその理由を説明したものとして適切なものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
ばねばかりの値は大きくなる。これは、重力の斜面に平行な方向の分力が大きくなるためである。
台車を斜面上で静止させるために必要な力は、重力の斜面に平行な方向の分力とつり合っている。斜面の角度を大きくすると、重力のうち斜面に平行な方向に分配される割合（分力）が大きくなるため、これを支えるためのばねばかりの示す値も大きくなる。逆に、重力の斜面に垂直な方向の分力および垂直抗力は、角度が大きくなるほど小さくなる。
秋田公立高校入試(2017)類似

力学的エネルギーの保存

Q94 摩擦や空気抵抗がまったくない、斜面A、水平面、斜面Bがなめらかにつながったコースがあります。斜面Aの高さP地点から静かに台車を放したとき、台車は水平面を通過した後、斜面Bを上りました。このとき、台車が斜面Bで到達する最高点の高さについて正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
最初に放したP地点と同じ高さまで到達する
力学的エネルギーの保存の法則により、摩擦や空気抵抗がなければ、最初に持っていた位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変わり、再びすべて位置エネルギーに戻ります。したがって、斜面の傾きに関わらず、運動エネルギーがゼロになる地点は最初に放した地点と同じ高さになります。
福島公立高校入試(2023)類似

摩擦によるエネルギーの散逸

Q95 水平なレールの上を滑る木片に摩擦力が働いているとき、木片の運動エネルギーと位置エネルギーの和である力学的エネルギーはどのように変化しますか。最も適切な説明を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
摩擦力によって熱エネルギーなどに変換されるため、力学的エネルギーは減少し、保存されない
物体が摩擦を受けながら運動するとき、摩擦力によって物体の持つエネルギーの一部が熱エネルギーや音エネルギーなどに変換されます。このとき、運動エネルギーと位置エネルギーの和である力学的エネルギーは減少するため、保存されないといいます。ただし、発生した熱エネルギーなどを含めたエネルギー全体の総和は常に一定に保たれます。
茨城公立高校入試(2019)類似

斜面上を上昇する物体に作用する力

Q96 斜面を上っている小球の運動の状態と、その原因について説明したものとして、最も適切なものはどれか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
運動の向きと逆向きに重力の分力がはたらくため、速さが遅くなる
物体が斜面を上昇しているとき、物体には常に斜面下向きの力がはたらいています。物体の運動する向き（上向き）と、物体にはたらく力の向き（下向き）が逆である場合、物体の速さは時間とともに減少します。斜面を上る物体が「進む向きの力」をもっていると考えるのは誤りで、実際には慣性によって上昇し、重力の分力によってブレーキがかかっている状態です。
宮城公立高校入試(2023)類似

斜面の傾きと速さの変化の割合

Q97 静止した状態の物体をなめらかな斜面上で滑らせる実験において、斜面の傾きを大きくした際に、物体の運動のようすが変化した理由を物理的な観点から述べたものとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の傾きが大きくなることで、物体を加速させる原因となる重力の斜面方向の分力が大きくなるため。
物体が斜面上を滑り落ちる際の速さの変化は、斜面方向に加わる力の大きさに依存します。物体にはたらく重力そのものの大きさは斜面の角度に関わらず一定ですが、その力を斜面方向と斜面に垂直な方向に分解したとき、傾きが急になるほど斜面方向の分力の割合が増加します。このため、速さが変化する割合（加速度）が大きくなるという原理が成立します。
福島公立高校入試(2022)類似

重力と合力のつり合い

Q98 1つのおもりを2本の糸で吊り下げて静止させた状態から、おもりの高さを変えないように保ちながら、2本の糸の間の角度を徐々に大きくしていきました。このとき、2本の糸がおもりを引く力の「合力の大きさ」はどのように変化しますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
角度に関わらず、合力の大きさは一定である
糸の間の角度を広げると、それぞれの糸が分担する力の大きさ（分力）は大きくなっていきます。しかし、それらを合成した「合力」は、常におもりに働く重力とつり合っていなければなりません。おもりに働く重力の大きさは変化しないため、それとつり合う合力の大きさも、角度に関わらず常に一定となります。
埼玉公立高校入試(2014)類似

平均の速さ

Q99 1秒間に50回打点する記録タイマーを用いて、台車の運動を記録した。記録テープを5打点ごとに切り取ったところ、ある区間のテープの長さが8.4cmであった。この区間における台車の平均の速さとして正しいものを選択しなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
84 cm/s
記録タイマーが1秒間に50回打点する場合、1打点にかかる時間は0.02秒である。5打点ごとの区間であれば、その時間は0.02秒 × 5 ＝ 0.1秒となる。平均の速さは「移動距離 ÷ かかった時間」で求められるため、8.4cm ÷ 0.1秒 を計算すると、84cm/sが導かれる。打点数をそのまま時間として用いないよう注意が必要である。
福島公立高校入試(2023)類似

摩擦によるエネルギーの散逸

Q100 レールの上を滑る木片が、摩擦力によって次第に減速し、やがて停止しました。この現象におけるエネルギーの移り変わりと保存に関する記述として、正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
木片が持っていた運動エネルギーが摩擦によって熱エネルギーに変わったため、力学的エネルギーは減少したが、エネルギー全体としては保存されている
木片が減速して停止するのは、木片の持つ運動エネルギーが摩擦による仕事によって熱エネルギーなどに変換され、周囲に散逸するためです。この場合、運動エネルギーが減るため力学的エネルギーは保存されませんが、エネルギーの種類が変わっただけで、変換前後のエネルギーの総量は変わりません。これをエネルギーの保存の法則と呼びます。
岩手公立高校入試(2022)類似

動滑車に働く力のつり合い

Q101 天井に固定した糸を動滑車に通し、もう一方の糸の端を真上に引いて、動滑車に吊るした物体を静止させました。このとき、物体にはたらく重力と、糸が滑車を引く力の関係について正しく説明しているものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
滑車にかかる2本の糸に、重力が等分に分散されて支えられる
動滑車を用いて物体を支える場合、物体とはたらく重力を2本の糸で支える構造になります。このとき、力のつり合いの原理によって、重力はそれぞれの糸に等分に分散されるため、1本の糸にかかる力は物体の重力の半分になります。
北海道公立高校入試(2015)類似

平均の速さの算出

Q102 物体がある区間を移動したとき、その移動にかかった時間に対する移動距離の割合として求められる、運動の勢いを表す値を何というか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体が移動する際、途中で速さが変化することがあるが、その変化を無視して全区間を一定の速さで移動し続けたとみなして算出した値を平均の速さと呼ぶ。これは「移動距離 ÷ かかった時間」という式で定義される。
千葉公立高校入試(2017)類似

力のつり合いと作図

Q103 物体を2本の糸で吊るし、それぞれの糸が垂直方向から左右に45度ずつ傾いた状態で静止させた。このとき、2本の糸が物体を引く2つの力の合力と、物体にはたらく重力の関係について正しく説明しているものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
合力は、重力と大きさが等しく、向きが反対である。
物体を2本の糸で支えて静止させているとき、物体にはたらく重力と、2本の糸が引く力の「合力」がつり合っている。物体が静止している以上、物体にはたらくすべての力の合計（合力）は0になる必要があるため、2つの張力を合成した力は、重力と向きが反対で大きさが等しい力として求められる。
埼玉公立高校入試(2022)類似

力の平行四辺形の法則

Q104 1つの物体を2本の糸で吊り下げて静止させている状態を考えます。2本の糸がなす角度を徐々に大きくしていくとき、物体を支え続けるために必要な「糸1本当たりが引く力」の大きさはどのように変化しますか。ただし、2本の糸が引く力の合力は、物体の重さとつり合うため常に一定であるものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
2本の糸がなす角度が大きくなるほど、糸1本当たりが引く力は大きくなる。
力の平行四辺形の法則において、対角線（合力）の長さが一定である場合、2辺（それぞれの糸が引く力）がなす角度を広げると、平行四辺形の形が横に潰れたようになります。このとき、同じ長さの対角線を維持するためには、2辺の長さをより長くしなければなりません。したがって、角度を広げるほど、1人（1本）あたりの負担する力は大きくなります。
高知公立高校入試(2016)類似

振り子の速さが最大になる位置

Q105 振り子のおもりが、支点の真下にあたる最下点を通過するときに速さが最大となる理由を、エネルギーの移り変わりの観点から説明したものとして最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
最下点では、位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変換されるため
振り子の運動において、力学的エネルギー（位置エネルギーと運動エネルギーの和）は一定に保たれます。おもりが下降するにつれて位置エネルギーが減少した分だけ運動エネルギーが増加するため、位置エネルギーが最小となる最下点において、運動エネルギーが最大となり、速さが最大となります。
北海道公立高校入試(2024)類似

仕事率と時間の関係

Q106 ある一定の大きさの仕事を行うとき、その仕事にかかる時間と、単位時間あたりに行う仕事の量である「仕事率」の関係について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事にかかる時間が短いほど、仕事率は大きくなり、両者は反比例の関係にある
仕事率（W）は、行った仕事（J）をその仕事にかかった時間（s）で割ることで求められます。この定義から、仕事の大きさが一定である場合、分母となる時間が小さくなるほど、計算結果である仕事率は大きな値となります。したがって、仕事率と時間は互いに反比例の関係にあります。
北海道公立高校入試(2015)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q107 おもりを糸でつるした振り子を、最も高い位置である点Aから静かに放し、最下点である点Bを通過して、反対側の点Cまで振る実験を行いました。摩擦や空気の抵抗が無視できるとき、おもりが点Aから点Bへ向かって移動する際の位置エネルギーと運動エネルギーの変化について、正しく説明しているものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーが減少し、その分だけ運動エネルギーが増加する
おもりが高い点Aから低い点Bへ移動する際、高さが低くなるため位置エネルギーは減少します。一方で、重力によっておもりが加速し速さが増すため、運動エネルギーは増加します。摩擦がない条件下では、減少した位置エネルギーの分だけ運動エネルギーが増加し、その和は常に一定となります。
秋田公立高校入試(2023)類似

複合滑車の仕組み

Q108 複数の動滑車と定滑車を組み合わせた「複合滑車」を用いて物体を持ち上げる際、単一の動滑車を用いる場合と比較して、どのような利点が生じるか。最も適切な説明を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体を持ち上げるために必要な力の大きさを、さらに小さくすることができる。
動滑車の数を増やすと、物体を支える糸の数が増えるため、1本の糸を引くのに必要な力はさらに軽減される。ただし、仕事の原理により、力を小さくするほど糸を引く距離は長くなるため、仕事の総量は変わらない。
群馬公立高校入試(2022)類似

運動エネルギーの最大点

Q109 高い位置から斜面を転がり落ちる物体の運動において、物体が経路中の最も低い位置に達したときに運動エネルギーが最大になる理由として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体の速さが最大になり、位置エネルギーが最小になるため
運動エネルギーの大きさは物体の質量と速さによって決まります。斜面を下る間、重力によって物体は加速し続け、最も低い位置に到達した瞬間に速さが最大となります。このとき、減少した位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変化しているため、運動エネルギーの値は最大を示します。
岩手公立高校入試(2023)類似

仕事の大きさの算出

Q110 滑車とモーターを組み合わせた装置で重りを垂直に持ち上げる実験において、重りの質量を2倍のものに変更し、持ち上げる距離をこれまでの半分にした場合、モーターが重りに対してする仕事の大きさはどうなりますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
変化しない
仕事の大きさは「力の大きさ」と「力の向きに動かした距離」の積によって決まります。質量を2倍にすると必要な力は2倍になりますが、動かす距離が2分の1になるため、その積（2 × 1/2 ＝ 1）は変化しません。このように、力の大きさと距離が反比例の関係で変化する場合、仕事の総量は一定に保たれます。
茨城公立高校入試(2021)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分解

Q111 摩擦のない斜面を滑り降りる台車において、台車が斜面を下る方向に加速する原因となっている力は、物理学的にはどのように説明されるか、最も適切なものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力を分解して得られる、斜面に平行な方向の成分
斜面上にある物体には鉛直下向きの重力がはたらいているが、物体は斜面に拘束されているため、そのまま真下へは動かない。この重力を分解すると、斜面に沿って下向きの力と、斜面を垂直に押す力が現れる。このうち、斜面に平行な方向の力が、物体を斜面下方へと動かす直接の力となる。
山形公立高校入試(2024)類似

動滑車による力の分散

Q112 スタンドに固定されたひもを動滑車に通し、その動滑車に合計5.0Nの重りを吊るした装置があります。ひもの端を上向きに引き、2本のひもが平行になる状態で静止させたとき、ひもを引く力は何Nになりますか。
★ やさしい 実験・観察 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
2.5N
動滑車を用いる場合、物体に働く重力による下向きの力を、滑車を支える2本のひもで均等に分散して支えることになります。ひもが平行であるとき、1本のひもにかかる力は全体の重さの半分になるため、5.0Nの半分である2.5Nの力で支えることが可能です。
北海道公立高校入試(2017)類似

移動距離の計算

Q113 物体の「移動距離」と「平均の速さ」、「移動にかかった時間」の関係を説明したものとして、最も適切なものはどれか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
移動距離は、平均の速さと移動にかかった時間を掛け合わせることで求められる。
速さとは単位時間あたりに移動する距離のことを指します。そのため、一定の時間内にどれだけ移動したかという総距離（道のり）を求めるには、単位時間あたりの移動量である速さに、実際に移動に費やした時間を掛ける必要があります。
福島公立高校入試(2020)類似

運動の向きと力の向きの関係

Q114 物体が運動しているとき、その物体の速さが次第に遅くなっている（減速している）理由を、力のはたらきに注目して説明したものとして正しいものはどれか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
運動の向きと逆向きに合力がはたらき、運動を妨げているため。
物体の速さが変化するとき、そこには必ず力がはたらいている。速さが次第に遅くなる現象は、物体の運動を押しとどめようとする力が加わったときに起こる。したがって、物体の運動の向きとは逆向きに摩擦力などの合力がはたらくことで、物体は減速する。合力が０ニュートンの場合は等速直線運動を続けるため、減速の理由にはならない。
岩手公立高校入試(2021)類似

ストロボ写真による等速運動の記録

Q115 ストロボ装置を用いて、摩擦のない水平なレール上を転がる小球の運動を連続写真として記録しました。記録された写真における小球の像の状態について、小球が等速直線運動をしていることを正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
隣り合う小球の像の間隔が、どの区間においても常に一定である。
物体が一定の速さで移動している場合、ストロボの発光という一定の時間ごとに進む距離も常に同じになります。したがって、連続写真における像の間隔が一定に保たれていることが、等速直線運動の特徴となります。間隔が広がる場合は速さが増していることを、狭まる場合は速さが減少していることを表します。
高知公立高校入試(2020)類似

仕事率

Q116 動滑車を使用して物体を引き上げる装置において、手が糸を引き上げる力が1N、糸を引き上げる速さが毎秒5cm（0.05m/s）で一定であったとする。このときの手の仕事率として正しい数値を選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.05W
仕事率は「1秒間あたりに行う仕事（J）」で求められる。この実験では、1秒間に手が引く距離が0.05mであるため、1秒間に行う仕事は「1N × 0.05m ＝ 0.05J」となる。仕事率は1秒あたりの仕事量であるため、そのまま0.05Wとなる。また、仕事率は「力 × 速さ」という式でも算出が可能である。
栃木公立高校入試(2023)類似

位置エネルギーと速さの関係

Q117 摩擦や空気の抵抗が無視できる斜面において、小球を静かに離して水平面まで転がす実験を行います。斜面の角度が30度の場合と60度の場合で、それぞれ同じ高さから小球を離したとき、水平面に達した瞬間の小球の速さはどのようになりますか。最も適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の角度に関わらず、最初に小球を離した高さが同じであれば、速さは同じになる。
物体が斜面を下る際、物体がもっていた位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わります。摩擦や抵抗がない場合、水平面に達したときの運動エネルギーの大きさは、斜面の角度や長さには関係なく、小球を離した「高さ」のみによって決まります。したがって、高さが同じであれば水平面での速さも同じになります。
秋田公立高校入試(2019)類似

仕事の原理とてこの利用

Q118 てこや滑車などの道具を使用すると、直接手で持ち上げるよりも小さな力で物体を動かすことができる場合があります。しかし、このとき力を加える距離は、直接持ち上げる場合よりも長くなります。道具を使っても使わなくても、物体に対してする仕事の大きさが変わらないという法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事の原理
道具を利用することで加える力を小さくすることは可能ですが、その分だけ力を加える距離を長く移動させる必要があります。結果として「力の大きさ × 移動距離」で求められる仕事の総量は、道具の有無に関わらず一定となります。この物理学上の基本的な法則を仕事の原理と呼びます。
埼玉公立高校入試(2025)類似

慣性の法則

Q119 物体に外部から力がはたらかないとき、または、はたらいている複数の力がつり合っているとき、静止している物体は静止し続け、運動している物体はそのままの速さで等速直線運動を続けるという法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性の法則
物体がそれまでの運動の状態を維持しようとする性質を慣性と呼び、それに関する一連のきまりを慣性の法則といいます。力がはたらかない、あるいは力がつり合っている場合には、物体の運動状態（静止または等速直線運動）は変化しません。
埼玉公立高校入試(2024)類似

斜面に平行な分力の大きさ

Q120 摩擦や空気の抵抗が無視できる、一定の傾きをもつ斜面上に鉄球を置き、静かに手を離して転がしました。鉄球が斜面を下っているとき、鉄球にはたらく重力を「斜面に平行な方向」と「斜面に垂直な方向」に分解して考えます。このとき、鉄球が斜面を下り続けるにつれて「斜面に平行な方向の分力」の大きさはどのように変化しますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の傾きが変わらなければ、鉄球の位置に関わらず分力の大きさは一定である
斜面上の物体にはたらく重力のうち、斜面に平行な方向の分力の大きさは、重力の大きさと斜面の傾きによって決定されます。物体が斜面を下る過程で重力の大きさも斜面の傾きも変化しないため、この分力の大きさは常に一定です。物体にはたらく力の大きさが一定であるため、物体の速さは一定の割合で増加し続けます。速さが増すことと、受けている力の大きさが変化することは混同しないよう注意が必要です。
青森公立高校入試(2022)類似

位置エネルギー

Q121 斜面上の高い位置に小球を置き、そこから静かに手を離して斜面を滑らせました。小球が斜面を下り、基準面である水平面に達するまでの過程における「位置エネルギー」の変化について説明したものとして適切なものを選択してください。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
基準面からの高さが低くなるほど、位置エネルギーは減少する
位置エネルギーは物体の高さに比例して変化するエネルギーです。斜面上にある小球が下方に移動し、基準面からの高さが低くなるにつれて、その物体が保持する位置エネルギーは減少していきます。水平面に達し、高さが零になったとき、位置エネルギーも零となります。
群馬公立高校入試(2017)類似

火力発電のエネルギー変換

Q122 火力発電の工程のうち、ボイラーで燃料を燃やして高温・高圧の水蒸気を発生させる段階で行われているエネルギーの変換として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
燃料の化学エネルギーが、水や水蒸気の熱エネルギーに変換されている
物質がもともと持っている化学エネルギーは、燃焼という化学変化を伴う反応によって熱エネルギーとして取り出されます。この段階では、まだタービンを回す運動エネルギーや発電機による電気エネルギーには到達していません。
群馬公立高校入試(2018)類似

等速直線運動の時間と距離の関係

Q123 摩擦のない水平面上で小球を走らせる実験を行った。小球が一定の速さで運動しているとき、移動距離をy、経過時間をxとすると、y=ax（aは定数）という関係が成立した。このときの定数aが表しているものと、運動の性質についての記述として正しいものはどれか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
定数aは小球の速さを表しており、小球は等速直線運動をしている
y=axという式は、y（移動距離）がx（時間）に比例していることを示している。この比例定数aは「移動距離÷時間」で求められる値であるため、物体の速さを表す。速さが一定で一直線上を進む運動を等速直線運動と呼び、このとき距離は時間に比例する。
秋田公立高校入試(2018)類似

火力発電のエネルギー変換

Q124 火力発電の仕組みにおいて、燃料が持つエネルギーから出発し、最終的に電気エネルギーが得られるまでのエネルギー変換の過程として、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー
燃料がもともと持っている化学エネルギーは、燃焼という化学変化によって熱エネルギーに変わります。その熱で水を沸騰させて発生した水蒸気が羽根（タービン）を回すことで運動エネルギーとなり、最終的に発電機を動かすことで電気エネルギーへと変換されます。
岩手公立高校入試(2024)類似

摩擦力による速さの変化

Q125 おもりをつけた糸で水平面上の木片を引く装置において、おもりが床に到達して木片を引く力がなくなった後の木片の運動について考えます。木片と水平面の間に摩擦力がある場合、木片の速さはどのように変化しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
運動を妨げる向きの摩擦力によって負の加速度が生じ、速さは減少していく
おもりが床に着いた後は、木片を前方に引く力は消失します。このとき、木片には接触面から運動を妨げる向きに摩擦力がはたらき続けるため、速さは時間とともに減少（負の加速度が発生）し、やがて停止します。
福島公立高校入試(2021)類似

重力

Q126 地球がその中心に向かって物体を引く力の名称と、その力がはたらく向き、および作用点の組み合わせとして最も適切なものはどれか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
名称は重力であり、物体の中心を作用点として、常に鉛直下向きにはたらく。
地球上の物体には常に地球の中心に向かう力がはたらいており、これを重力と呼ぶ。地表付近ではこの向きは「鉛直下向き」と表現される。また、重力は物体全体にはたらく力であるが、作図や計算においては物体の中心（重心）を作用点として考えるのが基本である。床との接点からはたらく力は垂直抗力であり、重力とは区別する必要がある。
群馬公立高校入試(2025)類似

重力の斜面に平行な分力と角度の関係

Q127 斜面に置かれた台車にはたらく重力を、斜面に平行な方向と斜面に垂直な方向の2つの力に分解して考えます。斜面の角度を5度から徐々に大きくして90度に近づけていったとき、斜面に平行な方向の分力の大きさはどう変化しますか。最も適切な説明を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の角度が大きくなるほど、重力の斜面に平行な方向の分力は大きくなる。
斜面上にある物体にはたらく重力を分解すると、斜面に平行な方向の分力と斜面に垂直な方向の分力が得られる。斜面の角度が大きくなるにつれて、重力の矢印を対角線とする長方形を描いた際、斜面に平行な辺の長さが長くなるため、その分力は大きくなる。なお、角度が90度になったとき、この分力は重力そのものの大きさと等しくなる。
岩手公立高校入試(2023)類似

慣性

Q128 等速直線運動をしている物体において、その運動の状態と力に関係する説明として、科学的に最も正しいものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体にはたらく力がつり合っているか、力がはたらいていない
慣性の法則によれば、物体が等速直線運動を続けるのは「力がはたらかないとき」または「はたらいている複数の力がつり合っているとき」です。この状態では物体に新たな加速度が生じないため、運動の向きも速さも変化しません。何らかの力が一方的に勝ち越してはたらいている場合は、速さが変化してしまいます。
埼玉公立高校入試(2024)類似

グラフの形状判断のための追加実験

Q129 実験で得られたデータの傾向を分析する際、測定点の間を補うために、あえて中間の値で追加実験を行う理由として、最もふさわしい記述はどれですか。なお、ここでは高さ5cm、10cm、15cmにおける物体の速さを測定した結果、グラフが直線か曲線か判断に迷っている場面を想定します。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
離れた測定点の間にある値を実際に確認し、想定されるグラフの形状と矛盾がないか検証するため。
限られた測定点からグラフを作成する場合、複数のモデル（直線や曲線など）が考えられることがあります。特に、測定点同士が離れているとその傾向が不明確になるため、あえてその「中間」で「追加実験」を行い、得られた実測値がどちらのモデルと一致するかを確かめる作業が不可欠です。これにより、現象の裏にある物理法則をより正確に特定することが可能になります。
福島公立高校入試(2021)類似

仕事の原理

Q130 滑車や斜面などの道具を使って物体を動かすとき、道具を使わない場合と比べて必要な力は小さくできるが、動かす距離は長くなるため、最終的な仕事の大きさは変わらないという決まりを何と呼びますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事の原理
道具を利用することで小さな力で重い物体を動かすことができますが、その分だけ紐を引く距離などは長くなります。その結果、力と距離の積である仕事の大きさは、道具の有無にかかわらず一定になります。これを仕事の原理といいます。
山形公立高校入試(2016)類似

位置エネルギーと質量の関係

Q131 同じ高さにある物体が持つ位置エネルギーの大きさと、その物体の質量の関係について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーの大きさは、物体の質量に比例する
物体が高いところにあることによって持つエネルギーを位置エネルギーといいます。同じ高さにある物体の場合、その物体が持つ位置エネルギーの大きさは質量に比例して大きくなるという性質があります。そのため、質量が2倍、3倍になれば、位置エネルギーも2倍、3倍になります。
青森公立高校入試(2022)類似

速さの算出

Q132 物体が移動した距離を、その移動にかかった時間で割って求める、単位時間あたりの移動距離を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さ
物体が一定の時間にどれだけ移動したかを示す量を速さと呼び、移動距離を時間で割ることで算出されます。これは物体の運動の勢いや状態を表す基本的な物理量です。
北海道公立高校入試(2025)類似

エネルギーの変換効率

Q133 電気器具に供給された電気エネルギーが、光や熱といった別の種類のエネルギーに変わることを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 100%（2回） 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
エネルギーの変換
供給されたある種類のエネルギーが、別の種類のエネルギーに姿を変えることをエネルギーの変換と呼びます。例えば照明器具では、電気エネルギーを光エネルギーや熱エネルギーに変換して利用しています。
北海道公立高校入試(2014)類似

仕事

Q134 理科における「仕事」の考え方として、仕事の大きさが0ジュールになる例として正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
300gの荷物を持ち上げようとして力を加えたが、重すぎて1mmも動かなかった場合
仕事の大きさは「力の大きさ」と「力の向きに動いた距離」の積で決まります。たとえ大きな力を加えたとしても、物体が移動した距離が0であれば、仕事の大きさは0ジュールとなります。他の選択肢では、重力に逆らう向きや、摩擦力に逆らう向きに物体が移動しているため、仕事がおこなわれています。
茨城公立高校入試(2022)類似

気体の加圧と温度上昇の関係

Q135 ピストン付きの容器の中に空気を入れて密閉し、ピストンを急激に押し込んで加圧しました。このとき、容器内の空気の温度が上昇する理由として正しいものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
外部から圧力を加えられて圧縮される際に、気体が外部から仕事をされてエネルギーが増えるため
気体を急激に圧縮すると、外部から力が加わって「仕事」がなされたことになります。この仕事によって与えられたエネルギーが気体内部の熱エネルギーに変換されるため、温度が上昇します。この現象は、上昇気流によって気圧が下がり温度が下がる「断熱膨張」とは逆の現象であり、断熱圧縮と呼ばれます。
長崎公立高校入試(2015)類似

仕事率

Q136 摩擦のある水平面の上で、物体Yをばねばかりで水平に引き、2メートル移動させました。このとき、ばねばかりは常に1.5ニュートンの値を示しており、移動にかかった時間は3秒でした。このとき物体Yを引く仕事率はいくらですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
1.0 W
物体に行われた仕事の大きさ（ジュール）をまず算出します。仕事は「力の大きさ（N）×力の向きに移動した距離（m）」で求められるため、1.5N × 2m = 3.0J となります。次に、仕事率（ワット）は「仕事の大きさ（J）÷ かかった時間（秒）」で求められるため、3.0J ÷ 3秒 = 1.0W と導き出されます。仕事の総量（3.0J）と1秒あたりの仕事量である仕事率を混同しないように注意が必要です。
福島公立高校入試(2021)類似

仕事の原理

Q137 質量2kgの物体（20Nの重力がはたらくものとする）を、動滑車を1つ用いて1.5m持ち上げます。このとき、紐の片方は天井に固定され、もう片方を真上に引いて物体を動かすものとします。滑車の重さや摩擦を無視できる場合、紐を引く力と紐を引く距離の組み合わせとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
10Nの力で、3.0m引く
動滑車を1つ使うと、物体を支える紐が2本になるため、引く力は物体の重さの半分（20N÷2＝10N）で済みます。一方で、仕事を等しく保つという仕事の原理により、紐を引く距離は物体が上がる距離の2倍（1.5m×2＝3.0m）必要になります。どちらの方法でも、仕事の大きさは30Jとなります。
北海道公立高校入試(2024)類似

仕事の大きさと経路の独立性

Q138 物体が重力によってされる仕事の大きさを決定する要素について説明した文として、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体の質量と、物体が移動した垂直方向の距離のみによって定まる
仕事の原理および重力の性質から、重力が物体にする仕事、あるいは重力に逆らって物体を引き上げる仕事の大きさは、途中の経路には関係なく、物体の質量（重力の大きさ）と、上下方向にどれだけ移動したかという「垂直方向の距離」だけで決まります。
北海道公立高校入試(2017)類似

放射線

Q139 放射線の性質や正体についての説明として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
原子核から放出される、非常に大きなエネルギーを持った粒子の流れや電磁波のことである。
放射線は、不安定な原子核が崩壊したり状態を変えたりする際に生じるエネルギーの放射です。ヘリウムの原子核であるアルファ線や電子の流れであるベータ線といった「粒子の流れ」と、非常に波長が短い「電磁波」であるガンマ線などがこれに該当します。選択肢にある殺菌作用を持つ光は紫外線であり、通常は放射線の定義に含めません。
北海道公立高校入試(2017)類似

移動距離の計算

Q140 あるモノレールが平均の速さ 60 km/h で 12 分間走行したとき、このモノレールが移動した距離は何 km か、求めなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
12 km
距離を求めるには「速さ × 時間」を計算しますが、速さの単位が「時速（km/h）」で、時間の単位が「分」である場合、単位を揃える必要があります。12 分間を時間に直すと 12 ÷ 60 ＝ 0.2 時間となります。したがって、移動距離は 60 km/h × 0.2 h ＝ 12 km と計算されます。
秋田公立高校入試(2019)類似

仕事の大きさの計算

Q141 理科における「仕事」という物理量の定義と、その大きさを表す単位の組み合わせとして正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体にはたらく力の大きさと、その力の向きに物体を動かした距離の積で求められ、単位にジュールを用いる。
理科の世界では、物体に力を加えてその向きに動かしたとき、その力は物体に対して仕事をしたといいます。仕事の大きさは「力の大きさ（N）×力の向きに動かした距離（m）」で定義され、単位にはジュール（J）が使われます。1ニュートンの力で物体をその向きに1メートル動かしたときの仕事が1ジュールです。
岩手公立高校入試(2020)類似

エネルギーの変換と燃料電池

Q142 水酸化ナトリウムをわずかに溶かした水に2つの電極を入れ、直流電源をつないで電気分解を行ったあと、電源を外して代わりに電子オルゴールをつないだところ、音が鳴りました。この一連の過程におけるエネルギー変換の順序と、電子オルゴールが鳴っているときの装置の名称の組み合わせとして適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
電気エネルギーから化学エネルギーへ変換されたあと、再び電気エネルギーに変換される（燃料電池）
直流電源を用いて電気分解を行う段階では、電源の「電気エネルギー」が、発生した水素と酸素が持つ「化学エネルギー」へと変換されて蓄えられます。その後、電源を外して電子オルゴールをつなぐと、蓄えられた水素と酸素が反応して電気を発生させる「燃料電池」として働くため、再び電気エネルギーへの変換が起こり、オルゴールが鳴ります。
宮城公立高校入試(2023)類似

経路による運動エネルギーの移り変わり

Q143 水平な位置にあるスタート地点からゴール地点までを直線で結んだレールAと、同じスタートとゴールを結んでいるが、途中で「谷」のように低い位置を通ってから元の高さに戻る形状のレールBがあります。摩擦や空気の抵抗を無視できるものとして、両方のレールで同時に小球を転がし始めたところ、レールBの小球が先にゴールに到達しました。その理由として最も適切な説明を選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
低い位置を通る際に位置エネルギーが減少した分、運動エネルギーが増加して速さが大きくなり、平均の速さがレールAよりも大きくなるため。
物体が低い位置へ移動すると、その高さの減少分に応じて位置エネルギーが運動エネルギーに変換されます。レールBを通る小球は、途中の低い区間でレールAを走る小球よりも大きな運動エネルギーを持つことになり、その結果として速さが大きくなります。ゴール地点での速さはレールAもレールBも同じ（同じ高さのため）になりますが、途中の行程においてレールBの方が速く進む区間が長いため、全体の平均の速さが大きくなり、先に到着します。
宮城公立高校入試(2022)類似

物体の質量と斜面方向の分力の関係

Q144 同じ傾きの斜面上に、質量500gの力学台車と、質量1000gの力学台車をそれぞれ置いた。このとき、質量1000gの台車にはたらく斜面下向きの重力の分力の大きさは、質量500gの台車にはたらく分力の大きさと比較してどのような関係にあるか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
質量500gの台車にはたらく分力の2倍の大きさである
同一の斜面において、物体にはたらく斜面下向きの重力の分力は、物体の質量に比例する。質量500gの台車と比較して、質量1000gの台車は質量がちょうど2倍であるため、斜面下向きに生じる分力の大きさも2倍となる。物体が静止しているか運動しているかに関わらず、はたらく力の大きさはこの関係に従う。
山形公立高校入試(2024)類似

仕事率の計算

Q145 物体に力を加えて動かしたとき、一定の時間内に行われた仕事の割合を何といいますか。その名称と、単位として用いられる記号の組み合わせとして適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事率、W
一定の時間内に行われた仕事の割合は「仕事率」と呼ばれます。仕事率の単位には「W（ワット）」が使われ、1秒間に1J（ジュール）の仕事が行われたときの仕事率が1Wと定義されています。
群馬公立高校入試(2023)類似

動滑車による力の軽減

Q146 質量400gの物体を、動滑車と定滑車を組み合わせた装置を使って、20cmの高さまで静かに引き上げます。このとき、人がひもを引く力の大きさと、ひもを引いた距離の組み合わせとして適切なものはどれですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、滑車の質量や摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
2Nの力で、40cm引く
質量400gの物体には4Nの重力がはたらきます。動滑車を1個使用して真上に引き上げる場合、ひもを引く力は重力の2分の1である2Nとなります。一方で、仕事の原理により、力で得をした分だけ動かす距離は長くなるため、物体を20cm上げるにはその2倍である40cmひもを引く必要があります。
岩手公立高校入試(2021)類似

速さの変化と通過時間の関係

Q147 水平な床に置かれた2つのレールがあります。1つは平らなレールで、もう1つは途中に山のような上り坂と下り坂があるレールです。2つのレールの水平方向の長さは等しく、小球を同じ初速度で打ち出したとき、山があるレールの方がゴールに到達するまでの時間が長くなりました。この理由として最も適切な説明を選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
上り坂で速さが減少（減速）し、その区間を通過するのにかかる時間が長くなるため、全体の平均の速さが小さくなるから。
小球が上り坂を上がる際、運動エネルギーが位置エネルギーに変換されるため、速さが減少（減速）します。この減速している区間では、一定の速さで進む場合に比べて通過に多くの時間を要します。下り坂で元の速さに戻ったとしても、減速区間で遅れた時間を完全に取り戻すことはできないため、全体を通した平均の速さは小さくなり、移動時間は長くなります。
山形公立高校入試(2022)類似

分力の大きさと角度の関係

Q148 ある点Oに対して5.0Nの力が真下に向かってはたらいています。この力とつり合うように、点Oから斜め上方向の2つの方向に分力を加えるとき、2つの分力の間の角度を大きくしていくと、それぞれの分力の大きさはどのように変化しますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
分力の大きさは大きくなる
2つの分力を合成したときの合力は、その2力を隣り合う2辺とする平行四辺形の対角線で表されます。合力の大きさ（対角線の長さ）が一定であるとき、2つの分力の間の角度を大きくしていくと、その対角線の長さを維持するために平行四辺形の各辺をより長く描く必要があります。このため、角度を大きくするほど、それぞれの分力の大きさは大きくなります。
北海道公立高校入試(2024)類似

位置エネルギーの大きさと質量・高さの関係

Q149 質量10gの小球を高さ2cmから静かに放して木片に当てたところ、木片は一定の距離だけ移動しました。次に、同じ装置を用いて、小球の質量を30gに変更し、放す高さも4cmに変更して実験を行ったとき、木片の移動距離は最初の実験と比較して何倍になると考えられますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
6倍
位置エネルギーの大きさは、物体の質量と高さの積に比例します。質量が10gから30gへと3倍になり、高さが2cmから4cmへと2倍になった場合、全体の位置エネルギーは「3（倍）× 2（倍）＝ 6倍」となります。木片の移動距離は小球が持っていたエネルギーの大きさに比例するため、移動距離も6倍になります。
岩手公立高校入試(2022)類似

動滑車に働く力のつり合い

Q150 質量400gの物体を動滑車に吊るし、糸の一端を天井に固定して、もう一端を手で真上に引いて静止させました。滑車の重さや摩擦は考えないものとしたとき、手が糸を引く力の大きさは何Nですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
2N
質量400gの物体にはたらく重力は4Nです。動滑車を使用すると、この重力は2本の糸に均等に分散されます。したがって、手が糸を引く力は4Nの半分である2Nとなり、力のつり合いが保たれます。
北海道公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q151 てこを使って重い岩を動かす際、支点から力点までの距離を、支点から作用点までの距離よりも長く設定しました。このとき、直接手で岩を持ち上げる場合と比較して、仕事の大きさと仕事率（単位時間あたりの仕事）の関係について述べた説明として、仕事の原理に基づいた正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事の大きさは変わらないが、同じ時間をかけて作業した場合は仕事率も変わらない。
仕事の原理により、てこなどの道具を使っても仕事の総量は変化しません。仕事率（W）は「仕事（J）÷ 時間（s）」で定義されるため、仕事の大きさが同じで、かつ作業に要した時間が同じであれば、仕事率も変化しません。道具は「力を小さくする」目的で使われますが、エネルギーや仕事の量を減らす効果はありません。
群馬公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q152 定滑車や動滑車などの道具を使用する場合と、道具を使用せず直接手で持ち上げる場合を比較したとき、物体に対して行われる仕事の大きさについて説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
道具を使用しても、物体を特定の高さまで持ち上げるのに必要な仕事の大きさは変わらない。
物体を持ち上げる仕事は、物体に加える力の大きさと、その力の向きに動かした距離の積で決まります。道具を使うことで必要な力を小さくすることはできますが、その分だけひもを引く距離などは長く必要になります。結果として「力 × 距離」で計算される仕事の大きさは、道具の有無にかかわらず一定となります。これを仕事の原理と呼びます。
埼玉公立高校入試(2014)類似

等加速度直線運動における移動距離の算出

Q153 1秒間に50回打点する記録タイマーを用い、斜面を下る台車の運動を記録しました。記録されたテープを5打点（0.1秒）ごとに切り、1本目から順に長さを測ったところ、1.2cm、3.6cm、6.0cm、8.4cm、10.8cm、13.2cmでした。このとき、1本目の記録が始まってから5本目のテープの終わりまでに、台車が移動した合計の距離は何cmになりますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
30.0cm
5本目のテープの終わりまでの移動距離の合計は、1本目から5本目までの各テープの長さをすべて足し合わせることで求められます。具体的には 1.2 + 3.6 + 6.0 + 8.4 + 10.8 = 30.0 となります。一定の時間間隔で切られた記録テープ1本ずつの長さは、その0.1秒間における移動距離を示しているため、これらを累積した値がその時点までの全移動距離となります。
茨城公立高校入試(2019)類似

斜面上を上昇する物体に作用する力

Q154 なめらかな斜面を小球が勢いよく上っているとき、小球にはたらく「斜面に沿った方向の力」について正しく述べたものはどれか。
★★ 基本 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の分力が斜面に沿って下向きにはたらいている
物体が斜面を上っているとき、地球が物体を真下に引く「重力」を分解すると、斜面に垂直な方向と、斜面に沿って下向きの方向に分けることができます。この斜面下向きの力を重力の分力と呼びます。物体が上向きに動いている最中であっても、斜面上向きに押し上げる力が加わっていない限り、斜面方向にはこの下向きの分力のみが作用します。
岩手公立高校入試(2021)類似

動滑車の仕事の原理

Q155 道具を使っても使わなくても、物体を持ち上げるなどの「仕事」の量は変わらないという「仕事の原理」に基づいた記述として、適切なものを選択してください。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
動滑車を使うと力は半分で済むが、引く距離が2倍になるため、仕事の量は変わらない
仕事の大きさは「力（N）× 力の向きに動かした距離（m）」で定義されます。動滑車を用いると必要な力は2分の1になりますが、動かす距離が2倍必要になるため、その積である仕事の大きさは、道具を使わずに直接持ち上げた場合と一致します。これを仕事の原理と呼びます。
秋田公立高校入試(2017)類似

慣性

Q156 斜面に置かれた台車をひもで引き上げる実験を行います。台車を一定の速さで引き上げている最中に、ひもが台車を引く力と、斜面に沿って下向きにはたらく重力の分力がちょうどつり合った状態になりました。このとき、その後の台車の運動の状態について述べたものとして最も適切なものはどれですか。なお、台車と斜面の間の摩擦は無視できるものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
そのときの速さのまま等速直線運動を続ける
物体にはたらく力がつり合っているとき、慣性の性質によって物体はそれまでの運動状態を維持します。すでに運動している物体において力がつり合った場合、加速も減速も行われないため、物体はそのままの速さで等速直線運動を継続することになります。これは、力がはたらかない場合と同じ状態とみなすことができます。
埼玉公立高校入試(2023)類似

放射能

Q157 放射性物質、放射線、放射能の3つの関係を懐中電灯に例えた説明として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
懐中電灯が「放射性物質」、そこから出る光が「放射線」、光を出す能力が「放射能」にあたる。
放射性物質は放射線を出す「源」であり、放射線はそこから放出される「エネルギーの粒子や電磁波」です。放射能は、その物質が放射線を出す「能力」を指す言葉です。懐中電灯（本体）、光（放出されるもの）、光を出す能力という関係性は、これら3つの用語の正しい使い分けを理解するのに適しています。
秋田公立高校入試(2023)類似

風の運動エネルギー

Q158 移動している空気が持っている、他の物体を動かすことができるエネルギーを何というか、その名称を書きなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
運動エネルギー
物体が運動しているときに持つエネルギーを運動エネルギーと呼ぶ。風は空気という物質が移動している現象であるため、このエネルギーを持っている。風力発電では、この空気が持つエネルギーを風車で受け止めて回転させ、電気を取り出している。
山形公立高校入試(2016)類似

慣性

Q159 物体に外から力がはたらかないとき、あるいは、はたらいている力がつり合っているときに、物体が現在の運動の状態を保とうとする性質を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性
物体には、外部から力が加わらない限り、静止している物体は静止し続け、動いている物体はその速度で動き続けようとする性質があります。これを慣性と呼びます。この性質により、力がつり合っている状態では物体の運動の状態は変化しません。
千葉公立高校入試(2015)類似

平均の速さ

Q160 物体がある距離を移動したとき、途中の速さの変化を無視して、全行程を一定の速さで移動し続けたとみなして求めた値を何というか。最も適切な用語を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体が移動する際、実際には速くなったり遅くなったりすることが多いが、移動した全距離をそれにかかった時間で割ることで、単位時間あたりに平均してどれだけの距離を移動したかを算出することができる。これを平均の速さと呼び、自動車のスピードメーターや記録タイマーの打点間隔などで示される極めて短い時間の速さである「瞬間の速さ」と区別される。
茨城公立高校入試(2019)類似

同一の高さにおける運動エネルギーの大きさ

Q161 物体の運動において、摩擦や空気の抵抗を無視できるとき、位置エネルギーと運動エネルギーの和は常に一定に保たれます。この法則に基づき、ジェットコースターが高いところから下りてきて、ふたたび元の高さと同じ高さの地点まで移動したときのエネルギーの関係を考えます。このとき、高さが等しい地点で運動エネルギーが等しくなる理由として正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
基準面からの高さが等しいと位置エネルギーが等しくなり、力学的エネルギーの総量が一定であるため、運動エネルギーも必然的に等しくなる。
物体の持つ位置エネルギーは、基準面からの高さによって決定されます。力学的エネルギー保存の法則が成り立つ場面では、「位置エネルギー ＋ 運動エネルギー ＝ 一定」という関係が成立します。したがって、高さが等しく位置エネルギーが同じであれば、その地点での運動エネルギーも同じ値を取ることになります。これはレールの形や、そこに至るまでの経路には依存しません。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面と水平面における物体の運動と速さの変化

Q162 摩擦のない斜面をすべりおりた物体が、そのまま続いて摩擦のない水平面上を運動するとき、水平面上での物体の運動の名称とその性質について述べたものとして最も適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動といい、物体の速さは変化せず一定のまま直進する。
摩擦のない水平面上では、運動の向きに力がはたらかないため、物体はそのままの速さで進み続けます。このように、速さが変わらず一直線上を進む運動を等速直線運動と呼びます。水平面では重力と垂直抗力がつり合っており、運動を妨げる摩擦もないため、速さが変化する理由がありません。
北海道公立高校入試(2015)類似

平均の速さの算出

Q163 記録タイマーやストロボスコープを用いて物体の運動を観察し、その結果から導き出される「平均の速さ」と、自動車のスピードメーターなどに表示される「瞬間の速さ」の違いについて正しく説明しているものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さは途中の速さの変化を考慮せず一定の速さで動いたとみなしたものだが、瞬間の速さは刻々と変化するその時々の速さである。
物体は運動中に速くなったり遅くなったりすることがある。平均の速さは、全移動距離を全所要時間で割ることで、その区間をずっと同じ速さで移動したと仮定した際の値を示す。これに対し、ごく短い時間（一瞬）の移動距離から求められる、変化し続ける速さを瞬間の速さと呼ぶ。
群馬公立高校入試(2022)類似

台車の平均の速さ

Q164 1秒間に50回打点する記録タイマーを用いて、斜面を降下する台車の運動を紙テープに記録しました。5打点ごとにテープを切り取って順に並べたところ、ある区間のテープの長さは6.3cmでした。この区間における台車の平均の速さは何cm/sですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
63 cm/s
1秒間に50回打点するタイマーにおいて、5打点の間隔が進むのにかかる時間は0.1秒です。平均の速さは「移動距離 ÷ かかった時間」の公式で求められるため、6.3cm ÷ 0.1秒を計算します。小数第一位で割ることは10を掛けることと同義であるため、6.3 × 10 ＝ 63となり、平均の速さは63cm/sと導き出されます。
福島公立高校入試(2021)類似

仕事の原理

Q165 重い荷物をトラックの荷台に載せる際、垂直に持ち上げる代わりに、長い板を斜面として立てかけて引き上げました。仕事の原理に基づいたとき、斜面を利用することの利点と結果について正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
必要な力は小さくなるが、仕事の大きさは変わらない
斜面を利用すると、垂直に持ち上げるよりも長い距離を移動させることになります。仕事の原理によれば、距離が長くなる分、物体を動かすために必要な力は小さくなります。しかし、力と距離を掛け合わせた仕事の大きさそのものは、直接持ち上げた場合と変わりません。
群馬公立高校入試(2025)類似

重力の斜面に平行な分力

Q166 摩擦のない滑らかな斜面に台車を置き、斜面の上部に取り付けた滑車を通して、台車と重りを糸でつなぎます。台車が斜面上で静止して動かないとき、台車にはたらく力の関係について正しく説明しているものはどれですか。ただし、糸の重さは考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
台車にはたらく重力の斜面に平行な分力と、糸が台車を引く力の大きさがつり合っている。
斜面上の物体が静止しているとき、その物体にはたらく斜面に平行な方向の力はつり合っています。台車を斜面下向きに引く力は「重力の斜面に平行な分力」であり、これを斜面上向きに「糸が引く力（重りの重さに由来する張力）」が打ち消し合っているため、台車は静止します。垂直抗力とつり合っているのは「重力の斜面に垂直な分力」であり、運動方向の静止条件とは異なります。
岩手公立高校入試(2022)類似

速さと時間の関係

Q167 速さ、距離、時間の関係および計算時の単位換算について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
時間は距離を速さで割ることで求められるが、距離の単位がmで速さがkm/hのように異なる場合は、あらかじめ単位を統一してから計算する必要がある。
物体が移動する時間は「距離 ÷ 速さ」の式で定義されます。理科の計算においては、距離の単位（m、km）や時間の単位（秒、分、時）が混在している場合、そのまま数値を入れると誤った結果になります。例えば、距離がmで速さがkm/hで与えられた場合は、距離をkmに直すか、速さをm/h（またはm/sなど）に変換する単位換算の作業が不可欠です。
山口公立高校入試(2019)類似

モーターによるエネルギー変換

Q168 モーターに電流を流して回転させることで、プロペラを回す実験を行いました。このとき、モーターによって変換されるエネルギーの移り変わりとして最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
電気エネルギーから運動エネルギーへの変換
モーターは、供給された電気エネルギーを利用して回転という物理的な動きを生み出す装置です。このように、物体が動くことによって持つエネルギーを運動エネルギーと呼ぶため、この現象は電気エネルギーが運動エネルギーに変換されているといえます。
秋田公立高校入試(2023)類似

風の運動エネルギー

Q169 風力発電において、エネルギーが変換される過程を説明したものとして、最も適切なものはどれか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
風が持つ運動エネルギーを、電気エネルギーに変換している。
風力発電は、移動する空気（風）が風車の羽根に当たって回転する仕組みを利用している。移動する物体が持つエネルギーは運動エネルギーであるため、風車がそのエネルギーを受け取り、発電機を回すことで最終的に電気エネルギーへと変換される。
群馬公立高校入試(2018)類似

等速直線運動の速さ

Q170 1秒間に50回打点する記録タイマーを用い、物体の運動を記録した。5打点（0.1秒）ごとのテープの長さを測定したところ、1区間目の1.9cmから徐々に増加し、5区間目で8.0cmに達した。その後、6区間目以降はすべての区間で8.0cmのまま変化しなかった。6区間目以降の運動の名称と、その区間における物体の速さの組み合わせとして適切なものはどれか。
★★ 基本 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
名称：等速直線運動、速さ：80cm/s
物体が一定の速さで一直線上を進む運動を等速直線運動と呼びます。速さは単位時間あたりに移動する距離で表されるため、0.1秒間に8.0cm移動している場合、8.0 ÷ 0.1 ＝ 80cm/sと算出されます。5区間目までは速さが増加していますが、6区間目以降は移動距離が一定であるため、この条件に合致しています。
埼玉公立高校入試(2018)類似

仕事率の計算

Q171 1秒間あたりに行う仕事の量を表す物理量を何といいますか。その名称と、用いられる単位の記号の組み合わせとして適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事率、W
単位時間（1秒間）あたりにどれだけの仕事が行われたかを示す指標を仕事率と呼びます。仕事そのものの大きさはジュール（J）で表されますが、仕事率は1秒間あたりの効率を示すためワット（W）という単位を用います。1Wは、1秒間に1Jの仕事をしたときの仕事率と定義されています。
岩手公立高校入試(2023)類似

エネルギーの変換効率

Q172 エネルギーの変換効率が100パーセントにならない一般的な理由と、変換効率を高めることの意義として適切な組み合わせはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
摩擦や抵抗によって熱エネルギーが発生するため ／ 電気エネルギーを有効利用するため
エネルギーが変換されるとき、エネルギー全体の量は保存されますが、現実の装置では摩擦による熱や音など、目的以外のエネルギーに一部が変わって逃げてしまいます。そのため、変換効率は必ず100パーセント未満となります。この効率を改善することは、限られた電気エネルギーを無駄なく有効利用することにつながり、省エネルギーの観点から非常に重要です。
埼玉公立高校入試(2015)類似

火力発電のエネルギー変換

Q173 火力発電の過程において、ボイラーで発生した高温・高圧の水蒸気がタービンを勢いよく回転させる段階で行われているエネルギーの変換について、最も適切に説明しているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
水蒸気が持つ熱エネルギーを、タービンの回転という運動エネルギーに変換している。
ボイラーで得られた熱エネルギーは、水を気体（水蒸気）へと状態変化させ、その膨張する力を利用してタービンを回すために使われます。物体が動いている状態のエネルギーは運動エネルギーであるため、この段階は「熱エネルギーから運動エネルギーへの変換」と定義されます。水蒸気の高さによる位置エネルギーを利用するのは水力発電の特徴であり、火力発電の主目的ではありません。
岩手公立高校入試(2018)類似

エネルギーと仕事の比例関係

Q174 斜面から台車を滑らせて木片に衝突させ、木片が押し込まれた距離を測定する実験において、位置エネルギーと質量の関係を調べるための実験条件の組み合わせとして最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
台車を放す高さを一定に保ち、台車の質量を段階的に変えて、木片が動く距離を測定する
複数の要因が結果に影響を与える実験では、調べたい要因以外の条件を一定に揃える「対照実験」の考え方が重要です。位置エネルギーと質量の関係を調べるためには、もう一つの要因である「高さ」を一定に固定した上で、質量のみを変化させて木片の移動距離（仕事の量）を比較する必要があります。
埼玉公立高校入試(2020)類似

2力の合力とつり合い

Q175 天井から2本の糸で1つのおもりを吊り下げ、おもりが静止している状態について考えます。このとき、おもりに働く下向きの「重力」と、2本の糸がおもりを引く2つの力を合成した「合力」の関係について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力と重力は、大きさが等しく、向きが反対で、一直線上にある。
物体が静止しているとき、その物体に働く全ての力は「つり合い」の状態にあります。2本の糸がおもりを引くそれぞれの力を合わせた「合力」は、おもりに働く「重力」と直接つり合う必要があるため、2つの力（合力と重力）は大きさが等しく、向きが反対で、一直線上にあるというつり合いの条件を満たします。
群馬公立高校入試(2023)類似

同一の直線上で同じ向きにはたらく二力の合成

Q176 1本のばねに固定されたリングを、2本のばねばかりXとYを使って、同じ直線上で同じ向きに引く実験を行います。リングをある一定の位置まで引いたとき、1本のばねばかりで引いた場合の力が6.0Nであったとします。このリングの位置を固定したまま、ばねばかりXの値を2.0Nから4.0Nへと変化させたとき、もう一方のばねばかりYの示す値はどのように変化しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
4.0Nから2.0Nへと減少する。
一直線上で同じ向きにはたらく2つの力の合力は、それぞれの力の大きさの和になります。この実験では、リングを一定の位置で保持するために必要な合計の力（合力）が6.0Nで固定されています。したがって、ばねばかりXとYの和が常に6.0Nになる必要があるため、Xが2.0NのときはYは4.0N、Xが4.0Nに増えるとYは2.0Nに減少します。
群馬公立高校入試(2018)類似

等速直線運動の時間と距離の関係

Q177 等速直線運動をする物体のようすを、横軸に経過時間、縦軸に移動距離をとってグラフに表した。このグラフの特徴と、物体の速さによるグラフの変化について述べた説明として適切なものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
グラフは原点を通る直線になり、速さが速いほど直線の傾きが大きくなる
等速直線運動における時間と移動距離は比例関係にあるため、グラフは原点を通る直線となる。また、速さが速いということは、同じ時間で進む距離が長いことを意味するため、グラフの傾き（移動距離÷時間）はより急になる。
秋田公立高校入試(2019)類似

仕事の原理とてこの利用

Q178 水平な棒を用いたてこの実験において、支点から作用点までの距離を固定したまま、支点から力点までの距離を2倍に遠ざけました。このてこを使って物体を一定の高さまで持ち上げるとき、力点に加える力の大きさと、力点を押し下げる距離の変化について正しく述べたものはどれか、選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力の大きさは1/2倍になり、押し下げる距離は2倍になる
てこの原理により、支点から力点までの距離が長くなるほど、物体を持ち上げるのに必要な力は小さくなります。支点からの距離を2倍にすると、必要な力は1/2で済みますが、仕事の原理によって仕事の総量は変わらないため、力点を動かす距離は物体が上がる距離の2倍（元の状態と比較しても2倍）必要になります。
秋田公立高校入試(2017)類似

熱量の損失

Q179 台の上でピーナッツを燃焼させ、その上部に設置した水入りの容器を温める実験を行いました。このとき、ピーナッツの燃焼によって発生した熱量のすべてが水に伝わると仮定して計算した水温の上昇値と、実際に測定された水温の変化を比較すると、実測値は計算値よりも大幅に小さくなりました。この結果から考えられる理由として最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
ピーナッツの燃焼によって発生した熱が、水だけでなく周囲の空気や容器にも逃げたため。
実験装置が密閉されていない開放的な状態では、燃焼によって発生した熱エネルギーの多くが周囲の空気に逃げたり、水を保持している容器自体を温めることに使われたりします。このように、目的の対象以外に熱が逃げることを「熱量の損失」と呼びます。このため、水が実際に受け取る熱量は計算上の発生熱量よりも少なくなり、実測される温度変化は理論値よりも小さくなります。
岩手公立高校入試(2023)類似

力学的エネルギーの保存

Q180 物体が高い位置にあることによって持つ位置エネルギーと、運動している物体が持つ運動エネルギーの和を何と呼びますか。最も適切な名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギー
物体が持つ位置エネルギーと運動エネルギーを合計したものは力学的エネルギーと呼ばれます。摩擦や空気抵抗が無視できる場合、物体が運動する過程でこれら2つのエネルギーの割合は変化しますが、その総和は常に一定に保たれます。
青森公立高校入試(2022)類似

等速直線運動

Q181 摩擦のない水平面上を等速直線運動している物体について、移動した距離と時間の関係を正しく述べているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
移動距離は、経過した時間に比例する
等速直線運動では「速さ」が一定であるため、単位時間（例えば1秒間）に進む距離が常に同じになります。したがって、合計の移動距離（速さ×時間）は経過した時間に比例して増加することになります。
栃木公立高校入試(2022)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q182 水平面に対して傾いている斜面の上に置かれた物体には、常に鉛直下向きに重力がはたらいています。この重力を、斜面に垂直な方向と斜面に平行な方向の2つに分解して考えたとき、物体を斜面に沿って下向きに移動させようとする力の名称として適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面に平行な分力
斜面上にある物体にはたらく重力は、作図によって2つの方向に分解することができます。このうち、斜面に垂直な方向の分力は物体を斜面に押し付ける力となり、斜面に平行な方向の分力は物体を斜面の下方向へと引きずり、加速させる原因となる力になります。
埼玉公立高校入試(2025)類似

慣性の法則

Q183 一直線上を一定の速さで走っている電車の中で、糸で吊るしたおもりが真下に静止している状態を考えます。電車が急ブレーキをかけて減速したとき、車内にいる観察者から見ておもりはどの方向に動くと予想されますか。理由とともに最も適切なものを選んでください。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性により、進行方向の前方に振れる
運動している物体は、慣性によってそれまでの運動の状態（速さと向き）を保とうとします。電車が減速しても、吊るされたおもりは元の速さで進み続けようとするため、電車の進行方向に対して前方に投げ出されるように振れることになります。
宮城公立高校入試(2022)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q184 斜面上にある物体にはたらく重力のように、１つの力をそれと同じはたらきをする２つの力に分けることを何といいますか。その名称として適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
力の分解
１つの力を、それと同じはたらきをする複数の力に分けることを「力の分解」と呼び、分けられたそれぞれの力を「分力」といいます。これとは逆に、複数の力をそれらと同じはたらきをする１つの力にまとめることを「力の合成」と呼びます。
埼玉公立高校入試(2018)類似

仕事率の計算

Q185 質量2.0kgの物体を、20秒間かけて一定の速さで垂直に5.0m持ち上げました。このときの仕事率は何Wですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、ひもなどの重さや摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
5.0W
まず、物体を持ち上げるために必要な「仕事」を計算します。質量2.0kgの物体にはたらく重力は20Nであり、これを5.0m持ち上げたため、仕事は 20N × 5.0m ＝ 100J となります。次に、この仕事を20秒間で行ったため、仕事率は 100J ÷ 20秒 ＝ 5.0W と計算されます。仕事率を求めるには、仕事の量をかかった時間（秒）で割る必要があります。
群馬公立高校入試(2018)類似

重力の斜面に平行な分力

Q186 なめらかな斜面で小球を滑らせ、その運動を記録タイマー等で測定する実験を行った。傾きが小さい斜面を用いた「実験一」と、傾きが大きい斜面を用いた「実験二」の結果を比較し、時間と速さの関係について述べたものとして適切なものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
実験二の方が、重力の斜面に平行な分力が大きいため、単位時間あたりの速さの変化（加速度）が大きくなる。
斜面を下る物体の単位時間あたりの速さの変化（加速度）は、その物体にはたらく「重力の斜面に平行な分力」の大きさに比例する。斜面の傾きが大きくなると、この分力も大きくなるため、実験二の方が実験一よりも速さの増え方が急激になる。これをグラフに表すと、横軸を時間、縦軸を速さとしたとき、実験二の方が直線の傾きが急なグラフとなる。
埼玉公立高校入試(2024)類似

重力の分解

Q187 斜面の上に置かれた物体にはたらく重力を、そのはたらきを詳しく分析するために2つの力に分けることがあります。このとき、分解される2つの力の方向の組み合わせとして最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
斜面に平行な方向と、斜面に垂直な方向
斜面上の物体にはたらく重力は、物体を斜面の下方向へ動かそうとする力と、物体を斜面に押しつけようとする力に分解して考えるのが一般的です。これらはそれぞれ「斜面に平行な方向」と「斜面に垂直な方向」の分力となります。この2つの分力を合成すると、もとの重力と等しくなります。
北海道公立高校入試(2020)類似

慣性によるモーターの回転維持

Q188 水平に置かれた2本のアルミパイプの上に、両端の導線の周りにあるエナメルを「下側半分だけ」はがしたコイルをのせ、その下に円形磁石を置いた簡易モーターを作製しました。電流を流すとコイルは回転を始めますが、エナメルがはがされていない部分がパイプに接している間は、回路に電流が流れません。このように、力が加わっていないときでも、物体がそれまでの運動状態を保とうとする性質を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
慣性
物体には、外部から力が働かない限り、静止している物体は静止し続け、運動している物体はその運動状態を維持しようとする「慣性」という性質があります。この簡易モーターの実験では、電流が流れない瞬間（エナメルがパイプに接している間）でも、コイルは慣性によってそれまでの回転という運動状態を維持しようとするため、回転を続けることができます。
山形公立高校入試(2022)類似

角度が６０度の場合の分力の大きさ

Q189 重さ5.0Nの物体が静止しており、この重力とつり合うように2本の糸で物体を引いています。それぞれの糸が、上向きの合力の向きに対して左右に60度ずつの角度をなしているとき、1本の糸が物体を引く力（分力）の大きさとして適切なものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 —
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✅ 正解
5.0N
物体が静止しているとき、下向きの重力5.0Nとつり合う上向きの合力は5.0Nとなります。合力の向き（中心線）から左右に60度ずつ開いた方向に分力がはたらく場合、これらの力で作られる平行四辺形は、1辺の長さと対角線の長さが等しい2つの正三角形を合わせた形になります。この幾何学的な関係から、分力の大きさは合力の大きさと等しくなるため、5.0Nとなります。
秋田公立高校入試(2017)類似

斜面の傾きと重力の分力

Q190 質量が一定の物体を斜面に置いたとき、斜面の傾きを大きくしていくと、重力の斜面に沿った下向きの分力の大きさはどう変化しますか。正しいものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
大きくなる
物体に働く重力は、斜面に平行な方向と斜面に垂直な方向の2つに分解して考えることができます。斜面の傾きを大きくしていくと、重力のベクトルのうち斜面に沿った成分が占める割合が増えるため、重力の斜面に沿った分力の大きさは大きくなります。
岩手公立高校入試(2018)類似

斜面の傾きと加速度の関係

Q191 摩擦のない斜面において、物体が滑り降りる運動について考えます。斜面の角度を大きくして実験を行ったとき、物体にはたらく力と速度の変化の関係について説明したものとして最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
斜面平行方向にはたらく重力の分力が大きくなるため、単位時間あたりの速度の変化が大きくなる。
物体が斜面を滑り降りる際、その加速の原因となるのは「重力の斜面平行成分（分力）」です。斜面の角度を大きくすると、この分力の値が大きくなるため、物体をより強い力で加速させることになります。その結果、単位時間あたりの速度の変化（加速度）は、角度を大きくする前よりも大きくなります。
北海道公立高校入試(2016)類似

平均の速さ

Q192 ある物体が最初の2秒間で10m移動し、その直後の3秒間でさらに30m移動しました。この5秒間における全体の平均の速さを求めなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
8m/s
平均の速さは、途中の速さの変化に関わらず「合計の移動距離」を「合計の移動時間」で割ることで算出します。この場合、全距離は10m＋30m＝40mであり、全時間は2秒＋3秒＝5秒です。したがって、40m÷5秒＝8m/sとなります。それぞれの区間の速さ（5m/sと10m/s）を単純に足して2で割らないよう注意が必要です。
群馬公立高校入試(2023)類似

同一の直線上で同じ向きにはたらく二力の合成

Q193 同一の直線上で同じ向きにはたらく2つの力について、その2つの力を合わせたものと同じはたらきをする1つの力を「合力」といいます。この合力の大きさと向きについて正しく説明しているものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
大きさは2つの力の大きさの和に等しく、向きは2つの力と同じ向きになる。
同一の直線上で同じ向きに力がはたらく場合、それらの力の効果を合わせた合力は、単純にそれぞれの力の大きさを足し合わせた和となります。物体を動かそうとする勢いが加算されるため、力の向きも、もとの2つの力と同じ向きになります。
岩手公立高校入試(2018)類似

平均の速さ

Q194 記録タイマーを用いて、斜面を転がり落ちる台車の運動を記録しました。台車が斜面を下るにつれて、一定の時間（零点一秒）ごとのテープの長さが一定の割合で長くなっていくとき、台車の運動について述べたものとして最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
台車の速さが、時間の経過とともに一定の割合で速くなっている。
記録タイマーで一定の時間ごとに区切ったテープの長さは、その時間内における移動距離を表しており、その値は平均の速さに比例します。テープの長さが一定の割合で長くなっているということは、同じ時間内に進む距離が増え続けていることを意味するため、台車の速さが時間の経過とともに一定の割合で増加していることがわかります。
秋田公立高校入試(2023)類似

送電時のエネルギー損失

Q195 発電所で作られた電気が送電線を通って家庭や工場へ運ばれる際、送電線が持つ電気抵抗によって、電気エネルギーの一部が別のエネルギーに変わって放出されます。このとき放出されるエネルギーとして最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
熱エネルギー
導線（送電線）に電流が流れると、その電気抵抗によってジュール熱が発生します。送電においては、この発生した熱が周囲に放出されることで、本来利用したい電気エネルギーの一部が途中で失われてしまいます。
群馬公立高校入試(2019)類似

力学的エネルギーの保存

Q196 摩擦や空気抵抗が無視できる空間において、物体が持つ「位置エネルギー」と「運動エネルギー」の和が常に一定に保たれることを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギーの保存
物体が持つ位置エネルギーと運動エネルギーの合計は「力学的エネルギー」と呼ばれます。摩擦や空気抵抗などの外部からの影響がない場合、運動の過程で位置エネルギーと運動エネルギーが互いに移り変わっても、その総和は常に一定に保たれます。この物理学上の原則を力学的エネルギーの保存と呼びます。
北海道公立高校入試(2017)類似

放射線

Q197 物質を構成する原子の中心にある原子核が、不安定な状態から安定な状態へ変化するときに放出される、高いエネルギーを持つ粒子の流れや電磁波の総称を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
放射線
原子核がエネルギーを放出して別の状態に変化する際、放出されるエネルギーの形態を放射線と呼びます。これにはアルファ線やベータ線のような「粒子の流れ」と、ガンマ線のような「電磁波」の両方が含まれます。紫外線は太陽光などに含まれる電磁波ですが、原子核から放出されるものではないため区別されます。
山形公立高校入試(2021)類似

平均の速さの変化量

Q198 記録タイマーで物体の運動を記録した際、0.1秒ごとの移動距離を示すテープの長さが、時間の経過とともに右肩上がりに長くなっていく様子が観察されました。この現象から判断できる物体の運動の状態として適切なものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
物体の速さが時間とともに大きくなっており、加速している。
記録テープの1区間（この場合は0.1秒）ごとの長さは、その時間内における平均の速さに比例します。テープが次第に長くなっているということは、一定の時間内に進む移動距離が増加していることを意味するため、物体の速さが時間とともに大きくなっていると判断できます。
北海道公立高校入試(2023)類似

瞬間の速さ

Q199 自動車が走行している際、スピードメーターは常に一定の値ではなく、加速や減速に合わせて刻々と変化する値を示します。このように、動いている物体のその時々の速さを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
瞬間の速さ
物体の速さが時間とともに変化するとき、ごく短い時間の間に移動した距離から算出した、ある瞬間における速さを「瞬間の速さ」と呼びます。自動車のスピードメーターはこの瞬間の速さを表示しています。これに対し、ある区間を移動した距離を、かかった時間で割って算出される、区間内を一定の速さで移動したとみなしたときの速さを「平均の速さ」といいます。
高知公立高校入試(2016)類似

位置エネルギーと高さの関係

Q200 物体の位置エネルギーと運動エネルギーの関係について述べた次の文の空欄にあてはまる言葉の組み合わせとして、正しいものはどれですか。「質量が一定の物体において、基準面からの（　X　）が高くなるほど、物体が持つ位置エネルギーは大きくなる。このエネルギーの大きさは（　X　）に（　Y　）し、運動の過程で位置エネルギーが減少すると、その分だけ（　Z　）が増加する。」
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
X：高さ、Y：比例、Z：運動エネルギー
物体の位置エネルギーは、その物体の質量と基準面からの高さに比例して大きくなるという原理があります。高いところにある物体が落下したり振り子のように運動したりする場合、減少した位置エネルギーは運動エネルギーへと置き換わります。この関係を理解することが物理現象の把握において重要です。
秋田公立高校入試(2024)類似

斜面に平行な分力

Q201 方眼紙のグリッド上で、斜面にある台車にはたらく重力の大きさを、作用点から真下に向かう5マスの長さの矢印で表しました。この重力を、斜面に平行な方向と垂直な方向に分解する作図を行ったところ、斜面に平行な方向の矢印の長さは3マス分となりました。このとき、台車を斜面の下方へと引きずる力の大きさは、重力の大きさの何倍であるといえますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
0.6倍
重力を対角線とし、斜面に平行な方向と垂直な方向を隣り合う2辺とする長方形（または平行四辺形）を作図することで、それぞれの分力を求めることができます。この場合、重力の大きさが5マス分、斜面に平行な分力の大きさが3マス分であるため、その比率は3÷5により0.6倍となります。
青森公立高校入試(2022)類似

運動エネルギーの大きさ

Q202 水平な面上に置かれた木片に小球を衝突させ、木片の移動距離を測定することで、小球が持つエネルギーの大きさを調べる実験を行います。小球の速さを毎秒九十九センチメートルにしたとき、木片の移動距離は四点零センチメートルでした。次に、小球の速さを毎秒百九十八センチメートルに上げたところ、木片の移動距離は十六点零センチメートルとなりました。この結果から導き出される、小球の速さと運動エネルギーの関係について正しい説明を選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さが2倍になると、運動エネルギーは4倍になる
小球が木片を移動させる距離は、小球が木片に対してした仕事の量に相当し、これは小球が持っていた運動エネルギーの大きさに比例します。小球の速さが毎秒九十九センチメートルから百九十八センチメートルへと2倍になったとき、木片の移動距離は四点零センチメートルから十六点零センチメートルへと4倍（2の2乗倍）になっています。このことから、運動エネルギーの大きさは速さの2乗に比例して大きくなることがわかります。
埼玉公立高校入試(2022)類似

力の分解と三平方の定理の比

Q203 1つの力をそれと同じはたらきをする2つの力に分けることを力の分解、分けられたそれぞれの力を分力といいます。1つの重い荷物を2本の糸を使って2人で持ち上げる際、2本の糸のなす角度を大きくしていくと、それぞれの人が荷物を支えるために必要な力の大きさはどう変化しますか。理由とともに適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
2本の糸がなす角度が大きくなると、重力とつり合うために必要な鉛直上向きの分力を確保するために、それぞれの糸の方向に働く力は大きくなる。
2本の糸で物体を支えるとき、それぞれの糸が引く力の「鉛直（上）向きの分力」の合計が、物体の重力とつり合う必要があります。糸のなす角度を広げると、糸の方向に働く力のうち、上に引き上げる力の割合が小さくなってしまいます。そのため、一定の重力を支え続けるには、糸の方向へ引っ張る力そのものを大きくしなければなりません。これは平行四辺形の法則において、角度が開くほど同じ高さの対角線（重力とのつり合い）を作るために必要な隣り合う辺（分力）が長くなることからも説明できます。
埼玉公立高校入試(2014)類似

電力とエネルギー効率

Q204 電気エネルギーが物体の移動などの仕事に変換される過程において、単位時間あたりに消費される電気エネルギーを何といいますか。また、一定の電気エネルギーを供給して物体を引き上げるとき、その値を大きくすると、物体を引き上げる速さはどのように変化しますか。最も適切な組み合わせを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
名称は電力であり、引き上げる速さは速くなる
単位時間（1秒間）あたりに消費される電気エネルギーの量は電力と呼ばれる。電力が大きくなるということは、1秒間に物体に対して行える仕事の量が増えることを意味するため、同じ重さの物体を引き上げる場合、その速さは速くなる。電力量は、消費した電力と時間の積であり、消費したエネルギーの総量を指す用語である。
埼玉公立高校入試(2024)類似

位置エネルギーと速さの関係

Q205 高い位置にある物体が斜面を下って低い位置へ移動するとき、エネルギーの移り変わりと物体の速さの変化について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
位置エネルギーが運動エネルギーに変換され、物体の速さが増加する。
高い位置にある物体が低い位置へと移動する際、その高さに応じて物体が蓄えていた位置エネルギーが減少します。この減少したエネルギーは運動エネルギーへと変換されるため、物体の速さは増加します。このようにエネルギーの種類が変わることをエネルギーの変換と呼び、摩擦や空気の抵抗を無視できる場合は、位置エネルギーと運動エネルギーの和である力学的エネルギーは一定に保たれます。
群馬公立高校入試(2025)類似

合力と速さの変化の割合

Q206 水平な机の上に置かれた台車に糸をつけ、滑車を通して糸の端におもりをつるして、静かに手を放す実験を行います。おもりの重さを変えずに、台車の上に別の重りを載せて全体の質量を大きくした場合、台車の運動における「速さの変化の割合」はどうなりますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さの変化の割合は小さくなる
物体にはたらく力の大きさが一定であるとき、動かす物体の全体の質量が大きいほど、単位時間あたりの速さの変化の割合は小さくなるという性質があります。この実験では、台車を引く力（おもりにはたらく重力）が同じであれば、台車全体の質量を大きくすることで、速さの増え方が緩やかになります。
山口公立高校入試(2019)類似

エネルギー保存の法則

Q207 エネルギーが、光、音、熱、運動、位置など、別の種類のエネルギーに変換されるとき、変換の前後でエネルギーの総量はどのようになりますか。最も適切な説明を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
変換の前後で、エネルギーの総量は変化せず常に一定に保たれる
エネルギーが別の形に移り変わっても、その総和は常に一定に保たれるという原理をエネルギー保存の法則と呼びます。摩擦がある状況で力学的エネルギーが減少したとしても、その分は熱エネルギーや音エネルギーに変換されており、それらすべてを合計した総量は変化しません。
山形公立高校入試(2018)類似

斜面に平行な力

Q208 斜面の上に置かれた物体にはたらく重力のうち、斜面に沿って下向きに物体を動かそうとする力を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 —
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✅ 正解
重力の分力
斜面上の物体には、地球の中心に向かって垂直に引く重力が常にはたらいています。この重力を、作図によって「斜面に平行な方向」と「斜面に垂直な方向」の2つの力に分けたとき、運動の向きである斜面下向きにはたらく力を重力の分力と呼びます。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q209 水平面に対する角度を自由に変えられる斜面の上に物体を置きました。斜面の傾き（角度）を徐々に大きくしていったとき、物体にはたらく重力の「斜面に平行な分力」と「斜面に垂直な分力」の大きさはどのように変化しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
斜面に平行な分力は大きくなり、垂直な分力は小さくなる
斜面の傾きが大きくなると、重力の向き（真下）と斜面がなす角度が変化します。作図をした際、斜面が急になるほど重力を対角線とする長方形は「斜面に平行な辺」が長くなり、「斜面に垂直な辺」が短くなります。そのため、物体を滑り降ろそうとする平行な分力は大きくなり、斜面を押しつける垂直な分力は小さくなります。なお、もとの重力自体の大きさは傾きに関わらず一定です。
群馬公立高校入試(2017)類似

斜面上の重力の分解

Q210 水平面に対する斜面の傾きを次第に大きくしていったとき、斜面上にある物体にはたらく重力の「斜面に平行な方向の分力」と「斜面に垂直な方向の分力」の大きさはそれぞれどのように変化しますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
平行な分力は大きくなり、垂直な分力は小さくなる
斜面の傾きを大きくすると、鉛直下向きにはたらく重力の向きと斜面とのなす角度が変化します。作図において重力を対角線とする長方形を考えたとき、傾きが急になるほど斜面に平行な方向の辺が長くなり、斜面に垂直な方向の辺が短くなります。このため、斜面を下ろうとする力（平行な分力）は強まり、斜面を押しつける力（垂直な分力）は弱まります。
群馬公立高校入試(2016)類似

運動エネルギーの変化

Q211 小球が斜面を下り、水平面に達した後の運動エネルギーの変化に注目します。摩擦や空気抵抗が無視できる場合、水平面上を移動している間、小球の運動エネルギーが一定に保たれる理由として最も適切な説明はどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
水平面では高さの変化がなく、位置エネルギーが運動エネルギーに変換されなくなるため。
斜面上では物体が低い位置へ移動することで位置エネルギーが減少し、その分が運動エネルギーの増加に充てられます。しかし、水平面では物体の高さが変化しないため、位置エネルギーから運動エネルギーへの変換が終了します。外部から力が加わらない限り、エネルギーの総量は保存され、運動エネルギーは一定のまま保たれます。
青森公立高校入試(2022)類似

等速直線運動

Q212 小球が斜面を転がり落ちた後、摩擦や空気の抵抗が無視できる水平面へと進みました。水平面上に到達した後の小球の運動について、速さと向きの変化を説明したものとして適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
速さは一定のままで、一直線上を動き続ける
水平面上では、小球にはたらく重力と面からの垂直抗力がつり合っており、進行方向には力がはたらいていません。摩擦や空気の抵抗も無視できるため、小球は斜面を下りきったときの速さを保ったまま、向きを変えずに運動を続けます。
岩手公立高校入試(2024)類似

周波数

Q213 一定の周期で電流の向きと強さが変化する電流を「交流」と呼びます。この交流において、１秒間に繰り返される電流の変化の回数を何といいますか。その名称と、用いられる単位の組み合わせとして正しいものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
周波数（単位：ヘルツ）
交流は直流と異なり、電流の流れる向きと強さが周期的に変化するという特徴があります。この１秒間あたりの変化のサイクル数を周波数と呼び、単位にはヘルツ（Hz）が使用されます。家庭用のコンセントから供給される電気はこの交流にあたります。
秋田公立高校入試(2017)類似

力学的エネルギーの保存

Q214 摩擦や空気抵抗を無視できる斜面において、物体が持つ「位置エネルギー」と「運動エネルギー」の合計を何と呼びますか。また、物体が移動している間、その合計の値はどうなりますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
力学的エネルギーと呼び、その値は常に一定に保たれる
摩擦や空気抵抗がない理想的な条件下では、物体の位置エネルギーと運動エネルギーの和は「力学的エネルギー」と呼ばれます。運動の過程で位置エネルギーが減少すればその分だけ運動エネルギーが増加し、逆に位置エネルギーが増加すれば運動エネルギーが減少するため、その合計は常に一定に保たれます。これを力学的エネルギーの保存の法則といいます。
埼玉公立高校入試(2023)類似

放射能

Q215 物質が放射線を出す能力のことを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
放射能
放射線を出す能力そのものを放射能と呼びます。これに対し、放射線を出す性質を持った物質そのものは放射性物質、そこから放出されるエネルギーの束を放射線と呼び、それぞれ区別して定義されています。
岩手公立高校入試(2020)類似

エネルギーの変換と燃料電池

Q216 電気分解によって発生させた水素と酸素を利用して電子オルゴールを鳴らす実験において、電気分解を行う段階（エネルギーを蓄える段階）の役割を「エネルギー変換」の観点から説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
外部からの電気エネルギーを、水素や酸素が持つ化学エネルギーとして蓄える役割
電気分解は、物質に外部から電気エネルギーを加えて分解し、別の物質を生成する操作です。この過程では、加えられた電気エネルギーが、生成された水素や酸素などの物質が持つ「化学エネルギー」という形で保存されます。この蓄えられた化学エネルギーは、燃料電池の仕組みを用いることで、必要な時に再び電気エネルギーとして取り出すことができます。
栃木公立高校入試(2022)類似

等速直線運動

Q217 記録タイマーを用いて物体の運動を記録し、一定の時間間隔ごとに切ったテープを順に並べたところ、運動の開始直後はテープの長さが徐々に増加していましたが、その後、テープEからテープGまでの区間では、すべてのテープの長さが同じ一定の値で並んでいました。このテープEからGまでの区間における物体の運動について、正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
物体にはたらく力がつり合っており、一定の速さで一直線上を動いている。
記録タイマーのテープ1枚の長さは、その時間内での移動距離（平均の速さ）を表します。テープの長さが一定であるということは、物体が「一定の速さ」で運動していることを示しており、これは物体にはたらく力がつり合っているときに生じる等速直線運動の特徴です。
北海道公立高校入試(2018)類似

二本のばねばかりによる合力

Q218 重さが10Nの物体を2本の糸で吊り下げ、静止させました。このとき、2本の糸がなす角度を徐々に大きくしていくと、それぞれの糸につないだばねばかりが示す値はどのように変化しますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
角度が大きくなるほど、ばねばかりの示す値は大きくなる
物体が静止しているとき、2つの糸が引く力の合力は、物体の重力とつり合っています。糸に角度がつくと、それぞれの糸が引く力には水平方向の成分が含まれるようになります。垂直方向の成分の和が重力と等しくならなければならないため、角度が開くほど、各々の糸が負担する力（斜め方向の力）はより大きくならなければなりません。
茨城公立高校入試(2021)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分解

Q219 物体が置かれた斜面の傾きを、水平な状態から徐々に大きくしていったとき、物体にはたらく重力、およびその重力を分解した「斜面に平行な力」と「斜面に垂直な力」の変化について正しい説明はどれか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
重力の大きさは変わらないが、斜面に平行な力は大きくなり、斜面に垂直な力は小さくなる。
物体にはたらく重力は、物体の質量と重力加速度によって決まるため、斜面の傾きを変えても変化しない。しかし、重力を分解して作る長方形（平行四辺形）を考えると、傾きが急になるほど斜面に平行な辺が長く、斜面に垂直な辺が短くなる。そのため、斜面に平行な成分（物体を滑り落とそうとする力）は大きくなり、斜面に垂直な成分（物体を斜面に押しつける力）は小さくなる。
群馬公立高校入試(2022)類似

位置エネルギーの最大点

Q220 物体が高い位置にあるとき、その基準面からの高さに比例して蓄えられるエネルギーを何といいますか。また、物体が運動する経路において、このエネルギーが最大となるのはどのような地点ですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
位置エネルギーといい、物体が経路中で最も高い位置にある地点
物体が高い場所にあることで持つエネルギーは位置エネルギーと呼ばれます。位置エネルギーの大きさは物体の質量と基準面からの高さに比例するため、経路の中で最も高い位置に到達したときに、その値は最大となります。
宮城公立高校入試(2023)類似

経路による運動エネルギーの移り変わり

Q221 同じ高さのスタート地点から小球を運動させたとき、途中でより低い位置を経由する経路をとるほど、ゴールに到達するまでの時間は短くなる傾向があります。この現象において、エネルギーの移り変わりと速さの関係を述べたものとして正しいものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
高さが減少すると位置エネルギーが運動エネルギーに変換され、物体の速さが大きくなる。
高い位置にある物体は位置エネルギーを持っていますが、低い位置へ移動するにつれてその位置エネルギーは減少します。エネルギー保存の法則により、減少した位置エネルギーは運動エネルギーへと姿を変えます。運動エネルギーは物体の速さに依存するため、運動エネルギーが増加した状態では物体の速さは大きくなります。この原理により、より低い場所を通る経路の方が高い速さを維持しやすくなります。
北海道公立高校入試(2014)類似

慣性

Q222 摩擦や空気の抵抗が無視できるなめらかな水平面の上で、ある物体を軽く押して運動させた。手を離した後、この物体はどのような運動を続けるか。最も適切なものを選択してください。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性によって、速さが変わらない等速直線運動をずっと続ける。
物体に力がはたらかない場合、運動している物体は慣性によってその速度（速さと向き）を維持しようとします。摩擦や空気抵抗がない環境では、物体を減速させる力が存在しないため、物体は等速直線運動を永久に継続することになります。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q223 斜面上にある物体にはたらく重力を、斜面に平行な方向と、斜面に垂直な方向の2つの力に分けることを力の分解といいます。このとき、分解して得られたそれぞれの力を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
分力
1つの力を、それと同じはたらきをする複数の力に分けることを力の分解といい、分解されたそれぞれの力を分力と呼びます。斜面上の物体においては、重力を「斜面に平行な方向（物体を滑り降ろそうとする力）」と「斜面に垂直な方向（斜面を押しつける力）」の2つに分解して考えることが一般的です。
埼玉公立高校入試(2018)類似

放射性物質の存在と性質

Q224 放射線や放射性物質に関する記述として、科学的に正しい原理に基づいているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
放射性物質が放射線を出す能力のことを「放射能」といい、放射性物質が放射線を出すたびにその能力は衰えていく。
放射性物質は、放射線を出すことで別の種類の原子へと変化していき、それに伴って放射線を出す能力（放射能）も時間の経過とともに減衰していきます。人体への影響を表す単位はシーベルト（Sv）であり、ベクレル（Bq）は放射性物質が1秒間に崩壊する回数（放射能の強さ）を表す単位です。また、レントゲン撮影に用いられる放射線は、物体を「透過」する性質を利用しています。
群馬公立高校入試(2021)類似

仕事の大きさの計算

Q225 理科における「仕事」の定義と、その大きさを表す単位の組み合わせとして正しいものはどれか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
物体に加えた力の大きさと移動距離の積で表され、単位にジュールを用いる
物体に力を加えてその力の向きに移動させたとき、その力は物体に対して仕事をしたという。仕事の大きさ（ジュール）は、力の大きさ（ニュートン）と移動した距離（メートル）を掛け合わせることで算出される。定義を正しく理解し、単位がジュールであることを押さえる必要がある。
茨城公立高校入試(2017)類似

仕事の原理

Q226 1つの動滑車に荷物をつるし、ひもの一端を固定してもう一端を真上に引き上げる装置を考えます。この装置を使って荷物を20cm持ち上げるとき、直接手で荷物を20cm持ち上げる場合と比較した記述として正しいものはどれですか。ただし、滑車やひもの重さ、摩擦は無視できるものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
手で引く力の大きさは半分になり、ひもを引く長さは2倍になる。
動滑車を1つ使用すると、荷物の重さを2本のひもで支える構造になるため、手が引く力の大きさは直接持ち上げる時の半分で済みます。しかし、荷物を20cm上昇させるためには、荷物を支えている2本のひもをそれぞれ20cmずつ、合計40cm分引き上げる必要があるため、引く長さは2倍になります。
岩手公立高校入試(2023)類似

仕事の大きさの算出

Q227 モーターを用いて、質量250gの重りを垂直に0.60mだけゆっくりと一定の速さで持ち上げる実験を行いました。このとき、モーターが重りに対してした仕事の大きさは何Jですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
1.5J
仕事の大きさを求めるには、まず力の大きさをニュートン（N）に変換する必要があります。100gで1Nのため、250gの重りを持ち上げるのに必要な力は2.5Nです。この力で重りを0.60m持ち上げたときの仕事は、2.5N × 0.60m ＝ 1.5Jと計算されます。質量の数値（250）をそのまま式に用いないよう注意が必要です。
青森公立高校入試(2025)類似

重力の大きさ

Q228 物体そのものの分量を表す「質量」に対し、地球が物体を真下に向かって引く力の大きさを何といいますか。また、その力の大きさを表す単位の名称として正しいものを組み合わせたものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の大きさ、ニュートン
地球が物体を引く力は重力と呼ばれ、その大きさを示す単位にはニュートン（N）が用いられます。質量は場所が変わっても変化しない物体そのものの量ですが、重力の大きさは測定する天体などによって変化するという違いがあります。
高知公立高校入試(2022)類似

合力

Q229 1つの点に2つの力が同時にはたらいているとき、その合力の大きさの変化について正しく述べたものはどれですか。ただし、それぞれの力の大きさは変化しないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
2つの力のなす角度が大きくなるほど、合力の大きさは小さくなる
平行四辺形の法則を用いて作図を考えると、2つの力のなす角度が大きくなるほど、対角線の長さは短くなります。2つの力が同じ向き（0度）のときに合力は最大となり、逆向き（180度）のときに最小となります。単純な和になるのは同じ向きのときだけであるため注意が必要です。
茨城公立高校入試(2017)類似

仕事の原理

Q230 動滑車などの道具を使用して物体をある高さまで引き上げるとき、道具を使わない場合と比べて、力は小さくて済むものの、ひもを引く長さは長くなり、結局必要となる仕事の大きさは変わらないという法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事の原理
道具を使用することで加える力を軽減させることは可能ですが、その分移動させる距離が増加するため、（力 × 距離）で算出される仕事の総量は一定に保たれます。これを仕事の原理と呼びます。
北海道公立高校入試(2024)類似

仕事の大きさと経路の独立性

Q231 質量が等しい2つの小球を、同じ高さの地点からそれぞれ異なる斜面を用いて水平面まで転がしました。一方は傾きが10度のなめらかな斜面を、もう一方は傾きが20度のなめらかな斜面を下ったとき、小球が水平面に達するまでに重力が小球に対してした仕事の大きさについて述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
どちらの斜面を下った場合でも、重力がした仕事の大きさは等しい
物体が重力によってされる仕事の大きさは、物体の質量と垂直方向の移動距離（高さの差）の積によって決まります。この問題では2つの小球の質量が等しく、出発点の高さも同じであるため、斜面の傾きや移動した経路の長さに依存せず、重力がした仕事の大きさは等しくなります。
群馬公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q232 滑車などの道具を用いて仕事を行う際、人間が得られる利点と、その背景にある「仕事の原理」の関係について正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
道具を使うと、加える力の大きさを小さくできるが、仕事全体の量は変わらない。
道具を用いる主な目的は、人間が一度に出さなければならない力の負担を軽減することにあります。しかし、仕事の定義は力と距離の積であるため、力が半分になれば動かす距離は2倍になり、力が3分の1になれば距離は3倍になります。このように、道具によって力の大きさや動かす向きを変えることはできても、仕事の大きさ自体を減らすことはできないという法則を仕事の原理といいます。
茨城公立高校入試(2018)類似

力のつり合い

Q233 空から落下する雨粒が、地上付近で一定の速さで落下する「等速直線運動」の状態にあるとき、雨粒にはたらいている「重力」と「空気の抵抗」の関係について、適切な説明はどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力と空気の抵抗の大きさが等しく、向きが反対であるため、それらの合力が0になっている
物体が等速直線運動を行っているとき、その物体にはたらく力はつり合いの状態にあります。雨粒には、下向きの重力と、その運動を妨げる上向きの空気の抵抗が同時にはたらいています。これら2つの力が同じ大きさで逆向きになり、合力が0となることで、加速も減速もせずに一定の速さで落下し続けます。なお、作用・反作用は「雨粒が地球を引く力」と「地球が雨粒を引く力（重力）」のように異なる物体間ではたらく力の関係を指すため、1つの物体にはたらく力のつり合いとは区別する必要があります。
石川公立高校入試(2022)類似

仕事の原理

Q234 道具や斜面を使って物体を持ち上げる際、加える力は小さくて済むが、動かす距離はそれだけ長くなる。その結果、道具を使わずに直接持ち上げたときと、最終的な仕事の量が変わらないというきまりを何というか、名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事の原理
道具を使用してもエネルギーを新たに生み出すことはできず、力を小さくした分だけ移動距離を大きくする必要があるため、最終的な仕事の総量は一定に保たれる。これを仕事の原理と呼ぶ。
青森公立高校入試(2024)類似

二力の角度と分力の大きさ

Q235 1点から2本の糸で輪ゴムを引き、ある長さまで伸ばして静止させます。最初は2本の糸の間の角度を45度にしていましたが、輪ゴムの伸びを変えないように注意しながら、2本の糸の間の角度を90度まで広げました。このとき、それぞれの糸が輪ゴムを引く力の大きさは、角度を広げる前と比べてどのように変化しますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
2本とも引く力が大きくなる
輪ゴムの伸びが変わらないとき、2本の糸による引く力の合力は、輪ゴムが縮もうとする力とつり合っており、その大きさは一定です。合力の大きさが一定のとき、2つの分力（糸が引く力）の間の角度を大きくすると、平行四辺形の対角線の長さを維持するために各辺の長さを長くしなければならないため、それぞれの分力の大きさは大きくなります。
青森公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q236 ある物体を垂直に40cm引き上げる実験と、摩擦のない斜面に沿って同じ40cmの高さまでばねばかりで引き上げる実験を行いました。これら2つの実験結果を比較した説明として、正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面を用いた方が引く力は小さくなるが、仕事の大きさは垂直に引き上げた時と変わらない
斜面を利用すると、物体を支える力が斜面によって分担されるため、ばねばかりで引く力は垂直に持ち上げる場合よりも小さくなります。しかし、その分だけ斜面を移動させる距離は長くなるため、道具を使った場合と使わない場合で仕事の大きさは等しくなります。
青森公立高校入試(2022)類似

速さとエネルギーの関係グラフ

Q237 ある装置を用いて小球を衝突させる実験を行ったところ、小球の速さが1.0m/sのときに木片が3cm移動しました。同じ条件で小球の速さを3.0m/sに変えて衝突させたとき、木片は何cm移動すると考えられますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
27cm
木片の移動距離は小球の速さの2乗に比例します。速さが1.0m/sから3.0m/sへと3倍になっているため、移動距離は3の2乗である9倍になります。したがって、もとの移動距離3cmを9倍した27cmが正解となります。単純な比例と考えて3倍の9cmと間違えないよう注意が必要です。
高知公立高校入試(2016)類似

仕事率の算出

Q238 仕事率が1000Wの機械を使用して、重さ200Nの物体を50mの高さまで引き上げる作業を行うとき、引き上げが完了するまでにかかる時間は何秒ですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
10秒
物体を50m引き上げるのに必要な仕事の合計は、200N × 50m ＝ 10,000Jとなります。仕事率（W）は1秒間あたりの仕事量を表しているため、かかった時間（秒）を求めるには、仕事の合計（J）を仕事率（W）で割ります。したがって、10,000J ÷ 1,000W ＝ 10秒となります。
山形公立高校入試(2017)類似

動滑車の重さの算出

Q239 あるおもりをバネばかりに吊るして直接引き上げたところ、1.60ニュートンを示しました。次に、このおもりに動滑車を組み合わせ、バネばかりを真上に引いて一定の速さで持ち上げたところ、バネばかりの値は0.94ニュートンになりました。このとき、使用した動滑車自体の重さは何ニュートンですか。ただし、ひもの重さや摩擦は考えないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
0.28ニュートン
動滑車を1つ用いて物体を引き上げる場合、バネばかりにかかる力は、物体にはたらく重力と動滑車にはたらく重力の和を、2本のひもで均等に支える構造になります。そのため、「（物体の重さ ＋ 動滑車の重さ）÷ 2 ＝ バネばかりの値」という関係式が成立します。今回の数値に当てはめると、(1.60 ＋ 動滑車の重さ) ÷ 2 ＝ 0.94 となり、これを計算すると 1.60 ＋ 動滑車の重さ ＝ 1.88 となります。したがって、1.88 － 1.60 を計算することで、動滑車の重さは0.28ニュートンであると導き出せます。
栃木公立高校入試(2022)類似

平均の速さ

Q240 物体が一定の区間を移動したとき、その区間を移動するのにかかった時間で移動距離を割ることで算出される、移動の勢いを示す値を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体は移動中に速さを常に変化させていることが一般的ですが、特定の区間全体を一定の勢いで移動し続けたと仮定して求めた値を平均の速さと呼びます。これは「移動距離 ÷ かかった時間」という計算式で定義されます。
秋田公立高校入試(2024)類似

二力の合力と角度の関係

Q241 台車を一本の糸Aで引き、反対側から二本の糸B・Cを使って、糸Aと同じ大きさの力で同時に引きます。すべての糸を引く力の大きさが等しいとき、台車を静止させるためには、糸Bと糸Cのなす角度を何度にする必要がありますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
百二十度
二つの力の大きさが等しく、そのなす角度が百二十度のとき、作られる平行四辺形は二つの正三角形を合わせた形（ひし形）になります。このとき、対角線である合力の長さは、もとの力一つの大きさと等しくなります。したがって、反対方向から同じ大きさの力で引いている糸Aとつり合わせるためには、角度を百二十度にする必要があります。
群馬公立高校入試(2020)類似

エネルギー変換効率の計算

Q242 ある電球に40J（ジュール）の電気エネルギーを供給して点灯させたところ、そのうちの10Jが「光エネルギー」に変換され、残りの30Jは熱となって空気中に逃げていきました。この電球の「変換効率」として正しい数値を選びなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
25パーセント
変換効率は「（目的とするエネルギー ÷ 消費したエネルギー全体）× 100」の式で算出します。この問題では（10J ÷ 40J）× 100 ＝ 25％となります。選択肢にある75パーセントは熱として逃げたエネルギーの割合、2.5パーセントは計算過程での桁間違いによる数値です。
埼玉公立高校入試(2014)類似

力のつり合い

Q243 斜面を下り終えた台車が、水平な床の上を等速直線運動している様子を観察しました。このとき、台車に働く「重力」と「垂直抗力」の関係について述べたものとして、最も適切なものを選びなさい。
★ やさしい 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力と垂直抗力は、大きさが等しく向きが反対で、つり合いの関係にある
台車は水平方向に移動しており、上下（鉛直）方向には動いていません。これは、台車に働く下向きの重力と、床から受ける上向きの垂直抗力の大きさが等しく、互いに打ち消し合っていることを示しています。このように、1つの物体に働く複数の力が打ち消し合って合力が0になる状態を「力のつり合い」と呼びます。
北海道公立高校入試(2015)類似

平均の速さの算出

Q244 木片が物差しに沿って移動する様子を、0.1秒間隔のストロボ写真で記録したところ、木片の前端は地点Xから地点Yまでの4つの区間を移動していた。物差しの目盛りから、この間の合計の移動距離が4cmであったとき、地点Xから地点Yまでにおける木片の平均の速さは何cm/sか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
10cm/s
平均の速さは、移動距離をかかった時間で割ることで求められる。ストロボの間隔が0.1秒で区間が4つあるため、地点Xから地点Yまでの移動にかかった時間は 0.1秒 × 4 ＝ 0.4秒 となる。したがって、移動距離 4cm を 0.4秒 で割ると 10cm/s と算出される。
青森公立高校入試(2022)類似

速さとエネルギーの関係グラフ

Q245 小球を転がして木片に衝突させ、その移動距離を測定することでエネルギーの大きさを調べる実験について考えます。横軸に小球の速さを、縦軸に木片が移動した距離をとって、それらの関係をグラフに表した場合、どのような形になりますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さが大きくなるほど傾きが急になる曲線
物体の持つ運動エネルギーは速さの2乗に比例します。そのため、速さを横軸、エネルギー（木片の移動距離）を縦軸にとった場合、グラフは単純な比例関係を示す直線にはならず、速さの増加にともなって値が急激に大きくなる二次関数的な曲線を描くことになります。
北海道公立高校入試(2020)類似

慣性によるモーターの回転維持

Q246 導線の両端のエナメルを半分だけはがしたコイルと磁石を用いた簡易モーターの実験において、コイルが一定の方向に回転し続ける理由として最も適切な説明はどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
電流が流れていない間も、慣性によって回転という運動状態が維持され、再び電流が流れる位置まで回転が続くため。
このモーターは、コイルが半回転するごとに「磁界から力を受ける状態」と「電流が遮断される状態」を繰り返します。電流が遮断されている間は磁界からの力（電磁力）は働きませんが、物体にはそれまでの運動状態を維持しようとする慣性があります。そのため、コイルは回転を止めずに回り続け、再びエナメルがはがれた部分がパイプに触れて電流が流れる状態になるため、連続した回転が可能になります。
山形公立高校入試(2021)類似

力と速さの変化の割合

Q247 摩擦のない水平面上で台車を一定の力で引き続けるとき、台車を引く力の大きさを2倍にすると、単位時間あたりの速さの変化（加速度）はどうなりますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
速さの変化も2倍になる
物体に運動の向きと同じ向きの力がはたらき続けるとき、物体の速さは一定の割合で変化します。この単位時間あたりの速さの変化（加速度）は、物体にはたらく力の大きさに比例するという性質があるため、力が2倍になれば速さの変化も2倍になります。
青森公立高校入試(2024)類似

二力の角度と分力の大きさ

Q248 2つの分力の間の角度を大きくしたとき、その合力の大きさが変わらないようにするためには、それぞれの分力の大きさを大きくしなければなりません。その理由として最も適切な説明はどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力を対角線とする平行四辺形を作るとき、角度を広げても対角線の長さを一定に保つには、各辺を長くする必要があるから
2つの分力と合力の関係は、分力を2辺、合力を対角線とする平行四辺形で表されます。対角線の長さ（合力の大きさ）を固定したまま、2辺のなす角度を広げていくと、平行四辺形は横に平らな形になっていきます。このとき、対角線の長さを変えないためには、各辺の長さを元よりも伸ばさなければなりません。この幾何学的な関係により、角度が大きくなるほど個々の分力の値は増加します。
群馬公立高校入試(2022)類似

台車の平均の速さ

Q249 物体がある区間を移動したとき、その間の速さが変化せず一定であったとみなして、移動した距離をかかった時間で割って算出した速さを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体は運動中に速さを刻々と変化させることが多いですが、移動距離全体を要した時間で割ることで、その区間をずっと同じ速さで動き続けたと仮定したときの値を求めることができます。これを平均の速さと呼びます。これに対し、スピードメーターが示すような、ごく短い時間に移動した距離から求まるその時々の速さを瞬間の速さと呼びます。
秋田公立高校入試(2023)類似

仕事率

Q250 動滑車を用い、2.7Nの力でひもを20cm引くことで、物体を10cm持ち上げました。この一連の作業に3秒かかったとき、この時の仕事率は何Wになりますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.18 W
仕事率（W）を求めるには、まず物体に対して行われた仕事の大きさを算出する必要があります。仕事は「力の大きさ（N）× 力の向きに動かした距離（m）」で求められるため、2.7N × 0.2m ＝ 0.54Jとなります。仕事率は1秒あたりの仕事の量であるため、この仕事の大きさをかかった時間で割り、0.54J ÷ 3秒 ＝ 0.18Wと計算されます。物体が持ち上がった距離（10cm）ではなく、実際に手がひもを引いた距離（20cm）を用いて仕事の大きさを出すのがポイントです。
北海道公立高校入試(2018)類似

二本のばねばかりによる合力

Q251 1つの物体に複数の力がはたらいているとき、それらの力と同じはたらきをする1つの力を何と呼びますか。最も適切な名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
合力
複数の力が物体に作用しているとき、それらと同じ効果をもたらす1つの仮想的な力を合力といいます。これに対し、1つの力を複数の方向に分けたものを分力と呼び、力を合わせることを力の合成、分けることを力の分解といいます。
岩手公立高校入試(2017)類似

放射線とシーベルト

Q252 放射線、放射能、および放射性物質の関係性と単位について述べた次の文のうち、科学的に正しい説明はどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
放射線を出す能力のことを放射能といい、人体への影響を測る指標にはシーベルトという単位を用いる。
懐中電灯に例えると、光を出す本体が「放射性物質」、出ている光が「放射線」、そして光を出す能力が「放射能」に相当します。放射線が人体に当たった際、そのエネルギーがどの程度健康に影響を与えるかを示す尺度として「シーベルト」が使われます。これに対し、放射性物質が1秒間に何個の原子核が崩壊して放射線を放っているかという「能力の強さ」を表す単位がベクレルです。ワットは主に電気工作物などの消費電力や仕事率に使われる単位であり、放射線の影響評価には用いられません。
秋田公立高校入試(2024)類似

重力の大きさ

Q253 傾いた斜面上に質量500gの台車を置き、滑車を通した糸で台車とおもりをつないで静止させる実験を行います。このとき、斜面上の台車にはたらく重力の向きと大きさについて正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
重力は地球の中心方向へはたらき、その大きさは5Nである。
重力は物体の場所や状態に関わらず、常に地球の中心方向に向かってはたらきます。また、質量100gの物体にはたらく重力を1Nとすると、質量500gの台車には、質量に比例して5Nの重力がはたらくことになります。
岩手公立高校入試(2023)類似

力学的エネルギーの保存

Q254 振り子の運動において、最高点、中間点、最下点の各位置における「位置エネルギー」「運動エネルギー」「力学的エネルギー」の関係をグラフで表すとどのようになりますか。横軸をおもりの位置、縦軸をエネルギーの大きさとしたときの特徴として正しいものを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
どの位置においても、位置エネルギーと運動エネルギーの和を示すグラフは、横軸に平行な直線になる
力学的エネルギーの保存の法則により、外部からの抵抗がない限り、運動中のどの地点においても位置エネルギーと運動エネルギーの合計値は変わりません。したがって、エネルギーの総和をグラフに表すと、おもりの位置に関わらず一定の値を示す水平な直線（横軸に平行な直線）となります。最高点では位置エネルギーが最大で運動エネルギーが0になり、最下点では位置エネルギーが最小（基準面なら0）で運動エネルギーが最大となります。
秋田公立高校入試(2018)類似

火力発電のエネルギー変換

Q255 ガスバーナーで燃料を燃やして水を沸騰させ、発生した高温・高圧の蒸気が羽根を勢いよく回転させて発電機を動かす実験を想定します。この時、蒸気が羽根を回転させている段階で起きているエネルギーの変換の説明として、正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
水が加熱されて得た熱エネルギーが、羽根を動かす運動エネルギーに変換されている
燃料の燃焼によって生じた熱エネルギーは水に伝わり、水蒸気となります。この水蒸気が持つ熱エネルギーが、羽根を物理的に押し出す力、すなわち運動エネルギーへと変換されます。運動から熱への変換ではなく、熱から運動への変換が起きている点が重要です。
群馬公立高校入試(2022)類似

斜面を下る物体にはたらく力の大きさ

Q256 水平面に対して一定の角度をもつ斜面上に台車を置き、静かに手をはなして斜面を下らせる実験を行いました。このとき、台車にはたらく「重力の斜面に沿った方向の分力」の大きさの変化について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面上のどの位置にあっても、常に一定である
斜面上にある物体には、地球の中心に向かって重力がはたらいています。この重力は、斜面に垂直な方向と、斜面に沿った下向きの方向に分解して考えることができます。斜面の傾き（角度）が一定であれば、重力の大きさと分解される割合は変化しないため、斜面に沿った下向きの力である「重力の分力」の大きさは、台車の位置や速さに関わらず常に一定となります。
群馬公立高校入試(2014)類似

慣性

Q257 摩擦や空気の抵抗がまったくない水平な面の上で、ある物体を突き動かして手を離しました。手を離した後の物体の運動について、正しいものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体にはたらく力がつり合っているため、等速直線運動を続ける。
手を離した後、水平方向には摩擦や空気抵抗などの力が一切はたらかないため、物体にはたらく力はつり合った状態（合力が０の状態）になります。慣性の法則により、力がはたらかない物体はそれまでの運動の状態を維持しようとするため、等速直線運動を続けます。このとき、物体を押し続ける力（進行方向の力）が残っているわけではない点に注意が必要です。
群馬公立高校入試(2022)類似

台車の平均の速さ

Q258 1秒間に50回打点する記録タイマーを使用して、斜面を降下する台車の運動を記録しました。得られた紙テープを5打点ごとに切り取って台車の運動を分析する場合、切り取られたテープ1本分が示す時間は何秒間になりますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.1秒間
1秒間に50回打点する場合、1打点あたりの時間は1÷50＝0.02秒となります。5打点ごとの区間を考える場合、打点の間隔は5つ分（打点自体が6個あっても間隔は5つ）となるため、0.02秒×5＝0.1秒となります。日本の入試問題では、計算を簡略化するためにこのように0.1秒区間で区切る設定が頻出です。
北海道公立高校入試(2017)類似

LEDと豆電球のエネルギー変換効率の比較

Q259 ある実験において、LEDと同じ明るさにするために、豆電球にはLEDよりも高い電圧をかける必要がありました。このとき、同じ明るさで点灯しているLEDと豆電球の「消費電力」と「エネルギー変換」の関係について述べたものとして、正しいものを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
LEDは豆電球よりも消費電力が小さく、電気エネルギーを効率よく光エネルギーに変換している
同じ明るさ（得られる光エネルギーが同等）であるとき、必要とする電気エネルギーが少なくて済むほど変換効率が良いといえます。LEDは豆電球と比較して、より小さな消費電力で同等の光エネルギーを生み出すことができるため、効率が非常に高いことがわかります。豆電球は光エネルギーに変わる割合が少なく、多くが熱エネルギーに変わってしまいます。
秋田公立高校入試(2017)類似

熱量の損失

Q260 燃焼するピーナッツの炎で水を温める実験において、発生した熱をできるだけ効率よく水に伝え、計算値に近い温度変化を得るための工夫として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
燃焼部分の周囲をアルミ箔などの筒で囲い、熱が周囲の空気に逃げるのを防ぐ。
熱の逃げを最小限に抑えるためには、発生した熱（上昇気流）を逃がさない工夫が必要です。燃焼場所の周囲を囲うことで、周囲の空気への拡散を防ぎ、熱を水入りの容器へ集中させることができます。これにより、熱量の損失が減少し、実測される温度変化が理論上の計算値に近づきます。
埼玉公立高校入試(2014)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q261 斜面の傾きを大きくして実験を行った際、同じ高さから物体を滑らせると、傾きが緩やかなときよりも短時間で水平面に到達します。それにもかかわらず、水平面での運動エネルギーが変化しない理由として最も適切な説明はどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
スタート地点の高さが同じであれば、減少した位置エネルギーの量が等しく、それがすべて運動エネルギーに変わるため
斜面の傾きが急になると、物体に働く斜面方向の下向きの力が大きくなるため加速度が増し、短時間で最高速度に達しますが、移動距離は短くなります。力学的エネルギー保存の法則の観点では、運動の過程ではなく「最初と最後の状態」に注目します。摩擦や空気抵抗がない場合、物体の運動エネルギーの増加量は、減少した位置エネルギーの量と等しくなります。高さ（位置エネルギー）の条件が同じであれば、最終的な運動エネルギーも等しくなり、結果として速さは変化しないことになります。
宮城公立高校入試(2022)類似

化学エネルギーから電気エネルギーへの変換

Q262 電池が回路に電流を流し、豆電球を点灯させているとき、電池の内部ではどのようなエネルギーの変換が主に行われていますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
物質が持つ化学エネルギーが電気エネルギーに変換されている
電池の内部では、物質が別の物質へと変化する化学反応が起きています。この反応の過程で、物質がもともと持っていた化学エネルギーが電気的なエネルギーへと直接変換され、外部の回路へと供給されます。
埼玉公立高校入試(2024)類似

化学エネルギー

Q263 石油などの燃料となる物質がもともと持っており、燃焼という化学変化が起こる際に、熱や光などの別のエネルギーとして取り出すことができるエネルギーを何というか、名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
化学エネルギー
物質がその組成の中に蓄えているエネルギーを化学エネルギーと呼びます。石油や木炭などが燃焼して熱や光を放つのは、物質がもともと持っていた化学エネルギーが、化学変化によって他の形態のエネルギーに変換される現象です。
北海道公立高校入試(2018)類似

二本のばねばかりによる合力

Q264 重さが10Nの物体を、2本の糸を用いて吊り下げました。それぞれの糸が鉛直方向（真上の方向）から左右に60度ずつ傾き、2本の糸のなす角度が120度となった状態で物体が静止したとき、1本のばねばかりが示す値は何Nですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
10N
2本の糸がなす角度が120度で、左右対称に吊り下げている場合、2つの力とその合力（10N）の関係は、1辺の長さがすべて等しいひし形を描くことになります。このとき、それぞれの糸が引く力は合力の大きさと等しくなるという性質があるため、ばねばかりは物体の重さと同じ10Nを示します。単純に重さを2で割った5Nにはならない点に注意が必要です。
岩手公立高校入試(2023)類似

慣性

Q265 物体に外部から力がはたらかないとき、静止している物体は静止し続け、運動している物体はそのままの速さで等速直線運動を続ける性質を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性
物体がそれまでの運動の状態を維持しようとする性質を「慣性」と呼びます。この性質によって、静止しているものは静止し続け、動いているものは等速直線運動を続けようとします。ニュートンの運動の第1法則としても定義されています。
岩手公立高校入試(2021)類似

動滑車の仕事の原理

Q266 重さが10Nの物体が動滑車に吊るされており、その動滑車に通したひもの一端を定滑車に通して下向きに引く装置を考えます。この装置を用いて、物体を0.2mの高さまで静かに持ち上げる時、ひもを引く力と、ひもを引く距離の組み合わせとして適切なものを選択してください。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力は5N、距離は0.4m
動滑車を1つ使うことで、物体を持ち上げるのに必要な力は重さの半分（10N ÷ 2 = 5N）となります。しかし、物体を0.2m持ち上げるためには、動滑車を支えている2区画のひもをそれぞれ0.2mずつ短くする必要があるため、ひもを引く距離は2倍（0.2m × 2 = 0.4m）となります。定滑車は力の向きを変えるだけで、力の大きさや距離には影響しません。
北海道公立高校入試(2024)類似

位置エネルギーの大きさと質量・高さの関係

Q267 「質量10gの小球を高さ8cmから放す条件（条件A）」と「質量40gの小球を高さ2cmから放す条件（条件B）」の2通りで、木片に小球を衝突させる実験を行いました。このとき、木片が移動する距離の関係について正しく説明しているものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
条件Aと条件Bで、木片の移動距離は同じになる
位置エネルギーは質量と高さの両方に比例するため、その大きさは「質量 × 高さ」の数値で比較することができます。条件Aは 10g × 8cm = 80、条件Bは 40g × 2cm = 80 となり、どちらも積の値が等しくなります。したがって、物体が持つ位置エネルギーは同等であり、木片を押し出す仕事の量（移動距離）も同じになります。
群馬公立高校入試(2022)類似

斜面を下る物体にはたらく力の大きさ

Q268 摩擦のない一定の傾きの斜面を、台車が滑り降りる運動について考えます。台車が斜面を下るにつれて、台車の速さはしだいに速くなっていきますが、このとき台車にはたらき続けている「重力の斜面に沿った方向の分力」について、正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さが変化しても、斜面の傾きが変わらなければ、重力の分力の大きさは一定である
物体が加速するのは「一定の大きさの力」がはたらき続けているためです。斜面を下る台車の場合、その力の正体は重力の斜面に沿った方向の分力です。この分力の大きさは、物体の質量と斜面の角度によってのみ決定されます。したがって、斜面の途中で傾斜が変化しない限り、台車が加速して速さが変化したとしても、はたらいている重力の分力の大きさそのものは一定に保たれます。
埼玉公立高校入試(2022)類似

力の平行四辺形の法則

Q269 1つの点にはたらく2つの力と同じはたらきをする1つの力を「合力」と呼びます。この合力を求める際、2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形をつくり、その対角線で合力の向きと大きさを表すことができるという法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力の平行四辺形の法則
1点にはたらく2つの力をもとにして、それらと同じはたらきをする1つの力を求めることを力の合成といいます。このとき、2つの力を隣り合う2辺として描いた平行四辺形の対角線が合力の大きさと向きを表すという決まりがあり、これを力の平行四辺形の法則と呼びます。
埼玉公立高校入試(2021)類似

平均の速さ

Q270 物体の運動において、途中の速さの変化を考慮せず、一定の速さで移動し続けたとみなして、移動した全距離をかかった全時間で割って求めた値を何というか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
移動距離をその移動にかかった時間で割ることで算出される速さを平均の速さと呼ぶ。実際の運動では速さが刻々と変化している場合が多いが、平均の速さはその変化を無視して、全行程を一定の速さで進んだものとして計算した値である。
岩手公立高校入試(2024)類似

周波数

Q271 交流の電源につないで使用する記録タイマーを用いて、物体の運動を記録する実験を行いました。このとき、東日本で実験を行うと１秒間に50回の打点が行われましたが、同じ装置を用いて西日本で実験を行うと１秒間に60回の打点が行われました。このように、地域によって１秒間あたりの打点数が異なる理由を説明したものとして、最も適切なものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
家庭用電源の周波数が、東日本では50ヘルツ、西日本では60ヘルツと異なっているため
記録タイマーは電源の周期に合わせて打点する仕組みであるため、打点数は電源の周波数に一致します。日本の電力供給は、明治時代に導入された発電機の仕様の違いから、糸魚川（新潟県）と富士川（静岡県）を境に、東日本は50ヘルツ、西日本は60ヘルツの交流が供給されています。このため、同じ装置でも地域によって１秒間に記録される打点の数が変化します。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面の傾きと速さの変化の割合

Q272 斜面を下る物体の運動について、斜面の傾きを大きくしたとき、物体の速さの変化の割合が大きくなる理由として最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の傾きが大きくなることで、重力の斜面に平行な分力が大きくなるため。
斜面上の物体には地球の中心に向かう重力がはたらいていますが、この重力は「斜面に平行な方向」と「斜面に垂直な方向」の2つの力に分解して考えることができます。斜面の傾きを大きくすると、物体を斜面の下方向に動かそうとする「斜面に平行な分力」が大きくなります。物体にはたらく力が大きくなるほど、単位時間あたりの速さの変化の割合は大きくなるため、傾きが急なほど物体はより速く加速します。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面と水平面における物体の運動と速さの変化

Q273 長さ50センチメートルの斜面と、それに続く長さ120センチメートルの水平面を小球が移動する実験を行いました。一定の時間間隔で発光するストロボスコープを用いて、水平面上を移動する小球の様子を撮影したところ、水平面内での小球の間隔はすべて24センチメートルで一定でした。この実験結果から判断できる内容として適切なものを選びなさい。
★★★ 標準 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
小球は水平面上で等速直線運動をしており、水平面を通過するのにストロボの発光5回分の時間を要した。
ストロボスコープの記録において、小球の間隔がどこでも24センチメートルで一定であったことから、水平面上での小球の速さは変化しておらず、等速直線運動をしていることがわかります。水平面全体の長さが120センチメートルであり、1区間が24センチメートルであるため、120 ÷ 24 = 5 より、水平面を通過するのにストロボの発光5区間分（5回分）の時間を要したと計算できます。
宮城公立高校入試(2023)類似

力学的エネルギーの保存とグラフ

Q274 力学的エネルギーの保存が成り立つ条件下で、振り子の運動について観察したときの説明として最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
おもりが最高点にあるとき、位置エネルギーは最大になり、運動エネルギーは最小のゼロになる。
振り子の運動では、おもりが最も高い位置（最高点）にあるときに一瞬静止するため、位置エネルギーが最大で運動エネルギーがゼロになります。おもりが下がるにつれて位置エネルギーが運動エネルギーに変換され、最も低い位置（最低点）で運動エネルギーが最大となります。この一連の運動の間、位置エネルギーと運動エネルギーの和である力学的エネルギーは常に一定です。
岩手公立高校入試(2022)類似

速さと時間の関係

Q275 自宅から学校までの距離が1800mあります。この道を、時速18kmの一定の速さで自転車で走り続けた場合、学校に到着するまでにかかる時間は何分ですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
6分
速さ、距離、時間の計算では、まず単位を統一する必要があります。距離1800mをkmに換算すると1.8kmとなります。時間は「距離 ÷ 速さ」で求められるため、1.8(km) ÷ 18(km/h) = 0.1(時間)となります。1時間は60分であるため、0.1時間に60を掛けることで、6分という時間を導き出すことができます。
宮城公立高校入試(2023)類似

斜面を下る物体の速さの変化

Q276 長さ80cmの直線的な斜面の上端から小球を静かに放したところ、0.10秒ごとの移動距離を測定した結果、時間が経つにつれて0.10秒あたりの移動距離が大きくなっていくことが確認されました。この観察結果から導き出される結論として正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
小球の速さが、時間とともに大きくなっている
一定時間（0.10秒間）ごとの移動距離は、その区間における平均の速さに比例します。時間が経過するほど移動距離が大きくなっているということは、小球の速さが時間とともに大きくなっていることを示しています。摩擦のない斜面では、重力の分力によって速さが一定の割合で増加し続けます。
埼玉公立高校入試(2022)類似

力の分解と三平方の定理の比

Q277 100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとします。自然の長さが10.0cmで、0.2Nの力で1.0cm伸びるばねがあります。水平面となす角度が30度のなめらかな斜面上に、重さが2.0Nの物体を置き、このばねをつないで斜面上で静止させました。このとき、物体の重力を斜面に平行な方向と垂直な方向に分解したとき、斜面に平行な分力の大きさと、直角三角形の辺の比（1：2：√3）の関係から求められる、ばねの全体の長さは何cmですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
15.0cm
物体にはたらく重力を斜面に平行な方向と垂直な方向に分解すると、斜面の角度が30度のとき、重力の方向と斜面に垂直な方向とのなす角度も30度となります。このとき、重力を対角線とする長方形を描くと、重力（2.0N）と斜面に平行な分力の比は、30度・60度・90度の直角三角形の辺の比である「斜辺：短い辺＝2：1」に対応します。したがって、斜面に平行な分力の大きさは 2.0N × (1/2) ＝ 1.0N となります。ばねは0.2Nで1.0cm伸びるため、1.0Nの力では 1.0 ÷ 0.2 ＝ 5.0cm 伸びます。自然の長さが10.0cmであるため、全体の長さは 10.0 ＋ 5.0 ＝ 15.0cm と導き出されます。
埼玉公立高校入試(2017)類似

放射線の透過力

Q278 放射線が物質を通り抜ける能力を透過力といいます。放射線のうち、透過力が最も弱く、厚さの薄い紙一枚でも遮断することができる放射線の名称として適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
アルファ線（α線）
放射線には、その種類によって物質を通り抜ける能力である透過力に違いがあります。アルファ線はヘリウムの原子核の流れであり、他の放射線に比べて粒子が大きく、物質中の原子と衝突しやすいため、紙一枚程度の薄い物質でも遮ることができるという特徴があります。
北海道公立高校入試(2016)類似

合力

Q279 1つの点から、それぞれ異なる向きに2つの力がはたらいています。この2つの力を合成して1つの力を求めるとき、どのような方法で作図を行いますか。最も適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形をつくり、その対角線として求める。
2つの力が同じ作用線上にない場合、それらを2辺とする平行四辺形をつくり、その対角線（力の始点を通るもの）を合力として求めることができます。これを平行四辺形の法則といいます。
埼玉公立高校入試(2017)類似

水平面における物体の平均の速さ

Q280 一定の間隔で撮影された物体の記録をもとに、特定の区間の移動距離を移動時間で割ることで求められる、途中の速さの変化を考慮しない一定の速さを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体の運動において、ある一定の区間を移動したときの距離を、その移動に要した時間で割って算出した値を平均の速さと呼びます。これは、記録タイマーの打点間隔やストロボ写真のコマ間の距離など、決まった時間内での総移動量から求められる概念です。これに対し、スピードメーターが示すような、その時々のごく短い時間の速さを瞬間の速さと呼び、区別されます。
宮城公立高校入試(2022)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q281 水平な面にある物体を徐々に持ち上げて斜面の角度を大きくしていくとき、物体にはたらく重力の「斜面に平行な方向の分力」と「斜面に垂直な方向の分力」の大きさはどのように変化しますか。適切な組み合わせを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面に平行な分力は大きくなり、斜面に垂直な分力は小さくなる。
斜面の角度を大きくすると、重力の矢印（対角線）に対して、斜面に平行な方向の辺が長くなり、斜面に垂直な方向の辺が短くなるような長方形が形成されます。そのため、物体を斜面の下方向へ動かそうとする「斜面に平行な分力」は大きくなり、斜面を押し付ける力である「斜面に垂直な分力」は小さくなります。
宮城公立高校入試(2022)類似

物体の質量と斜面方向の分力の関係

Q282 一定の傾きの斜面上に置かれた物体において、地球が物体を引く力である重力を斜面に平行な方向と垂直な方向に分解したとき、斜面に平行な下向きの分力の大きさと、物体の質量の関係として正しいものはどれか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
質量が大きくなるほど、斜面下向きの分力は大きくなり、両者は比例関係にある
斜面上の物体にはたらく重力を分解したとき、斜面に平行な下向きの分力の大きさは、物体の質量と斜面の傾きによって決定される。同一の斜面（傾きが一定）であれば、重力そのものの大きさが物体の質量に比例するため、その分力である斜面下向きの力の大きさも、物体の質量に比例して大きくなる性質を持つ。
北海道公立高校入試(2016)類似

エネルギー変換効率

Q283 手回し発電機を利用して、質量300gの重りを1mの高さまでゆっくりと引き上げる実験を行いました。このとき、発電機にかかる電圧は3V、流れる電流は200mAで、引き上げるのに20秒の時間を要しました。この装置におけるエネルギー変換効率は何％ですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
25％
まず、重りを引き上げるために必要な「仕事」を求めます。300gの重りを持ち上げる力は3N、距離は1mなので、仕事は 3N × 1m = 3J となります。次に、装置が消費した「電力量」を求めます。単位をA（アンペア）に直すと200mAは0.2Aであるため、電力量は 3V × 0.2A × 20s = 12J となります。最後に、変換効率を求めるために、消費した全エネルギー（電力量）に対する目的のエネルギー（仕事）の割合を計算すると、(3J ÷ 12J) × 100 = 25％ と導き出せます。
群馬公立高校入試(2022)類似

運動エネルギーの最大点

Q284 小球を斜面上の高い位置から静かに離して転がし、斜面を下りきって水平な面上にある点Rを通過させる実験を行います。摩擦や空気の抵抗を無視できる場合、小球の運動エネルギーが最大となるのはどの地点を通過する時ですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
経路中で最も低い位置にある点R
物体が斜面を下る際、重力による位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わります。摩擦などが無視できる場合、位置エネルギーと運動エネルギーの和である力学的エネルギーは一定に保たれます。したがって、位置エネルギーが最小となる「最も低い地点」において、運動エネルギーは最大となります。
大阪公立高校入試(2021)類似

平均の速さの算出

Q285 なめらかな水平面上を滑るドライアイスの小片の運動を、0.1秒ごとに記録した。地点Yから地点Zまでの間に、0.1秒ごとの区間が3つ存在し、地点Yから地点Zまでの距離が60cmであったとき、この区間におけるドライアイスの平均の速さは何cm/sか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
200cm/s
地点Yから地点Zまでにかかった時間は、0.1秒の区間が3つ分あることから0.3秒である。速さは移動距離を時間で割って求めるため、60cm ÷ 0.3秒 を計算し、200cm/sとなる。
神奈川公立高校入試(2024)類似

相互作用による体重計の測定値の変化

Q286 体重57.5kgの人物Aと体重52.5kgの人物Bが、それぞれ独立した体重計に乗って静止しています。次に、人物Aが人物Bの肩に手を置き、垂直に下向きの力を加えました。その結果、人物Bが乗っている体重計の数値が55.0kgに増加したとき、人物Aが乗っている体重計の数値は何kgを示しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
55.0kg
人物Aが人物Bを「下向きの力」で押すと、作用・反作用の法則により、人物Aは人物Bから同じ大きさの「上向きの力」を同時に受けます。人物Bの体重計の数値が52.5kgから55.0kgへと2.5kg分増加したことは、人物Aが人物Bを2.5kg分の重さに相当する力で押し下げたことを意味します。このとき、人物Aには反作用として2.5kg分の重さに相当する上向きの力が働くため、人物Aの体重計の数値は、もとの57.5kgから2.5kg減少して55.0kgとなります。
千葉公立高校入試(2015)類似

位置エネルギーの最小値

Q287 物体がレールの上を運動しているとき、その物体の「位置エネルギー」が最小となるのはどのような地点ですか。基準面をレールの最も低い位置として考え、最も適切な説明を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
基準面からの高さが最も低くなった地点
位置エネルギーは、物体の質量と基準面からの高さによって決まります。物体が運動する経路において、質量が一定であれば、基準面からの高さが低くなるほど位置エネルギーの値は小さくなり、高さが最も低くなったときに最小となります。
岩手公立高校入試(2021)類似

等速直線運動の移動時間

Q288 水平なレールの上を、秒速300センチメートルの一定の速さで小球が移動しています。このレール上の2地点間の距離が90センチメートルであるとき、小球がこの区間を移動するのにかかる時間は何秒ですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.3秒
物体が一定の速さで移動する運動において、移動時間は「移動距離 ÷ 速さ」の計算式で求めることができます。この問題では、移動距離が90センチメートル、速さが秒速300センチメートルであるため、90 ÷ 300 を計算して0.3秒となります。
北海道公立高校入試(2017)類似

等速直線運動

Q289 物体が一直線上を、速さを変えずに一定の速度で進み続ける運動を何といいますか。最も適切な名称を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
運動の向きが「一直線」で変化せず、かつ「一定の速さ」で動く運動は、文字通り等速直線運動と定義されます。これに対し、速さが一定の割合で変化する運動は等加速度直線運動、重力によって落下する運動は自由落下と呼ばれます。
群馬公立高校入試(2014)類似

慣性

Q290 一定の速さで直進している電車の中で、床に置いたボールが突然、進行方向に向かって転がり始めました。このときの電車の状態として最も適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
電車が急に減速した、または停車した。
ボールには慣性があるため、それまでと同じ速さで等速直線運動を続けようとします。電車がブレーキなどで急に減速すると、床の上のボールはそのままの速さで前に進み続けようとするため、電車の中では進行方向へ転がっていくように見えます。
岩手公立高校入試(2021)類似

位置エネルギーの最大点

Q291 高い位置から曲線レールに沿って小球を滑らせる実験において、位置エネルギーの変化と地点の関係について正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
基準面からの高さが最も高い地点で、位置エネルギーは最大となる
物体が持つ位置エネルギーの大きさは、基準面からの高さによって決定されます。斜面を下るにつれて高さが減少すると、位置エネルギーは運動エネルギーへと変換されていきます。したがって、レールの中で最も標高が高い地点が、エネルギーの蓄えが最も大きい最大点となります。速さ（運動エネルギー）と高さ（位置エネルギー）は、摩擦を無視すれば互いに変換される関係にあります。
北海道公立高校入試(2018)類似

力的エネルギー

Q292 摩擦や空気の抵抗が無視できる条件下で、高いところから物体を静かに落としたとき、落下中の物体における位置エネルギーと運動エネルギーの関係について述べたものとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーと運動エネルギーの和が、常に一定に保たれる。
物体が落下する際、高さが低くなるため位置エネルギーは減少しますが、その分だけ速さが増して運動エネルギーが増加します。抵抗がない場合、両者の和である力学的エネルギーは常に一定であり、これを力学的エネルギーの保存といいます。
岩手公立高校入試(2022)類似

仕事率の算出

Q293 1秒間あたりに行う仕事の大きさを表す量を何というか。また、その量を求めるための計算式と単位の組み合わせとして正しいものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事率といい、仕事の大きさ（J）を時間（s）で割って求め、単位にはW（ワット）を用いる。
単位時間（1秒間）あたりに行う仕事の量を仕事率と呼びます。仕事率を算出するには、物体に対して行った仕事の大きさ（J）を、その仕事に要した時間（s）で割ります。このとき用いられる単位はW（ワット）であり、1Wは1秒間に1Jの仕事をしたときの仕事率を表します。
群馬公立高校入試(2018)類似

等速直線運動の速さ

Q294 0.1秒ごとに移動距離を記録した実験において、ある区間から物体の移動距離が1区間あたり8.0cmで一定となり、等速直線運動が確認された。この運動の性質と、記録タイマーのデータの取り扱いについて述べた文として正しいものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体に力が働いていないか、働いている力がつり合っている状態であり、速さは区間の移動距離をその時間で割ることで求められる。
等速直線運動は、物体に力が働いていないとき、または働いている力がつり合っているときに現れる現象です。記録タイマーによって得られた一定間隔の距離を、その間隔の時間（この場合は0.1秒）で割ることによって、その区間の速さを正確に求めることができます。
秋田公立高校入試(2024)類似

垂直抗力の変化

Q295 斜面上に台車を置いたとき、斜面から台車を垂直に押し返す力の大きさについて、斜面の傾きを次第に大きくしていった場合の変化として正しいものを記述した選択肢を選びなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の傾きを大きくしていくと、押し返す力は次第に小さくなっていく
斜面上の物体にはたらく重力は、斜面に平行な成分と斜面に垂直な成分に分解して考えることができます。斜面の傾きが急になるほど、重力のうち斜面を垂直に押す成分が小さくなるため、その反作用として面から押し返される垂直抗力の大きさも次第に減少します。斜面が垂直（90度）になったとき、垂直抗力はゼロになります。
秋田公立高校入試(2023)類似

送電時のエネルギー損失

Q296 送電線を通じて電力を送る際、送電線でのエネルギー損失を抑えるために、発電所付近の変圧器ではどのような操作が行われますか。その原理に基づいた説明として正しいものを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
電圧を非常に高くすることで、送電線を流れる電流を小さくし、発生する熱を抑える。
送電線で熱として失われるエネルギーは、流れる電流の2乗に比例して大きくなります。同じ電力を送る場合、電圧を高く設定すれば電流を小さくすることができるため、電気抵抗によって失われるエネルギー（熱）を大幅に減少させることが可能になります。このため、実際の送電網では数十万ボルトという高電圧で電気が送られています。
茨城公立高校入試(2022)類似

気体の加圧と温度上昇の関係

Q297 密閉したガラス瓶の中に、蓋を閉めた柔軟なプラスチック製の醤油容器と温度計を入れ、ポンプを使って瓶の中に空気を送り込んで加圧しました。このときの瓶の内部の温度変化と、醤油容器の様子を説明したものとして最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
瓶の中の温度が上昇し、醤油容器がしぼむ
ポンプで空気を送り込むと、瓶の中の空気の量が増えて気圧（大気圧）が高くなります。醤油容器は外部から押される力が強くなるため、押しつぶされてしぼみます。また、密閉された空間で気体を圧縮すると、外部からエネルギーが加わることになるため、内部の温度が上昇します。
群馬公立高校入試(2022)類似

水平面での等速直線運動の要因

Q298 摩擦や空気抵抗が無視できる滑らかな水平面の上で、小球を左から右へ転がしたときの運動について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
小球の運動の向きに力がはたらかないため、速さが一定のまま直進し続ける
物体が水平な面上を運動するとき、摩擦や空気抵抗が無視できるのであれば、運動の向き（水平方向）には力がはたらいていません。物体に力がはたらかない場合、またははたらいている力がつり合っている場合、動いている物体はその運動の状態を保とうとする「慣性」という性質により、一定の速さで一直線上を動く等速直線運動を続けます。重力は鉛直下向きにはたらいていますが、垂直抗力とつり合っているため、運動の向きの速度変化には影響しません。
北海道公立高校入試(2018)類似

仕事率

Q299 質量4kgの荷物を、一定の速さで2mの高さまで4秒かけて引き上げました。このときの仕事率はいくらですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、ひもや滑車の重さ、摩擦は無視できるものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
20W
まず、荷物を引き上げるのに必要な仕事の量を計算します。質量4kgの荷物にはたらく重力は40Nであるため、仕事の量は40N × 2m = 80Jとなります。仕事率は単位時間あたりの仕事の量であるため、求めた仕事をかかった時間で割り、80J ÷ 4秒 = 20Wと算出されます。
青森公立高校入試(2025)類似

仕事の原理

Q300 重さ20Nの物体を、1つの動滑車を用いて一定の速さで30cmの高さまで垂直に引き上げる実験を行う。このとき、手がひもを引く力の大きさと、物体を30cm持ち上げるために手がひもを引く距離の組み合わせとして正しいものはどれか。ただし、動滑車の重さや、ひもと滑車の摩擦は考えないものとする。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
引く力：10N, 引く距離：60cm
動滑車を1つ使用する場合、物体を2本のひもで支える構造になるため、手がひもを引く力は物体の重さの半分（20N ÷ 2 = 10N）で済む。一方で、物体を30cm上昇させるためには、動滑車を支えている2本のひもをそれぞれ30cmずつ短くする必要があるため、手がひもを引く距離は2倍の60cm（30cm × 2）となる。このように、力の大きさが半分になっても引く距離が2倍になるため、仕事の大きさは直接引き上げる場合と等しくなる。
群馬公立高校入試(2015)類似

仕事率

Q301 斜面の麓にある質量3kgの物体を、斜面上部にあるモーターを用いて、斜面に沿って8m引き上げました。この斜面の垂直方向の高さは4mであり、物体は20秒かけて麓から頂上まで移動しました。このとき、モーターが物体に対して行った仕事率は何Wですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、摩擦やひもの質量は考えないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
6W
物体を持ち上げる際に行った仕事の大きさは、物体の重さと垂直方向に持ち上げた高さの積で求められます。質量3kgの物体にはたらく重力は30Nであり、垂直な高さは4mであるため、仕事は「30N × 4m = 120J」となります。仕事率は、この仕事をかかった時間で割ることで算出できるため、「120J ÷ 20秒 = 6W」となります。斜面の長さ8mを用いて、斜面に沿って引き上げる力（15N）と移動距離（8m）から仕事を求めても、同じ120Jが導かれます。
群馬公立高校入試(2025)類似

放射性物質

Q302 放射性物質から放出される放射線の性質について正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
放射線には物質を通り抜ける「透過力」という性質がある。
放射線は物質を透過する性質を持っていますが、その強さは放射線の種類（アルファ線、ベータ線、ガンマ線など）によって異なります。放射線は目に見えず、放射性物質から離れるほど、受ける放射線の量は少なくなります。また、放射線は重力によってすぐに落下する性質のものではなく、光や粒子として空間を直進します。
埼玉公立高校入試(2024)類似

力学的エネルギーの保存

Q303 同じ高さのスタート地点から、摩擦のない2つの斜面コースに小球を静かに放して転がす実験を行います。コース1はゴールまで一定の傾斜が続く斜面です。コース2は途中で急激にコースの高さが低くなりますが、その後再び元の傾斜の高さに戻り、コース1と同じ高さのゴール地点に到達する形状をしています。それぞれのコースの終点（ゴール）における小球の速さを比較した説明として、正しいものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
どちらのコースも、終点での速さは同じになる
摩擦や空気抵抗を無視できる場合、力学的エネルギーの保存が成り立ちます。小球のスタート地点とゴール地点の高さがそれぞれ同じであれば、減少した位置エネルギーの量はどちらのコースでも等しくなります。減少した位置エネルギーはすべて運動エネルギーに変換されるため、ゴール地点で保持している運動エネルギーも等しくなり、結果として小球の速さはコースの形状に関わらず一定となります。
群馬公立高校入試(2025)類似

重力の斜面に平行な分力

Q304 斜面上にある物体には、地球が物体を鉛直下向きに引く力がはたらいています。この力を、斜面に沿った方向と斜面に垂直な方向の2つに分解したとき、物体を斜面の下向きに動かそうとする力を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の斜面に平行な分力
物体にはたらく重力は、物体の運動を考える際に「斜面に平行な方向」と「斜面に垂直な方向」に分解して考えることができます。このうち、斜面に沿って物体を引きずり下ろそうとする成分を「重力の斜面に平行な分力」と呼びます。垂直抗力は斜面から物体が押し返される力であり、重力の分力とは別の力です。
埼玉公立高校入試(2022)類似

張力の軽減条件

Q305 物体をケーブルで斜めに吊り下げて固定するとき、ケーブルが物体を引く力を張力といいます。この張力の性質と、支柱の高さによる変化について述べた文として正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
支柱を高くしてケーブルを鉛直方向に近づけると、重力を支える効率が上がり、張力は小さくなる。
力を分解したとき、重力とつり合うのはケーブルの張力のうち「垂直方向の分力」だけです。ケーブルが水平に近い（角度が大きい）ほど、垂直方向に力を出しにくくなるため、より大きな張力が必要になります。逆に、支柱を高くして角度を小さくし、ケーブルを鉛直方向に近づけることで、張力の大部分が重力を支えるために使われるようになり、張力そのものの値は小さくなります。
岩手公立高校入試(2023)類似

仕事の大きさの算出

Q306 物体に力を加えて、その力の向きに動かしたとき、加えた力の大きさと力の向きに動かした距離の積で表される物理量の名称と、その単位の組み合わせとして正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事、ジュール
物体に力を加えて移動させた際、その効果を「仕事」という物理量で表します。仕事の大きさは「力の大きさ（N）×力の向きに移動した距離（m）」で定義され、単位にはジュール（記号：J）が用いられます。仕事率は単位時間あたりの仕事、エネルギーは仕事をする能力を指すため区別が必要です。
群馬公立高校入試(2025)類似

平均の速さ

Q307 1秒間に50回打点する記録タイマーを用いて、ある物体の運動を記録しました。5打点ごとに切った4本の紙テープを、時間の経過順に並べたところ、長さがそれぞれ1.4cm、4.1cm、6.8cm、9.5cmとなりました。この4本のテープが記録された区間全体における物体の平均の速さは何cm/sですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
54.5 cm/s
1秒間に50回打点する場合、5打点にかかる時間は0.1秒です。4本のテープがあるため、全体の時間は 0.1秒 × 4 ＝ 0.4秒となります。また、全移動距離は各テープの長さの合計なので、1.4 ＋ 4.1 ＋ 6.8 ＋ 9.5 ＝ 21.8cmとなります。平均の速さは「移動距離 ÷ 時間」で求められるため、21.8 ÷ 0.4 ＝ 54.5 cm/sとなります。途中のテープ（4.1cmや6.8cm）の値を単独で使ったり、単に合計距離を答えとしたりしないよう注意が必要です。
福島公立高校入試(2022)類似

平行四辺形の法則

Q308 1つの点にはたらく2つの力を、それらと同じはたらきをする1つの力に置き換えることを力の合成といいます。このとき、合成された力のことを何と呼びますか。また、その力を求める際に用いられる法則の名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力、および平行四辺形の法則
1点にはたらく2つの力と同じはたらきをする1つの力を合力といいます。合力を求める際には、2つの力を表す矢印を隣り合う2辺とする平行四辺形をつくり、その対角線で合力を表す「平行四辺形の法則」が利用されます。
群馬公立高校入試(2016)類似

力学的エネルギーの保存と損失

Q309 なめらかなレール上の高い位置から静かに小球を滑らせ、レールの端から空中に飛び出させたところ、小球が描く放物線の最高点の高さは、最初に出発した位置の高さよりも低くなりました。この現象が起こる理由として最も適切な説明はどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
空気抵抗や摩擦によって力学的エネルギーの一部が熱などに変換され、エネルギーの損失が生じたため、最高点の高さは出発点より小さくなる。
物体が運動する際、空気抵抗やレールとの摩擦が存在すると、力学的エネルギーの一部が熱エネルギーや音エネルギーなどに変換されます。これをエネルギーの損失と呼びます。このため、小球が持つ力学的エネルギーは運動とともに減少していき、最高到達点での位置エネルギーは出発時よりも小さくなるため、もとの高さまで戻ることはできません。
秋田公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q310 巻き上げ機や複数の動滑車を組み合わせた複雑な滑車システムを用いて、非常に重い荷物を持ち上げる作業を考えます。仕事の原理に基づいたとき、このような装置を使う利点と欠点に関する説明として正しいものはどれか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
小さな力で荷物を動かせるようになるが、その分だけワイヤーを引く距離が長くなる。
動滑車を多数組み合わせることで、1本あたりのワイヤーにかかる張力を分散させ、人間や機械が加えるべき力の大きさを劇的に小さくすることが可能です。しかし、仕事の総量は一定であるため、力を小さくした倍率と同じ分だけ、ワイヤーを引き出す距離は長くなります。これが仕事の原理による物理的な制約です。
北海道公立高校入試(2018)類似

力的エネルギー

Q311 物体が高いところにあることによって蓄えられるエネルギーと、物体が動いていることによって持つエネルギーを合わせたものを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギー
物体が持つ位置エネルギーと運動エネルギーの和を力学的エネルギーと呼びます。これら2つのエネルギーは互いに移り変わることができ、摩擦や空気の抵抗がない場合にはその合計は一定に保たれます。
宮城公立高校入試(2023)類似

斜面の傾きと速さの変化の割合

Q312 なめらかな斜面に置いた台車が斜面を下る運動について、斜面の傾きを大きくしたとき、台車にはたらく重力の斜面方向の分力の大きさと、台車の速さが変化する割合の関係を説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の斜面方向の分力が大きくなり、速さが変化する割合も大きくなる。
物体が斜面を下るとき、その運動を加速させる力は重力の斜面方向の分力です。斜面の傾きを大きくすると、物体にはたらく重力のうち斜面に沿った方向の成分（分力）が大きくなるため、単位時間あたりに速さが変化する割合も比例して大きくなります。
茨城公立高校入試(2018)類似

力のつり合い

Q313 1つの物体に複数の力がはたらいていても、それらの合力が0となって「力のつり合い」が保たれているとき、物体がとる運動状態として正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
静止し続けるか、または等速直線運動を続ける
物体に力がはたらいていない場合や、複数の力がはたらいていてもそれらが完全につり合って合力が0である場合、物体は現在の運動状態を維持します。これを慣性の法則と呼び、静止している物体は静止し続け、運動している物体はそのままの速さと向きで等速直線運動を継続します。
群馬公立高校入試(2015)類似

仕事率

Q314 ある物体を一定の高さまで引き上げる際、仕事率の値をより大きくするための方法として、最も適切な説明はどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体を引き上げるのにかかる時間を短くする。
仕事率は「仕事 ÷ 時間」という式で定義されます。同じ高さまで同じ質量の物体を引き上げる場合、どのような道具を使っても摩擦がなければ仕事の大きさは変わりません（仕事の原理）。そのため、仕事の量が一定であれば、分母となる時間が短くなるほど仕事率は大きくなります。斜面や滑車を使っても仕事の総量は変化しないため、仕事率を大きくするには作業速度を上げる必要があります。
青森公立高校入試(2025)類似

重力の大きさ

Q315 質量400gのおもりを糸でつなぎ、ばねばかりで吊るして静止させたとき、ばねばかりが示す値は何Nになりますか。ただし、地球上では100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
4N
物体にはたらく重力の大きさは、物体の質量に比例するという関係があります。100gにつき1Nの重力がはたらく環境では、400gのおもりにはその4倍の力が加わるため、400 ÷ 100 ＝ 4N と計算されます。選択肢にある400Nや0.4Nは、単位換算のミスや質量の数値との混同に注意が必要です。
岩手公立高校入試(2018)類似

平均の速さ

Q316 斜面を下る台車の運動を、一秒間に五十回打点する記録タイマーを用いて測定しました。得られた記録テープを五打点（零点一秒）ごとに切り取ったところ、零点二秒から零点三秒の区間に対応するテープの長さは四点五センチメートルでした。この区間における台車の平均の速さは何cm/sですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
四十五 cm/s
平均の速さは「移動距離 ÷ かかった時間」で求めることができます。この実験では、零点一秒間（五打点分）に台車が四点五センチメートル移動したことが分かっているため、四点五を零点一で割ることにより、一秒間あたりの移動距離である四十五センチメートル毎秒が導き出されます。
山口公立高校入試(2019)類似

モーターによるエネルギー変換

Q317 ペルティエ素子から出力された電気エネルギーをモーターに送り、プロペラを回転させる装置において、エネルギー変換の観点から観察される現象として正しい説明はどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
モーターに入力された電気エネルギーが、プロペラの回転という運動エネルギーに変換されている。
ペルティエ素子から得られた電気エネルギーがモーターに伝わると、モーター内部のコイルと磁石の相互作用によって回転運動が発生します。この回転がプロペラに伝わり、最終的に「運動エネルギー」という形をとって出力されます。エネルギーの種類が別の種類に変わることをエネルギー変換と呼びます。
山形公立高校入試(2016)類似

等速直線運動の通過時間

Q318 水平面上に設置された30cmの区間を、質量20gの球が秒速72cmの一定の速さで通過しました。このとき、球が30cmの区間を移動するのにかかった「通過時間」は何秒ですか。小数点第三位を四捨五入して答えなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.42秒
物体が一定の速さで移動する等速直線運動において、特定の区間を移動するのにかかる通過時間は、「距離 ÷ 速さ」という関係式を用いて算出します。本問では、距離が30cm、速さが秒速72cmであるため、式は「30 ÷ 72」となります。これを計算すると約0.416…となり、小数点第三位を四捨五入すると0.42秒が導き出されます。速さに距離を掛けたり、速さを距離で割ったりする計算間違いに注意が必要です。
群馬公立高校入試(2022)類似

放物運動における力学的エネルギーの保存

Q319 小球が斜面をのぼる運動において、斜面が十分に長く最高点で静止する場合と、斜面が途中で切断されていて空中に飛び出す場合を比較します。摩擦や空気抵抗を無視できるとき、空中に飛び出した小球が、静止する場合の最高点（元の高さ）まで到達できない理由を説明する用語の組み合わせとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
最高点で水平方向の「運動エネルギー」をもっており、「力学的エネルギーの保存」が成り立つため
物体が斜面をのぼりきって静止する場合、最高点では速度が０になるため、力学的エネルギーの保存によって、はじめの運動エネルギー（または位置エネルギー）がすべて位置エネルギーに変換されます。しかし、斜面から空中に飛び出して放物線を描く場合、最高点でも水平方向の速さをもっています。力学的エネルギーの保存により、最高点での（位置エネルギー ＋ 運動エネルギー）の和は一定ですが、運動エネルギーが残っている分、位置エネルギーに変換される割合が少なくなり、到達できる高さは低くなります。
群馬公立高校入試(2022)類似

水平面での等速直線運動の要因

Q320 水平な台の上を移動する小球の速さが、時間の経過に関わらず一定（等速直線運動）であるとき、この小球にはたらく力について正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
運動の向きに力がはたらかないか、はたらいている力がつり合っている
物体が等速直線運動を行うのは、運動の向きに力がはたらかないとき、または複数の力がはたらいていてもそれらが完全につり合っているときです。このとき、慣性によって物体はそれまでの速さと向きを維持しようとします。「動かし続けようとする力」がはたらいていると考えるのは誤りで、力がはたらかないからこそ、速さが変化せずに一定のまま保たれます。
群馬公立高校入試(2018)類似

等速直線運動の時間と距離の関係

Q321 一定の速さで一直線上を動く「等速直線運動」において、経過時間と移動距離の関係を説明したものとして、最も適切なものはどれか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
移動距離は経過時間に比例する
等速直線運動では、単位時間あたりに進む距離（速さ）が常に一定であるため、時間が2倍、3倍になると移動距離も2倍、3倍になる。このような関係を比例という。
山形公立高校入試(2021)類似

記録タイマーの打点と時間

Q322 東日本などで使われる50ヘルツの記録タイマーを使用して物体の運動を記録したとき、記録テープに打たれた1打点から次の打点までの時間（周期）は何秒ですか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
0.02秒
50ヘルツという周波数は、1秒間に50回の打点が行われることを意味します。そのため、1打点あたりの時間は、1秒を打点数である50で割ることで算出できます。1 ÷ 50 = 0.02となるため、打点の間隔は0.02秒となります。
青森公立高校入試(2022)類似

等速直線運動

Q323 摩擦や空気の抵抗が無視できる滑らかな水平面上において、物体が一定の速さで一直線上を動く運動を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
物体が進行方向に力を受けない、あるいは受けている力がつり合っているとき、物体は一定の速さで一直線上を動き続けます。この定義に当てはまる運動の名称は等速直線運動です。
埼玉公立高校入試(2014)類似

平均の速さ

Q324 物体がある区間を移動したとき、その区間の移動距離を、移動にかかった時間で割って求めた値を何というか。物体の速さは刻々と変化している場合があるが、この値は、その区間をずっと一定の速さで移動し続けたと考えたときのものである。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体が移動した全距離を、移動にかかった全時間で割ることで得られる値を平均の速さと呼ぶ。実際の運動では速さが変化していることが多いが、平均の速さはその変化を考慮せず、全体を一定の速さとみなして計算したものである。一方、スピードメーターが示すような、ごく短い時間に移動した距離から求めた速さは瞬間の速さと呼ばれる。
福島公立高校入試(2022)類似

重力と合力のつり合い

Q325 1つのおもりを2本の糸でV字型に吊るして静止させたとき、2本の糸がおもりを引く力の合力の大きさと、おもりに働く重力の大きさの関係について正しく述べたものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力の大きさは、重力の大きさと常に等しい
物体が静止しているとき、その物体に働く力はつり合いの状態にあります。おもりには下向きに重力が働いており、これを支えているのは2本の糸が引く力の合力です。物体が動かず静止し続けている以上、上向きの合力と下向きの重力は向きが反対で大きさが等しくなければならないため、合力の大きさは重力と等しくなります。
群馬公立高校入試(2020)類似

エネルギー変換効率の計算

Q326 電気製品などの装置において、「消費したエネルギー」の全体量に対して、目的とする「光エネルギー」などに実際に変換されたエネルギーの割合を百分率（％）で表したものを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
エネルギー変換効率
投入された全エネルギーが、目的とする特定のエネルギーへどれだけ有効に変換されたかを示す指標をエネルギー変換効率と呼びます。変換されなかった残りのエネルギーは、多くの場合、熱や音など目的外の形態へ変わります。
群馬公立高校入試(2023)類似

動滑車による力の軽減

Q327 天井から吊るした定滑車にひもを通し、その先に物体を吊るした動滑車をつなげた装置を用いて、物体をゆっくりと真上に引き上げます。このとき、動滑車を用いることで物体を引き上げるために必要な力の大きさは、物体にはたらく重力の大きさと比較してどのようになりますか。ただし、滑車の重さや摩擦は無視できるものとします。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の大きさの2分の1になる
動滑車を使用すると、物体を支えるひもが2本に分散されるため、1本のひもが支える力は物体にかかる重力の半分で済みます。このため、ひもを引く力は重力の2分の1となります。
岩手公立高校入試(2022)類似

仕事の原理

Q328 自転車の変速機（ギア）の仕組みについて、仕事の原理に基づいて考える。ペダル側の歯車の大きさは変えず、後輪側の歯車をより「直径の大きい歯車」に切り替えて走行する場合、ペダルをこぐ力と、自転車を一定の距離進めるために必要なペダルの回転数、および仕事の総量は、切り替える前と比べてどのように変化するか。正しい組み合わせを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
ペダルをこぐ力は小さくなるが、回転数は多くなり、仕事の総量は変わらない
自転車の後輪側の歯車を大きくすると、ペダルを一回転させたときに後輪が回転する距離が短くなる。仕事の原理によれば、力を小さくできる道具を用いると、その分だけ動かす距離（この場合はペダルを回す回転数）を長くしなければならない。したがって、急な坂道などで軽い力でこぎたい場合は大きな歯車を選択するが、同じ距離を進むためにはより多くの回数ペダルを回す必要があり、結果として行う仕事の総量は変化しない。
岩手公立高校入試(2018)類似

重力の分解

Q329 斜面上にある物体にはたらく重力を、斜面に平行な成分と斜面に垂直な成分の2つの分力に書き分ける方法として、適切な説明はどれですか。なお、重力は物体の作用点から鉛直真下に向かう矢印で表されているものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の矢印を対角線とし、斜面に平行な辺と垂直な辺をもつ長方形をつくると、その隣り合う2辺がそれぞれの分力になる。
1つの力を2つの方向に分解する場合、もとの力を対角線とし、分解したい2つの方向を辺とする平行四辺形をつくるのが原則です。斜面の問題では、平行な方向と垂直な方向は常に直角に交わるため、作図される図形は長方形になります。重力そのものは常に鉛直真下を向いており、斜面の角度が急になるほど、長方形の形が変化して斜面に平行な成分（物体を滑り落とそうとする力）が大きくなります。
秋田公立高校入試(2017)類似

斜面および水平面における速さの変化

Q330 小球が斜面を下り、続いて水平面を通り、最後に別の斜面を上るという一連の運動において、時間と速さの関係を説明した記述として最も適切なものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面を下る間は速さが一定の割合で増加し、水平面では一定の速さを保ち、斜面を上る間は一定の割合で速さが減少する。
斜面を下る際は進行方向に重力の分力が働くため加速し、水平面では進行方向に力が働かないため等速直線運動を行い、斜面を上る際は進行方向とは逆に重力の分力が働くため減速します。これらを時間と速さのグラフで表すと、右上がりの直線、水平な直線、右下がりの直線が組み合わさった台形のような形状になります。
秋田公立高校入試(2017)類似

熱量の損失

Q331 熱の伝わり方を調べる実験において、発生させた熱が目的の対象物にすべて伝わらず、装置の隙間から外へ逃げたり、測定器具を温めたりすることで生じる測定値の誤差や、その現象そのものを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
熱量の損失
理科の実験において、エネルギーが100％目的の対象に移動することは稀であり、多くの場合、周囲の空気や容器などへ熱が移動してしまいます。この現象を熱量の損失と定義します。入試問題においては、計算上の理論値と実験による実測値が一致しない理由を問う問題で非常によく使われる概念です。
秋田公立高校入試(2017)類似

斜面の傾きと重力の分力

Q332 傾斜の急な斜面と緩やかな斜面が背中合わせに設置されています。それぞれの斜面に、質量の等しい2台の台車を置き、頂点にある定滑車を介して1本の糸で連結しました。この状態から静かに手を離したとき、台車はどのように動き始めますか。ただし、摩擦や空気の抵抗、糸の重さは考えないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
急な斜面にある台車が斜面を下る方向に動き出す
斜面上の物体に働く重力の斜面方向に沿った分力の大きさは、物体の質量が同じであれば、斜面の傾きが急であるほど大きくなります。この場合、急な斜面側の台車を引く力の方が、緩やかな斜面側の台車を引く力よりも大きいため、全体は急な斜面を下る方向へと動き出します。
埼玉公立高校入試(2024)類似

位置エネルギーと速さの関係

Q333 水平な床の上にある地点Aから地点Bまで、同じ重さの小球を転がす実験を行います。平坦な「コース1」と、途中の区間が急激に低くなっている「コース2」を比較したとき、コース2の方がより短い時間で地点Bに到達することがあります。この理由を説明したものとして、最も適切なものはどれですか。なお、2つのコースの水平方向の距離は等しく、摩擦や空気の抵抗は無視できるものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
低い区間を通る際に位置エネルギーが運動エネルギーに変換され、物体の速さが増加して通過時間が短縮されるため。
コースの途中で高さが下がる区間がある場合、その地点で物体が持つ位置エネルギーが運動エネルギーへと変換されます。これにより、平坦な場所を移動しているときよりも物体の速さが大きくなります。たとえ元の高さに戻るために再び上昇が必要であったとしても、低い区間を高速で通過することによって、コース全体を通過するのにかかる時間は、ずっと一定の高さ（低い速さ）で進む平坦なコースよりも短くなる場合があります。これは、道のりの長さだけでなく、各区間での速さの変化が到達時間に大きく影響することを示す例です。
埼玉公立高校入試(2025)類似

慣性の法則

Q334 摩擦がまったくない水平な面上において、ある物体が東向きに5m/sの速さで等速直線運動をしています。この物体に対し、西向きに3Nの力を加え続け、同時に東向きにも3Nの力を加え続けたとき、物体のその後の運動について正しく述べているものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
東向きに5m/sの速さで等速直線運動を続ける
物体に逆向きで同じ大きさの力が一直線上で同時にはたらいているとき、これら2つの力はつり合っている状態にあります。慣性の法則によれば、力がつり合っている状態では運動の状態は変化しないため、物体はそれまでと同じ速さ・同じ向きのまま等速直線運動を継続します。
青森公立高校入試(2023)類似

斜面を利用した仕事の計算

Q335 斜面などの道具を使って物体をある高さまで引き上げる際、道具を使わずに直接手で垂直に引き上げる場合と比べて、仕事の大きさはどうなりますか。また、その原理の名称と、斜面を用いたときの「力の大きさ」および「移動距離」の変化の組み合わせとして適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
仕事の原理により、仕事の大きさは変わらず、力の大きさは小さくなり、移動距離は長くなる。
斜面や滑車などの道具を利用しても、物体をある高さまで引き上げるのに必要な仕事の大きさは、道具を使わない場合と変わりません。これを「仕事の原理」と呼びます。斜面を使うと、物体を垂直に持ち上げるよりも小さな力の大きさで動かすことができますが、その分、物体を斜面に沿って動かす移動距離が長くなるため、最終的な仕事（力の大きさ × 移動距離）は一定に保たれます。
岩手公立高校入試(2024)類似

摩擦力による速さの変化

Q336 水平な机の上で、手で押し出された台車がしばらくして止まった理由を、台車にはたらく力と速さの関係に着目して説明したものとして、最も適切なものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
台車の運動の向きとは逆向きに摩擦力がはたらき、速さが減少したため
運動している物体に、その運動の向きと逆向きの力がはたらき続けると、物体の速さは減少します。水平な机の上では台車に対して進行方向と反対向きに摩擦力が作用するため、最終的に台車は停止します。
群馬公立高校入試(2025)類似

斜面を下る物体の速さの変化

Q337 同じ物体を用いて、斜面の角度を変えてすべりおりる実験を行いました。縦軸に物体の速さ、横軸に時間をとって結果を分析したとき、斜面の角度を大きくした場合の変化として適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
速さの増加する割合が大きくなり、グラフの傾きが急になる
斜面を下る物体を加速させる力は、重力の斜面平行成分です。斜面の角度を大きくするほど、この重力の斜面平行成分が大きくなるため、単位時間あたりの速さの変化量（加速度）も大きくなります。したがって、速さと時間の関係を示すグラフにおいては、斜面が急なほど直線の傾きが急になります。
群馬公立高校入試(2019)類似

力のつりあい

Q338 水平な床の上に物体を置いたとき、地球が物体を真下に引く力である重力と、床が物体を真上に押し返す力がはたらき、物体は静止しました。このように、1つの物体に複数の力がはたらき、それらの力が打ち消し合って物体が静止している状態を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
力のつりあい
1つの物体にはたらく複数の力が互いに打ち消し合い、物体が静止し続けている状態を「力のつりあい」と呼びます。このとき、物体にはたらく力の合計（合力）は0になっています。
秋田公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q339 定滑車や動滑車、てこなどの道具を利用して物体を動かす際、道具を使わない場合と比べて仕事の大きさがどうなるかについて述べた法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
仕事の原理
道具を利用すると、小さな力で重い物体を動かすことができますが、その分だけ力を加える距離を長くする必要があります。結果として、道具を使っても使わなくても物体に対して行う仕事の量は変化しません。この物理学上の法則を仕事の原理と呼びます。
山形公立高校入試(2016)類似

位置エネルギーと質量の関係

Q340 ある高さにある物体が持つ位置エネルギーを測定したところ、10J（ジュール）でした。この物体の高さを変えずに、質量の異なる別の物体に置き換えたところ、位置エネルギーは15Jに増加しました。新しく用意した物体の質量は、最初の物体の質量の何倍ですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
1.5倍
位置エネルギーの大きさは、物体の高さが一定であれば、その物体の質量に比例します。エネルギーが10Jから15Jへと1.5倍に増加していることから、比例関係に基づき、物体の質量も1.5倍になっていると判断できます。質量が大きくなるほど、同じ高さでもより多くの仕事をする能力（エネルギー）を持つことになります。
群馬公立高校入試(2025)類似

放射性物質

Q341 アルファ線やベータ線、ガンマ線といった「放射線」を出す能力のことを放射能といいますが、この放射能という性質を持っている物質のことを何と呼びますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
放射性物質
放射線を放出する能力そのものを「放射能」と呼ぶのに対し、その能力を保持している具体的な物質を「放射性物質」と呼びます。懐中電灯に例えると、光を出す能力が放射能であり、懐中電灯本体が放射性物質に相当します。中学生の理科では、現象（放射線）、能力（放射能）、物体（放射性物質）の言葉の使い分けが重要です。
群馬公立高校入試(2022)類似

放物運動における力学的エネルギーの保存

Q342 摩擦のないなめらかな斜面上の、ある高さから小球を静かに離しました。斜面は途中の地点で上向きに切断されており、小球はその地点から空中に飛び出して放物線を描いて運動しました。このとき、小球が到達する最高点の高さについて、はじめに小球を離した高さと比較した説明として最も適切なものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
最高点でも水平方向の速度をもっており運動エネルギーが残っているため、最高点は元の高さよりも低くなる
摩擦や空気抵抗がない空間では、位置エネルギーと運動エネルギーの和である力学的エネルギーの保存が成り立ちます。小球を離した位置では運動エネルギーが０であるため、力学的エネルギーはすべて位置エネルギーの状態です。斜面から空中に飛び出して放物線を描く場合、小球は最高点においても水平方向の速度をもっているため、運動エネルギーは０になりません。その結果、最高点での位置エネルギーは「元の位置エネルギー － 最高点での運動エネルギー」となり、元の高さまで上がることはできず、必ず元の高さより低い位置が最高点となります。
埼玉公立高校入試(2024)類似

斜面に平行な分力の大きさ

Q343 一定の傾斜がついたレールの上を走る台車の運動を記録タイマーで測定する実験を行います。斜面を下る台車には、重力の分力である「斜面に平行な下向きの力」が常にはたらいています。この力と台車の運動の関係について述べた文として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
台車には斜面に平行な方向の力が一定に加わり続けるため、速さが一定の割合で変化する運動になる
物体に一定の大きさの力が加わり続けると、物体の速さは時間の経過とともに一定の割合で増加します。この実験において、台車にはたらく斜面に平行な下向きの力（重力の分力）は、斜面の傾きが変わらない限り常に一定です。そのため、記録タイマーの打点の間隔は一定の割合で広くなっていきます。重力そのものは鉛直下向きにはたらく力であり、斜面に平行な力はその一部分（分力）であるため、重力と分力は区別して理解する必要があります。
青森公立高校入試(2025)類似

仕事率

Q344 一定の時間内にどれだけの仕事が行われたかを表す量を仕事率といいます。この仕事率の定義と、計算によって導き出される単位の組み合わせとして正しいものを選択肢から選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
1秒間あたりに行われる仕事の量であり、単位はワット（W）を用いる。
仕事率とは、単位時間（1秒間）あたりにどれだけの仕事が行われたかを示す指標です。仕事の大きさ（ジュール）を、その仕事にかかった時間（秒）で割ることで算出され、その単位にはワット（W）が使用されます。
北海道公立高校入試(2015)類似

力の分解

Q345 糸につるされたおもりにはたらく重力を、糸に平行な方向と糸に垂直な方向の2つの成分に分解して考えるとき、もとの重力と分解後の力の関係について正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
2つの成分の力を合わせると、もとの重力と同じはたらきをする
力の分解とは、1つの力をそれと同じ効果を持つ複数の力に置き換える操作を指します。したがって、分解して得られたすべての分力を合成すると、その合力は必ずもとの1つの力（この場合は重力）と一致します。力の大きさ（長さ）の単純な和がもとの力と等しくなるのは、力がすべて同一回線上にある場合のみです。
茨城公立高校入試(2019)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q346 摩擦や空気の抵抗が無視できる空間で、物体が運動している状況を考えます。このとき、物体が持つ「運動エネルギー」と「位置エネルギー」の合計を何と呼びますか。また、その合計の値は運動の過程でどのように変化しますか。
★ やさしい 知識 正答率 —
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✅ 正解
力学的エネルギーと呼び、その値は常に一定に保たれる
物体が持つ運動エネルギーと位置エネルギーの和は力学的エネルギーと呼ばれます。摩擦や空気の抵抗がない場合、運動エネルギーと位置エネルギーは互いに移り変わりますが、その合計は常に変わらず一定に保たれます。これを力学的エネルギー保存の法則といいます。
北海道公立高校入試(2024)類似

速さ測定器の適切な設置位置

Q347 斜面を転がした小球を、水平なレールの上に置いた木片に衝突させる実験を行います。小球が木片に衝突する直前の速さを「速さ測定器」を用いて正確に測定したいとき、測定器を設置する場所として最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
斜面を下りきって加速が終わった直後の、木片に衝突する直前の水平面
小球が斜面を下っている間は、重力の斜面方向の分力を受けて加速し続けています。木片に衝突する瞬間の運動エネルギーは、その直前の速さによって決まるため、加速が終了する斜面の下端であり、かつ減速の影響を最小限に抑えられる木片に衝突する直前の水平面で測定を行う必要があります。
埼玉公立高校入試(2023)類似

動滑車による仕事

Q348 動滑車などの道具を使用することで、物体を直接手で持ち上げるよりも小さな力で動かすことができますが、その分だけ動かす距離は長くなり、結局、道具を使っても使わなくても仕事の大きさは変わりません。このことを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
仕事の原理
道具を使用すると、力の大きさを小さくしたり、力の向きを変えたりすることができます。しかし、摩擦や滑車自体の重さを無視できる場合、道具を使っても「力の大きさ × 力の向きに動かした距離」で求められる仕事の量は、直接手で作業する場合と等しくなります。これを仕事の原理と呼びます。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面と水平面における物体の運動と速さの変化

Q349 摩擦のない斜面の上端から小球を静かに放したとき、斜面を下っている間の小球の速さの変化と、その理由を説明したものとして正しいものを選びなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
小球の速さは時間に比例して増加する。これは、斜面に平行な下向きの力が一定の大きさではたらき続けるためである。
斜面上にある物体には、重力の斜面に平行な分力が加わります。斜面の傾きが一定であれば、この力の大きさも常に一定となります。物体に進行方向と同じ向きの一定の力が加わり続けると、物体の速さは時間に比例して一定の割合で増加していきます。
宮城公立高校入試(2023)類似

斜面を下る物体の速さの変化

Q350 摩擦のない一定の傾きの斜面を下る物体の運動において、物体の「速さの変化」と「物体にはたらく力」の関係について述べた次の文の空欄にあてはまる言葉の組み合わせとして適切なものはどれですか。「物体には斜面に平行な方向の（ X ）がはたらき続けるため、物体の速さは（ Y ）。」
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
X：一定の大きさの力　Y：一定の割合で増加する
斜面を下る物体には、重力の斜面方向の分力がはたらいています。斜面の傾きが一定であれば、この力の大きさ（X）は物体の位置に関わらず一定です。物体に一定の大きさの力がはたらき続けるとき、物体の速さ（Y）は一定の割合で増加します。これに対し、力がはたらかない場合は等速直線運動（速さが一定）となります。
群馬公立高校入試(2017)類似

火力発電のエネルギー変換

Q351 火力発電所において、燃料を燃焼させてから最終的に電気を得るまでのエネルギー変換の過程を正しく説明したものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー
燃料（化石燃料）がもともと持っている化学エネルギーは、燃焼によって熱エネルギーに変わります。その熱で水を沸騰させて発生させた水蒸気がタービンを回転させることで運動エネルギーとなり、最終的に発電機によって電気エネルギーへと変換されます。
埼玉公立高校入試(2014)類似

斜面を用いた仕事

Q352 質量500gの台車を高さ30cmまで引き上げる際、「直接真上に持ち上げる場合」と「斜面に沿って120cm移動させて引き上げる場合」を比較した記述として、適切なものはどれですか。ただし、100gの物体にはたらく重力を1Nとし、摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
斜面を使うと必要な力は4分の1になるが、仕事の量はどちらも1.5Jで変わらない。
直接持ち上げる場合は5Nの力で0.3m動かすため、仕事は1.5Jです。一方、斜面を使う場合は高さ30cmに対して距離が120cmと4倍になっているため、必要な力は4分の1の1.25Nとなります。しかし、1.25N × 1.2m = 1.5J となり、仕事の原理によって仕事の総量はどちらの方法でも変化しません。
岩手公立高校入試(2022)類似

仕事の原理

Q353 道具や装置を用いて仕事を行う際、力を小さくしたり動かす向きを変えたりすることは可能だが、必要な仕事の総量は道具を使わない場合と変わらないという法則を何というか、名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
仕事の原理
動滑車や斜面、てこ、歯車などの道具を利用すると、物体を直接持ち上げるよりも小さい力で動かすことができるが、その分だけ動かす距離を長くしなければならない。物理学では（力 × 力の向きに動いた距離）で仕事の大きさを定義しており、道具によってこの仕事の総量が得をすることはない。この性質を仕事の原理と呼ぶ。
神奈川公立高校入試(2024)類似

相互作用による体重計の測定値の変化

Q354 二人の人物がそれぞれ別の体重計に乗っている状態で、一方が他方の肩を下向きの力で押すと、両方の体重計の数値が変化します。このとき、押した側の人物が受ける、押した力とは逆向きの力のことを何といいますか。用語として最も適切なものを選択してください。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
反作用
ある物体が他の物体に力を加えるとき、その物体は相手の物体から、大きさが等しく向きが反対の力を必ず受けます。最初に加えた力を「作用」と呼ぶのに対し、相手から受けるこの力を「反作用」と呼びます。体重計に乗った人物が相手を押すと、この反作用によって自分自身を浮かせようとする上向きの力が働くため、自身の体重計の数値が減少することになります。
福岡公立高校入試(2025)類似

仕事の大きさ

Q355 スタンドに固定した定滑車に糸を通し、一方の端におもりを、もう一方の端にばねばかりを取り付けた装置を用意した。水平な台の上にあるおもりを、ばねばかりを引くことで垂直に20.0cmの高さまで引き上げた。このとき、ばねばかりが示した力の大きさが3.0Nであったとすると、このときおもりにした仕事の大きさは何J（ジュール）か。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.6J
仕事（J）を算出する際は、「力の大きさ（N）」と「力の向きに移動した距離（m）」の積を計算します。今回の実験では、力の大きさが3.0Nであり、移動距離は20.0cmです。計算式に用いる距離の単位はメートル（m）に換算する必要があるため、20.0cmは0.2mとなります。したがって、3.0N × 0.2m ＝ 0.6J と導き出されます。単位の換算忘れに注意が必要です。
千葉公立高校入試(2015)類似

位置エネルギーの最小値

Q356 高い位置から斜面を下り、一定の長さを持つ低い水平な部分を経由した後、再び短い斜面を上ってゴール地点の水平部分に繋がっているレールがあります。このレール上を金属球が転がるとき、金属球の位置エネルギーが最小の状態に保たれるのはどの区間ですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面を下りきった後にある、最も低い高さの水平な区間
位置エネルギーの大きさは物体の高さに比例します。レールの中で最も低い位置にある水平な区間は、どの地点においても基準面からの高さが最小で一定であるため、この区間を移動している間、金属球の位置エネルギーは最小の値をとります。
青森公立高校入試(2022)類似

運動エネルギーの大きさ

Q357 運動している物体が持っている、他の物体に衝突して動かすなどの仕事をする能力のことを何といいますか。その名称として最も適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
運動エネルギー
物体が運動していることによって持つエネルギーを運動エネルギーと呼びます。このエネルギーは、物体が他の物体に対してどれだけの仕事ができるかを表しており、物体の質量が大きいほど、また速さが速いほど大きくなる性質があります。高いところにある物体が持つ「位置エネルギー」とは区別されます。
埼玉公立高校入試(2014)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q358 摩擦や空気の抵抗が無視できる場合、物体が持つ位置エネルギーと運動エネルギーの合計が、常に一定に保たれるという法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギー保存の法則
物体が持つ位置エネルギーと運動エネルギーの和を「力学的エネルギー」と呼び、摩擦や空気抵抗によって熱エネルギーなどに変換されない条件においては、この合計が常に一定に保たれるという物理法則があります。これを「力学的エネルギー保存の法則」と呼び、理科の物理分野における極めて重要な概念です。
岩手公立高校入試(2022)類似

動滑車に働く力のつり合い

Q359 動滑車に物体を吊るして静止させているとき、重力とつり合う「上向きの力」がはたらいている作用点の説明として、適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
滑車と2本の糸がそれぞれ接している2点
動滑車による力のつり合いを考える際、上向きの力は滑車と糸が接している左右2箇所の作用点からはたらいています。この2つの作用点から上向きに引く力の合計が、滑車の中心から真下にはたらく重力とつり合うことで、物体が静止します。
青森公立高校入試(2022)類似

速さの算出

Q360 斜面から小球をはなして転がす実験において、小球をはなしてから0.4秒後の位置が27.4cm、0.7秒後の位置が57.1cmでした。この0.4秒後から0.7秒後の間における小球の平均の速さは何cm/sですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
99.0 cm/s
速さは「移動距離 ÷ かかった時間」で求められます。0.4秒後から0.7秒後の間に移動した距離は 57.1 – 27.4 = 29.7 cm であり、かかった時間は 0.7 – 0.4 = 0.3 秒です。これを公式に当てはめると、29.7 ÷ 0.3 = 99.0 となり、平均の速さは 99.0 cm/s と導き出されます。
埼玉公立高校入試(2017)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q361 斜面の上に置かれた物体にはたらく重力を、斜面に平行な方向と垂直な方向に分解する作図の手順として、正しいものはどれですか。ただし、重力は物体の中心から真下に向かって矢印で表されているものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力を対角線とし、斜面に平行な方向と垂直な方向を2辺とする長方形をつくる
力を分解する際は、もとの力を対角線とする平行四辺形をつくるのが原則です。斜面上の重力の分解においては、分解したい2つの方向（平行と垂直）が互いに直角であるため、平行四辺形は長方形となります。重力を対角線、2つの分力を隣り合う2辺とする長方形を描くことで、それぞれの分力の大きさと向きを正確に求めることができます。
岩手公立高校入試(2024)類似

平均の速さ

Q362 1秒間に50回打点する記録タイマーで物体の運動を記録し、5打点ごとにテープを切り取って整理しました。このうち、長さが12cmであったテープの区間における平均の速さは何cm/sですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
120cm/s
1秒間に50打点する設定において、5打点分のテープが示す時間は0.1秒です。平均の速さは「移動距離 ÷ 時間」の式で求められるため、移動距離である12cmを時間の0.1秒で割ると、120cm/sとなります。打点数をそのまま距離で割るのではなく、一度時間（秒）に変換してから計算する必要があります。
岩手公立高校入試(2021)類似

運動エネルギーの最大点

Q363 斜面の上部から小球を静かに離し、摩擦や空気の抵抗が無視できる下側に大きく凹んだ形状を持つレールに沿って転がす実験を行います。このとき、小球が持つ「運動エネルギー」が最大となるのはどのような地点ですか。最も適切な説明を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面を下りきり、レールの最も低い位置にある地点
運動エネルギーは物体の速さが速いほど大きくなる性質があります。斜面を下る運動では、高さが低くなるにつれて位置エネルギーが運動エネルギーに変換されるため、最も低い地点において物体の速さが最大となり、同時に運動エネルギーも最大となります。
群馬公立高校入試(2017)類似

火力発電のエネルギー変換

Q364 火力発電において、水蒸気の力でタービンを回転させ、その回転を利用して発電機を動かす際に行われているエネルギー変換の説明として正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
熱エネルギーを運動エネルギーに変え、さらにそれを電気エネルギーに変換している
水蒸気が持つ熱エネルギーがタービンを回すことで運動エネルギーへと移り変わり、その回転運動を発電機に伝えることで電磁誘導などの原理により電気エネルギーが得られます。位置エネルギーや光エネルギーはこの過程の主たる変換には含まれません。
青森公立高校入試(2023)類似

斜面を利用した仕事の計算

Q365 質量が300gの物体を、垂直に40cm引き上げる状況を考えます。この物体をなめらかな斜面の上に置き、斜面に沿って2Nの力の大きさで一定の速さで引き上げたところ、垂直に引き上げたときと同じ高さに到達しました。このとき、斜面に沿って物体を動かした移動距離は何cmになりますか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
60cm
物体を垂直に40cm（0.4メートル）引き上げるのに必要な力は、物体の重さと同じ3ニュートンです。このときの仕事の大きさは、3ニュートン × 0.4メートル ＝ 1.2ジュールとなります。道具を使っても仕事の大きさは変わらない「仕事の原理」が成り立つため、斜面で2ニュートンの力を加えて引き上げたときの仕事も1.2ジュールになります。移動距離をxメートルとすると、2ニュートン × xメートル ＝ 1.2ジュール という関係が成り立つため、x ＝ 0.6メートル、つまり60cmとなります。
青森公立高校入試(2024)類似

合力の大きさの決定

Q366 1点からはたらく2つの力を、それらと同じはたらきをする1つの力に置き換えることを何といいますか。また、そのようにして求められた力を、2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形の対角線として求める法則を何といいますか。正しい組み合わせを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
力の合成と平行四辺形の法則
1つの点にはたらく複数の力を、それらと同じはたらきをする1つの力にまとめることを力の合成と呼び、その結果得られた力を合力といいます。この合力の向きと大きさは、もとの2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形を作図したとき、その対角線によって求めることができ、これを平行四辺形の法則と呼びます。
岩手公立高校入試(2018)類似

平均の速さ

Q367 物体がある距離を移動したとき、途中の速さの変化を無視して、全区間を一定の速さで移動し続けたと考え、移動した距離の合計をかかった時間の合計で割って求めた速さを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
平均の速さ
実際の物体の運動では速さが絶えず変化していることが多いですが、移動距離をかかった時間で割ることで、その区間を一定の速さで移動したとみなした速さを算出できます。これを平均の速さと呼びます。これに対し、記録タイマーの打点間隔を極めて短くするなど、ごく短い時間に移動した距離から求めた、その時々の速さを瞬間の速さと呼び、区別されます。
岩手公立高校入試(2023)類似

エネルギーの変換効率

Q368 電気器具などで消費されたエネルギーのうち、目的のエネルギーとして利用されたエネルギーの割合を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
変換効率
電気エネルギーや光エネルギーなどの供給されたエネルギーが、目的とする別のエネルギー（運動エネルギーや位置エネルギーなど）に変換される際、そのすべてが目的の形に変わるわけではありません。供給されたエネルギーに対する、有効利用されたエネルギーの割合を変換効率と呼びます。
北海道公立高校入試(2024)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分解

Q369 斜面上に置かれた物体にはたらく「重力」を、物体の運動を考えるために2つの力に分けることがあります。このとき、重力は一般的にどのような方向の力に分解されますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
斜面に平行な方向と、斜面に垂直な方向
斜面上の物体にはたらく重力は、物体を斜面の下方向へ動かそうとする力と、物体を斜面に押しつける力として考えることができます。そのため、重力を「斜面に平行な方向」と「斜面に垂直な方向」の2つの分力に分解して分析するのが一般的です。
群馬公立高校入試(2017)類似

斜面上の重力の分解

Q370 斜面上にある物体にはたらく重力を、斜面に平行な方向と垂直な方向に分解して作図する方法として、最も適切な説明はどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
重力の矢印を対角線とし、斜面に平行な方向と垂直な方向を二辺とする長方形をつくる
力の分解は「平行四辺形の法則」を逆に行う作業です。もとの力（重力）を対角線とし、分解したい二つの方向（斜面に平行・垂直）を辺とする平行四辺形を作図します。斜面の場合、平行方向と垂直方向は互いに直角に交わるため、作図される平行四辺形は長方形になります。このとき、重力の始点から引かれた二つの辺の長さがそれぞれの分力の大きさを示します。
秋田公立高校入試(2023)類似

複合滑車の仕組み

Q371 2つの定滑車と2つの動滑車を組み合わせ、4本の糸でおもりを支える仕組みの装置がある。この装置を使って、床の上にあるおもりを床から10cmの高さまで引き上げるとき、手で糸を引く距離は何cmになるか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
40cm
動滑車を使用して力を4分の1に軽減する装置では、仕事の原理により、引く距離は持ち上げる高さの4倍必要になる。おもりを10cm持ち上げるためには、おもりを支えている4本の糸すべてを10cmずつ短くしなければならないため、手元で引く糸の長さは 10cm × 4 = 40cm となる。
岩手公立高校入試(2016)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q372 ふりこの運動において、空気の抵抗や摩擦を無視できるものとします。ふりこの位置を横軸に、エネルギーの大きさを縦軸にとったグラフを作成したとき、ふりこが持つ「力学的エネルギー」を示すグラフはどのような形状になりますか。
★★★ 標準 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
ふりこの位置に関わらず値が変化しない水平な直線のグラフ
力学的エネルギー保存の法則が成り立つとき、運動エネルギーと位置エネルギーは互いに増減を繰り返しますが、その合計値は変化しません。したがって、ふりこがどの位置にあっても力学的エネルギーの値は一定であるため、グラフにした場合は横軸（位置）に対して平行な、高さの変化しない直線として表されます。
栃木公立高校入試(2022)類似

平均の速さ

Q373 水平な台の上に置かれた台車を、滑車を介しておもりで引く装置を用いて実験を行いました。50ヘルツで打点する記録タイマーを使用し、記録されたテープを5打点ごとに切り取って並べたところ、ある区間のテープの長さが4.0センチメートルでした。このとき、この区間における台車の平均の速さは何センチメートル毎秒ですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
40センチメートル毎秒
50ヘルツの記録タイマーは1秒間に50回打点するため、1打点にかかる時間は0.02秒です。5打点ごとに切り取ったテープ1本分が示す時間は、0.02秒を5倍した0.1秒となります。平均の速さは「移動距離 ÷ 時間」で求められるため、4.0センチメートルを0.1秒で割ることで、40センチメートル毎秒と算出されます。
秋田公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q374 質量10kgの物体を、1つの動滑車と1つの定滑車を組み合わせた装置を使って、2mの高さまでゆっくりと引き上げました。このとき、ひもを引く力の大きさと、ひもを引いた距離の組み合わせとして適切なものはどれか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、滑車の重さや摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
力は50N、距離は4m
質量10kgの物体にはたらく重力は100Nです。動滑車を1つ用いると、物体を支えるひもが2本になるため、ひもを引く力は重力の半分の50Nで済みます。しかし、仕事の原理により「力 × 距離」で求められる仕事の大きさは道具を使わない場合と変わらないため、物体を2m持ち上げるためには、その2倍の距離である4m分だけひもを引く必要があります。
青森公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q375 動滑車や斜面などの道具を使っても使わなくても、物体をある高さまで引き上げるのに必要な仕事の大きさは変わらないという法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
仕事の原理
道具を使うことで、必要な力の大きさを小さくしたり力の向きを変えたりすることはできますが、力を小さくした分だけ移動させる距離が長くなるため、仕事の合計（力×距離）は一定となります。この関係を仕事の原理と呼びます。
秋田公立高校入試(2017)類似

仕事率

Q376 1秒間あたりに行われる仕事の量を表す値を何といいますか。その名称と、用いられる単位の組み合わせとして適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事率、単位はワット（W）
単位時間あたり（1秒間あたり）にどれだけの仕事が行われたかを示す指標を仕事率と呼び、単位にはワット（W）が用いられます。1ワットは、1秒間に1ジュールの仕事をする時の大きさと定義されており、仕事の総量を要した時間（秒）で割ることで算出できます。
北海道公立高校入試(2017)類似

LEDと豆電球のエネルギー変換効率の比較

Q377 電気機器が消費した電気エネルギーのうち、光や動力など、目的とするエネルギーに変換された割合のことを何といいますか。その名称として最も適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
変換効率
投入したエネルギーが、目的のエネルギー（この場合は光エネルギー）にどれだけ無駄なく変化したかを示す指標を変換効率と呼びます。LEDは豆電球に比べてこの効率が非常に高いため、省エネルギーな照明器具として広く普及しています。
福島公立高校入試(2022)類似

平行四辺形の法則

Q378 ある1点からはたらく2つの力を、方眼紙上の矢印で表している状況を想定します。これら2つの力を合成して1つの矢印で表すための手順として、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形をかき、その2辺の始点を通る対角線を引く。
向きの異なる2つの力の合力を求めるには、それぞれの力の矢印を2辺とする平行四辺形を点線などで描き、その始点から対角の頂点に向かって引いた対角線が合力となります。これにより、合力の大きさと向きの両方を正確に決定することができます。
埼玉公立高校入試(2017)類似

力学的エネルギーの保存

Q379 摩擦や空気の抵抗が無視できるとき、物体の持つ「運動エネルギー」と「位置エネルギー」の和は、どの地点でも常に一定に保たれます。この法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギーの保存の法則
運動エネルギーと位置エネルギーの合計は力学的エネルギーと呼ばれます。摩擦や空気抵抗によって熱エネルギーなどに変換されない条件においては、この力学的エネルギーの総和が常に一定に保たれるという物理法則が存在します。
岩手公立高校入試(2024)類似

等速直線運動

Q380 ある物体が、5打点ごとに区切った記録テープの長さが常に30cmとなるような運動を続けています。この運動が成立している理由として、物理学的な説明として最も適切なものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
進行方向に加わっている力と、それとは反対向きの摩擦力などがつり合っているため。
物体が一定の速さで進む等速直線運動の状態にあるとき、その物体にはたらく力は「力のつり合い」の状態にあります。もし進行方向の力が勝っていれば加速し、摩擦力などが勝っていれば減速しますが、テープの長さが一定（速さが一定）であることは、これらの力が互いに打ち消し合っていることを証明しています。
高知公立高校入試(2016)類似

位置エネルギーと高さの関係

Q381 エネルギーの変換と保存に関する実験について考えます。支点から吊るされた振り子のおもりを、基準となる水平面からの高さが異なる点Pと、点Pよりも鉛直方向で高い位置にある点Qの2箇所からそれぞれ静かに放しました。このとき、おもりの運動とエネルギーの関係について説明した記述として最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
点Qから放したときの方が、点Pのときよりも位置エネルギーが大きいため、最下点を通過する瞬間の運動エネルギーも大きくなる。
物体が高い位置にあるほど、その物体が持つ位置エネルギーは大きくなります。振り子が振れる過程では、この位置エネルギーが運動エネルギーへと変換されます。そのため、より高い位置にある点Qから放したときの方が、おもりが持つ位置エネルギーが大きく、結果として最下点での運動エネルギーも大きくなります。
岩手公立高校入試(2020)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q382 摩擦や空気抵抗が無視できる斜面において、高い位置にある小球を静かに離して転がしたとき、小球がもつ「位置エネルギー」と「運動エネルギー」の和のことを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
力学的エネルギー
物体がもつ位置エネルギーと運動エネルギーの合計は力学的エネルギーと呼ばれます。摩擦や空気抵抗がない状態では、物体が移動して高さや速さが変化しても、この二つのエネルギーは互いに移り変わるだけで、その総和は常に一定に保たれます。
群馬公立高校入試(2021)類似

滑車の仕組みと力の大きさ

Q383 重さが10Nの物体を一定の速さで20cm持ち上げる際、天井に固定した定滑車1つのみを使用する場合と、動滑車1つと定滑車1つを組み合わせて使用する場合を比較します。動滑車を組み合わせて使用したとき、手がひもを引く力の大きさと、ひもを引く距離の組み合わせとして正しいものを選択してください。ただし、滑車やひもの重さ、および摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
力の大きさは5Nで、ひもを引く距離は40cmである
定滑車は力の向きを変えるだけで力の大きさは変わりませんが、動滑車を1つ使用すると物体を2本のひもで支える構造になるため、引く力の大きさは物体の重さの半分になります。一方で、物体をある高さまで引き上げるためには、動滑車を支える2本のひもをそれぞれ同じ長さだけ引き上げる必要があるため、ひもを引く距離は物体が上昇する距離の2倍必要になります。
埼玉公立高校入試(2014)類似

力のつり合い

Q384 摩擦や空気抵抗が無視できる水平な床の上で、台車が等速直線運動を続けているとき、台車に働く力について正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
重力と垂直抗力がつり合っており、水平方向には力が働いていない
物体が等速直線運動をしているとき、その物体に働く力は「全く働いていない」か、または「複数の力がつり合って合力が0になっている」かのいずれかです。水平な床の上では、鉛直下向きの重力と鉛直上向きの垂直抗力がつり合っています。水平方向については、摩擦や抵抗がない場合、力を加えなくても慣性によって運動が維持されるため、進行方向に力は働いていません。
山形公立高校入試(2016)類似

等速直線運動の通過時間

Q385 斜面から水平面に続くレールを用いて、小球の運動を調べる実験を行いました。水平面上にある30cmの区間の始点と終点で速さを測定したところ、どちらも秒速72cmで一定でした。この実験結果から考察できる内容として適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
水平面では小球に運動方向の力が働いていないため等速直線運動となり、通過時間は距離と速さの比で決まる。
水平面上では、摩擦や空気抵抗を無視できる場合、物体には運動方向および逆方向に力が働きません。このような状態では物体は等速直線運動を行い、速さは変化しません。このときの通過時間は「距離 ÷ 速さ」という関係で決まり、球の質量が変化しても速さが同じであれば通過時間は変わりません。
群馬公立高校入試(2019)類似

力学的エネルギーの保存

Q386 高さ10cmの斜面上にある小球が持つ位置エネルギーを100Jとします。この小球が摩擦のない斜面を滑り降り、高さが0cmの水平面に達した瞬間の運動エネルギーはいくらになりますか。ただし、小球は最初静止しており、空気抵抗は考えないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
100J
力学的エネルギーの保存により、斜面の上端での「位置エネルギー ＋ 運動エネルギー」と、水平面での「位置エネルギー ＋ 運動エネルギー」の値は等しくなります。斜面上端では運動エネルギーが0Jなので、力学的エネルギーの合計は位置エネルギーの100Jとなります。水平面では高さが0になるため位置エネルギーが0Jとなり、もともと持っていた100Jのすべてが運動エネルギーに変換されます。
北海道公立高校入試(2014)類似

慣性

Q387 一定の速さで一直線上を走っている電車が、急ブレーキをかけて停止しました。このとき、電車に乗っている人の体はどうなるか。また、その理由として適切な説明はどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
慣性によって、それまでの運動の状態を維持しようとするため、進行方向の前方に倒れそうになる。
電車が走行しているとき、乗っている人の体も電車と同じ速さで運動しています。急ブレーキによって電車の床面が停止しても、人の体は慣性によってそのままの速さで等速直線運動を続けようとするため、進行方向へ投げ出されるような動きになります。
埼玉公立高校入試(2019)類似

ジュール

Q388 物体に力を加えてその方向に動かしたときの「仕事」の大きさや、電流によって発生した「熱量」、および物体が持っている「エネルギー」の大きさを表す際に共通して用いられる単位の名称として適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
ジュール
物体に対して力を働かせて移動させたときの仕事や、電熱線などから発生する熱の量、さらに物体が他の物体に対して仕事をする能力であるエネルギーは、物理的に等価なものとして扱うことができるため、すべてジュールという共通の単位で定量化されます。パスカルは圧力、オームは電気抵抗、シーベルトは放射線による人体への影響を表す単位です。
福島公立高校入試(2022)類似

重力と合力のつり合い

Q389 2本の糸でおもりを吊り下げて静止させているとき、2本の糸がおもりを引く力の合力と、おもりに働く重力について、これらが「つり合いの関係」にあると言える理由を、物理学的な原理に基づいて説明したものを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
2つの力が1つの物体に働き、向きが反対で、大きさが等しいため
物体が静止している場合、その物体に働く力の合計（合力）は0になります。この状態を「力がつり合っている」と呼びます。つり合いの条件は、「同一物体に働くこと」「大きさが等しいこと」「向きが反対であること」「一直線上にあること」の4つです。本問では、おもりという1つの物体に対し、上向きの合力と下向きの重力がこれらの条件を満たしているため、つり合いが成立しています。
秋田公立高校入試(2023)類似

位置エネルギー

Q390 ある重りをクレーンで一定の高さまで吊り上げ、そこから静かに落下させて杭を打ち込む実験を行います。重りの質量を3倍にし、吊り上げる高さを元の3分の1にした場合、重りが持つ位置エネルギーの大きさは実験前と比べてどう変化しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
位置エネルギーの大きさは変わらない
位置エネルギーは質量と高さの積に比例します。質量が3倍になればエネルギーは3倍になろうとしますが、同時に高さが3分の1倍になっているため、全体としては「3 × 1/3 = 1」となり、エネルギーの大きさは変化しません。この関係から、位置エネルギーが質量と高さの両方の要素によって決定されることがわかります。
秋田公立高校入試(2024)類似

重力の大きさ

Q391 重力の性質と質量の関係について説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の大きさは物体の質量に比例し、地球の中心方向へ向かってはたらく。
重力は物体を地球の中心方向へ引きつける力であり、その大きさは物体の質量に比例して大きくなります。質量とは物体そのものの量であり、これに比例して重力が決定されます。一般的に中学生の理科では質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとして計算します。
茨城公立高校入試(2017)類似

仕事の原理

Q392 重さが100Nの物体を、1つの動滑車を用いて2mの高さまでゆっくりと引き上げました。このとき、手がひもを引く力が行った仕事は何J（ジュール）ですか。ただし、滑車やひもの重さ、摩擦は考えないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
200J
仕事の原理により、道具を使っても使わなくても仕事の大きさは変わりません。直接物体を2m持ち上げる場合、仕事は 100N × 2m = 200J となります。動滑車を使った場合、引く力は50Nになりますが、ひもを引く長さは4mとなるため、50N × 4m = 200J となり、結果は同じになります。
宮城公立高校入試(2023)類似

力学的エネルギーの保存とグラフ

Q393 摩擦や空気抵抗がない状態で物体を高いところから静かに離して落下させたとき、物体の持つ「位置エネルギー」と「運動エネルギー」の合計について述べた文として、正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーが減少した分だけ運動エネルギーが増加するため、合計の値は常に一定に保たれる。
物体が落下するとき、高さが低くなるにつれて位置エネルギーは減少しますが、速さが増すことで運動エネルギーは増加します。摩擦や空気抵抗を無視できる場合、この2つのエネルギーの和である力学的エネルギーは常に一定に保たれます。これを力学的エネルギーの保存といいます。
茨城公立高校入試(2021)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分解

Q394 斜面上にある物体にはたらく重力を、斜面に沿った下向きの方向と、斜面を垂直に押す方向の2つの力に分けることを何というか、適切な用語を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力の分解
1つの力を、それと同じはたらきをする2つ以上の力に分けることを力の分解という。斜面上の物体を考える際、運動に関わる力を分析するために、鉛直下向きの重力を斜面に平行な方向と垂直な方向の2つの成分に分ける操作が一般的に行われる。
群馬公立高校入試(2019)類似

力学的エネルギーの保存

Q395 摩擦のない斜面上の高い位置から小球を静かに放し、水平面に到達するまでのエネルギーの変化について述べたものとして、最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーが減少し、運動エネルギーが増加するが、その和は変わらない
小球が斜面を下るにつれて高さが低くなるため、位置エネルギーは減少します。一方で、減少した分のエネルギーは運動エネルギーへと変換されるため、小球の速さは増していきます。摩擦がない条件下では、この両者の和である力学的エネルギーは常に一定に保たれます。
岩手公立高校入試(2016)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q396 物体が運動しているとき、その物体が持つ「運動エネルギー」と「位置エネルギー」の合計を何と呼びますか。最も適切な名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
力学的エネルギー
運動している物体が持つ運動エネルギーと、高い位置にある物体が持つ位置エネルギーの和は「力学的エネルギー」と定義されます。摩擦や空気の抵抗が無視できる場合、これら2つのエネルギーは互いに移り変わりながらも、その総和は常に変わらないという性質があります。
宮城公立高校入試(2022)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分力

Q397 斜面上に置かれた物体にはたらく重力を、斜面に平行な方向の分力と、斜面に垂直な方向の分力の２つに分けて作図する方法として、適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の矢印を対角線とし、斜面に平行な辺と垂直な辺を持つ長方形をつくる。
斜面上の重力を分解する場合、重力の矢印を対角線（対角をなす線）とし、求めたい２つの方向（斜面に平行・垂直）を辺とする平行四辺形を作図します。この場合、２つの方向は互いに直角に交わるため、作図される図形は長方形となります。分力の矢印の長さは、もとの重力の矢印よりも必ず短くなります。
山口公立高校入試(2019)類似

エネルギー保存の法則

Q398 摩擦のある床の上で物体を滑らせたところ、物体は次第に減速して停止しました。このとき、物体の持っていた運動エネルギーのゆくえと「エネルギー保存の法則」の関係について述べたものとして、正しい説明はどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
運動エネルギーが熱エネルギーなどに変換されたが、それらを含めたエネルギーの総量は一定に保たれている
物体が摩擦によって停止する場合、もともと持っていた運動エネルギーは摩擦熱（熱エネルギー）や音エネルギーなどに変換されます。位置エネルギーと運動エネルギーの和である「力学的エネルギー」としては減少していますが、発生した熱や音を含めたすべての「エネルギーの総量」で見れば、変換の前後で値は変わらず、エネルギー保存の法則が成り立っています。
秋田公立高校入試(2023)類似

位置エネルギー

Q399 高い位置にある物体が持っている「位置エネルギー」の大きさに関わる条件について、正しく説明しているものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
物体の質量が大きいほど、また、物体の位置が高いほど、位置エネルギーは大きくなる
位置エネルギーは、物体が基準となる面からどのくらいの高さにあるか、およびその物体自体の質量がどのくらいかによって決まります。質量に比例し、高さにも比例するため、重い物体をより高い場所へ持ち上げるほど、蓄えられる位置エネルギーは増大します。
宮城公立高校入試(2022)類似

化学エネルギーから電気エネルギーへの変換

Q400 物質がもともと持っているエネルギーを、化学反応を利用して電気的なエネルギーとして取り出す過程において、もととなる物質が蓄えているエネルギーの名称として最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
化学エネルギー
物質はその内部に、化学変化にともなって取り出すことができるエネルギーを蓄えており、これを化学エネルギーと呼びます。電池はこのエネルギーを、別の形態である電気エネルギーに変換して取り出す装置です。
山形公立高校入試(2019)類似

力学的エネルギーの保存

Q401 摩擦や空気抵抗が無視できるとき、物体の持つ位置エネルギーと運動エネルギーの総和は、物体の位置や速さが変化しても常に一定に保たれます。この法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギーの保存
物体が持つ位置エネルギーと運動エネルギーの和は「力学的エネルギー」と呼ばれます。摩擦や空気抵抗などの外部からの抵抗がない場合、運動の過程で位置エネルギーと運動エネルギーが互いに移り変わっても、その合計値は常に一定に保たれるという原理があります。
北海道公立高校入試(2017)類似

等速直線運動

Q402 摩擦や空気の抵抗が無視できる水平な面の上で物体を滑らせたとき、物体に力がはたらいていない状態での運動の様子について述べたものとして、正しいものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
速さが変わらず、一直線上を動き続ける
慣性の法則により、運動している物体に力がはたらかない場合、その物体はそのままの速さで、そのままの向きに運動を続けようとします。このとき、物体は等速直線運動を行うことになります。
高知公立高校入試(2020)類似

力学的エネルギーの変化

Q403 物体にひもをつけ、一定の速さで真上に引き上げ続けているとき、その物体が持つエネルギーの変化について述べたものとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
速さが一定なので運動エネルギーは変化せず、高さが増すため位置エネルギーが増加し、その和である力学的エネルギーは増加する
物体が一定の速さで動いているとき、速さに依存する運動エネルギーは変化しません。しかし、物体が高い位置へ移動することで位置エネルギーは増加します。力学的エネルギーは運動エネルギーと位置エネルギーの和であるため、運動エネルギーが一定で位置エネルギーが増加する場合、その合計値である力学的エネルギーも増加することになります。この場合、外部から引き上げる力が物体に対して仕事をしているため、力学的エネルギーは保存されません。
岩手公立高校入試(2024)類似

平均の速さ

Q404 1秒間に50回打点する記録タイマーを用いて、台車の運動を記録しました。この記録テープを5打点ごとに切り取ったとき、切り取られたテープ1枚分が示す時間は何秒ですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
0.1秒
1秒間に50回打点する場合、1打点にかかる時間は50分の1秒（0.02秒）です。5打点ごとの区間を考える場合、0.02秒が5回分となるため、0.02 × 5 ＝ 0.1秒となります。記録タイマーの問題では、打点数から時間を正確に算出することが重要です。
秋田公立高校入試(2017)類似

斜面および水平面における速さの変化

Q405 摩擦のない斜面を小球が転がり落ちるとき、時間が経過するにつれて小球の速さが一定の割合で増加していく理由として、最も適切な説明はどれか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
重力と垂直抗力の合力である、斜面に沿って下向きの力が一定の大きさで働き続けるから。
斜面上の物体には、地球の中心に向かう「重力」と、斜面から垂直に押し返される「垂直抗力」が働いています。これらを合成すると、斜面に沿った下向きの力が生まれます。運動の向きに一定の大きさの力が働き続けるとき、物体の速さは時間に比例して一定の割合で増加（加速）します。
秋田公立高校入試(2019)類似

仕事の大きさの計算

Q406 てこを用いた実験において、力点に15Nの力を加え、その力の向きに力点を80cm押し下げました。このとき、この力が物体に対して行った仕事の大きさとして適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
12ジュール
仕事の大きさは、物体にはたらく力の大きさ（N）と、力の向きに物体を動かした距離（m）の積で求められます。この問題では、距離の単位が80cmであるため、メートルに換算して0.8mとして計算する必要があります。したがって、15N × 0.8m ＝ 12J（ジュール）となります。単位をメートルに直さずに計算すると1200という数値になりますが、仕事の定義に基づいた正しい単位換算が不可欠です。
青森公立高校入試(2022)類似

位置エネルギー

Q407 高い位置にある物体が持っているエネルギーの名称として、最も適切なものを選択してください。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギー
物体が、基準となる面から高い位置にあることによって蓄えられるエネルギーを位置エネルギーといいます。このエネルギーは、物体の質量が大きく、基準面からの高さが高いほど大きくなる性質があります。
北海道公立高校入試(2015)類似

振り子の最下点における速さと力

Q408 振り子の運動において、おもりが軌道の最も低い位置である最下点を通過する瞬間の、おもりの「速さ」と「運動方向にはたらく力」の関係について述べたものとして正しいものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さは最大になり、運動方向にはたらく力はゼロになる
振り子が降下する際、重力の運動方向の分力によっておもりは加速し続けます。最下点に達した瞬間、重力の向きと糸の張力の向きが一直線上に並ぶため、運動方向（接線方向）にはたらく力の大きさはゼロになります。この地点が加速から減速に転じる境界となるため、速さは最下点で最大となります。
埼玉公立高校入試(2017)類似

力学的エネルギーの保存

Q409 高い位置にある点Aから小球を滑らせ、斜面を下りきった後の水平面を転がっている最中のエネルギーの状態について、正しく述べたものはどれですか。ただし、摩擦や空気の抵抗は考えないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
位置エネルギーが減った分だけ運動エネルギーが増加し、その和は点Aのときと変わらない
物体が低い位置へ移動すると位置エネルギーは減少しますが、力学的エネルギーの保存により、その減少した分は運動エネルギーへと変換されます。水平面は最も低い位置にあるため、運動エネルギーは最大となりますが、両者の和である力学的エネルギー自体は、運動の前後で常に一定に保たれます。
北海道公立高校入試(2016)類似

平均の速さ

Q410 ある自動車が、地点Aから地点Bまでの15kmの道のりを移動するのに20分かかりました。このときの自動車の平均の速さは時速何kmですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
時速45km
平均の速さを時速で求めるには、単位換算が必要です。20分を時間に直すと、20÷60＝1/3時間となります。平均の速さは「移動した全距離÷移動にかかった全時間」で求められるため、15km ÷ 1/3時間 ＝ 45km/hとなります。
高知公立高校入試(2020)類似

仕事率

Q411 1秒間あたりに行われる仕事の量を何というか。また、その量を表す際に使われる単位の名称として正しい組み合わせを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
仕事率 ― ワット
単位時間あたりに行われる仕事の量は「仕事率」と定義されており、その単位にはワット（記号：W）が用いられる。仕事率を求めることで、どれだけ効率よくエネルギーが消費されたか、あるいは物体にエネルギーを与えたかを知ることができる。
北海道公立高校入試(2017)類似

等速直線運動

Q412 等速直線運動をしている物体において、運動を開始してからの「時間」と、その物体が移動した「距離」の関係について述べたものとして、最も適切なものを選びなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
移動距離は時間に比例する
等速直線運動では単位時間あたりに進む距離（速さ）が常に一定です。そのため、合計の移動距離は「速さ × 時間」という式で表され、時間が2倍、3倍になれば移動距離も2倍、3倍となる比例の関係が成立します。
岩手公立高校入試(2024)類似

等速直線運動

Q413 記録タイマーを用いて物体の運動を記録したところ、5打点ごとの記録テープの長さが、ある区間から30cmで一定となり、グラフが水平な状態を示しました。この一定の長さを示している区間における物体の運動について、正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
物体にはたらく力がつり合っているため、一定の速さで動いている。
5打点ごとのテープの長さは、その間の平均の速さに比例します。テープの長さが30cmで一定となり、変化しなくなったということは、物体が一定の速さで運動していることを示しています。このように物体が等速直線運動を行うのは、物体に力がはたらいていないか、はたらいている力がつり合っているときです。
埼玉公立高校入試(2021)類似

平均の速さ

Q414 1秒間に50回打点する記録タイマーを用いて、物体の運動をテープに記録した。記録されたテープを確認すると、11個の点が一定の間隔で並んでおり、最初の点から11個目の点までの長さは24.5cmであった。この区間における物体の平均の速さは何cm/sか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
122.5cm/s
1秒間に50回打点する記録タイマーでは、打点の間隔1つ分にかかる時間は1/50秒、すなわち0.02秒である。11個の点が打たれているとき、打点の間隔（時間の区間）は10個分あるため、移動にかかった時間は 0.02秒 × 10 ＝ 0.2秒 となる。平均の速さは「移動距離 ÷ 時間」で求めるため、24.5cm ÷ 0.2秒 を計算して 122.5cm/s となる。打点数そのものではなく、打点間の「区間の数」を時間計算に用いることが重要である。
群馬公立高校入試(2022)類似

水平面と斜面における速さの変化

Q415 摩擦のない水平な台上から、一定の角度の斜面を下り、再び水平な床に到達する小球の運動について考えます。このときの経過時間と小球の速さの関係をグラフで表した場合、どのような形になりますか。最も適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
最初は速さが一定の水平な線で、斜面に入ると一定の割合で速さが増加する右上がりの直線になる
水平な台上では小球に運動方向の力がはたらかないため、速さが変化しない等速直線運動となります。斜面にさしかかると、重力の斜面に沿った下向きの分力が一定の大きさではたらき続けるため、小球は加速し、時間とともに速さが一定の割合で増加します。したがって、グラフは「水平な線」から「右上がりの直線」へと変化します。
石川公立高校入試(2022)類似

水力発電

Q416 高いところにある水がもつエネルギーを、低いところへ落とすことで別のエネルギーに変換して利用する発電方式の名称を答えなさい。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
水力発電
高い位置にある物体がもつ「位置エネルギー」を、水が落下する勢いを利用して水車を回し、最終的に「電気エネルギー」へ変換する仕組みを水力発電と呼びます。風力発電は風のエネルギー、火力発電は燃料を燃やした熱エネルギー、原子力発電は原子核の反応によるエネルギーを主に利用します。
岩手公立高校入試(2021)類似

ストロボ写真による等速運動の記録

Q417 水平なレール上を移動する物体の様子を、一定の時間間隔で強い光を放つストロボ装置を用いて撮影しました。このとき、記録された物体の像の間隔がすべて一定の間隔であった場合、この物体の運動を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
ストロボ装置は一定の時間間隔で発光するため、物体の像の間隔が一定であれば、同じ時間内に進む距離が常に等しいことを示します。このように、一直線上を一定の速さで進む運動を等速直線運動と呼びます。
埼玉公立高校入試(2024)類似

重力の分解

Q418 水平な床に置かれた板をゆっくりと持ち上げて斜面を作っていき、水平面とのなす角度を徐々に大きくしていきました。このとき、斜面上の物体にはたらく重力の「斜面に平行な方向の分力」と「斜面に垂直な方向の分力」の大きさは、角度を大きくする前と比べてどのように変化しますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
平行な方向の分力は大きくなり、垂直な方向の分力は小さくなる
斜面の傾きを大きくすると、重力の向き（鉛直下向き）と斜面がなす角度が変化します。重力を対角線とする長方形を考えたとき、傾きが急になるほど斜面に平行な方向の辺は長く、斜面に垂直な方向の辺は短くなります。そのため、物体を滑り降ろそうとする平行な分力は大きくなり、斜面を押しつける垂直な分力は小さくなります。
群馬公立高校入試(2022)類似

位置エネルギーの最大点

Q419 斜面Aの頂点Pから小球を静かに離したところ、小球は斜面を下って水平な床Rを通過し、反対側の斜面Bをのぼって頂点Pと同じ高さにある頂点Tまで到達しました。この一連の運動において、小球の位置エネルギーが最大となっている地点をすべて挙げたものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
頂点Pと頂点T
位置エネルギーは物体の高さによって決まります。この実験の経路において、スタート地点である斜面Aの頂点Pと、到達地点である斜面Bの頂点Tはどちらも最も高い場所に位置しており、その高さが同じであるため、これら2点で位置エネルギーは最大となります。床Rは最も低い位置であるため、位置エネルギーは最小（基準面とすれば0）になります。
北海道公立高校入試(2016)類似

エネルギー変換効率

Q420 電化製品や装置において、消費した全エネルギー（電力量など）に対して、目的の仕事やエネルギーに変換された割合のことを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
エネルギー変換効率
消費したすべてのエネルギーのうち、目的のために利用されたエネルギーの割合を指します。例えば、電球であれば消費した電気エネルギーのうち、光エネルギーに変わった割合を指し、この値が高いほどエネルギーを無駄なく利用できていることを意味します。
埼玉公立高校入試(2024)類似

化学エネルギー

Q421 火力発電所において、石油を燃焼させてから最終的に電気を得るまでのエネルギー変換の過程を説明したものとして、最も適切なものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
石油が持つ化学エネルギーを燃焼によって熱エネルギーに変え、さらにタービンを回転させて電気エネルギーへと変換する。
火力発電では、まず石油や天然ガスが持つ化学エネルギーをボイラーで燃焼させ、熱エネルギーとして取り出します。その熱で高温・高圧の蒸気を作り、タービンを回すことで運動エネルギー（力学的エネルギー）に変換し、最終的に発電機で電気エネルギーを得る仕組みとなっています。このように、エネルギーは次々と姿を変えて利用されます。
山形公立高校入試(2017)類似

動滑車を利用する利点

Q422 重い物体を真上に持ち上げる際、定滑車ではなく動滑車を使用することで得られる物理的な利点として、最も適切な説明はどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 —
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✅ 正解
物体を持ち上げるために必要な力が小さくなる
動滑車は物体と一緒に動き、2本のひもでおもりを支える仕組みであるため、1本のひもにかかる力が分散されます。これにより、物体を直接持ち上げるよりも小さい力で持ち上げることが可能になります。ただし、仕事の原理により、ひもを引く距離は持ち上げる距離の2倍必要になるため、仕事の量（力×距離）自体は変わりません。
山形公立高校入試(2024)類似

仕事率の計算

Q423 2.5Nの力で物体につないだひもを引き、5秒間かけて物体を力の向きに40cm移動させました。このときの仕事率は何W（ワット）ですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.2W
仕事（J）は「力の大きさ（N）×力の向きに動かした距離（m）」で求められます。40cmは0.4mであるため、仕事は 2.5N × 0.4m = 1.0J です。仕事率（W）は「仕事（J）÷かかった時間（秒）」で求められるため、1.0J ÷ 5秒 = 0.2W となります。計算の際、距離の単位をセンチメートルからメートルに換算することが重要です。
群馬公立高校入試(2025)類似

重力の斜面に平行な分力

Q424 物体を斜面上に置いた実験において、物体の質量や重力そのものの大きさは変えずに、斜面の傾き（角度）を大きくした場合、重力の分力の変化について正しく述べたものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
斜面に平行な分力は大きくなり、垂直な分力は小さくなる。
斜面の傾きを大きくすると、重力を分解して作られる長方形（または平行四辺形）において、斜面に平行な方向の辺が長くなり、垂直な方向の辺が短くなります。このため、斜面に平行な分力は大きくなり、物体はより加速しやすくなります。一方で、斜面を押し付ける力である垂直な分力は小さくなるため、それに伴い垂直抗力も小さくなります。
岩手公立高校入試(2018)類似

エネルギーと仕事の比例関係

Q425 台車をいろいろな高さから滑らせて木片に当てる実験において、台車の質量を一定にして放す高さを変化させたところ、高さを2倍、3倍にすると木片の移動距離も2倍、3倍になりました。また、放す高さを一定にして台車の質量を変化させたところ、質量を2倍、3倍にすると木片の移動距離も2倍、3倍になりました。このとき、質量が200gの台車を10cmの高さから放して木片が5cm動いたとすると、質量が600gの台車を20cmの高さから放した場合、木片は何cm動くと考えられますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
30cm
台車が木片を押し込む距離（仕事の量）は、台車が持つ位置エネルギーの大きさに比例します。位置エネルギーは「質量」と「高さ」のそれぞれに比例するため、質量が3倍（200g→600g）、高さが2倍（10cm→20cm）になると、位置エネルギーは 3 × 2 = 6倍になります。したがって、木片が動く距離も 5cm × 6 = 30cm となります。
秋田公立高校入試(2017)類似

力学的エネルギーの保存

Q426 斜面上の高い位置にある地点Pから台車を静かに滑らせ、最も低い位置にある水平な地点Qを通過させる実験を行います。摩擦や空気抵抗を無視できるとき、地点Pから地点Qへ移動する間のエネルギーの変化と関係について述べたものとして、最も適切なものを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
位置エネルギーが減少した分だけ、運動エネルギーが増加する
台車が斜面を下るにつれて高さが低くなるため、位置エネルギーは減少します。一方で、台車は加速して速くなるため、運動エネルギーは増加します。摩擦がない場合、減少した位置エネルギーはすべて運動エネルギーへと変換されるため、両方の和である力学的エネルギーの値は変化しません。
埼玉公立高校入試(2014)類似

斜面を用いた仕事

Q427 物体をある高さまで引き上げる際、斜面などの道具を使っても使わなくても、必要な仕事の大きさは変わらないという物理学上の法則を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
仕事の原理
道具や斜面を使うことで、物体を持ち上げるのに必要な力の大きさを小さくすることはできますが、その分だけ動かす距離を長くしなければならず、結果として「力 × 距離」で求められる仕事の量は一定となります。この関係は物理学において非常に重要な概念であり、摩擦や道具の重さを無視できる理想的な条件下で成立します。
青森公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q428 重さ20Nの物体を垂直に40cm引き上げる場合、仕事の大きさは8Jとなります。この物体を滑らかな斜面を用いて、10Nの力で同じ40cmの高さまで引き上げる場合、斜面に沿って引く必要がある距離は何cmですか。また、その根拠となる法則の名称を答えなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
距離は80cmで、法則は仕事の原理である
仕事の原理により、道具を使っても仕事の大きさは変わらないため、斜面で引き上げる際の仕事も8Jになります。仕事（J）＝ 力（N）× 移動距離（m）の式にあてはめると、8J ＝ 10N × 移動距離 となり、移動距離は0.8m（80cm）と求められます。
青森公立高校入試(2022)類似

高さと木片の移動距離の関係

Q429 摩擦のない斜面で小球を転がして木片に衝突させる実験において、小球をはなす高さと、衝突した木片の移動距離の関係を説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
木片の移動距離は、小球をはなす高さに比例する
斜面上の高い位置にある小球が持つ重力による位置エネルギーは、小球をはなす高さに比例します。このエネルギーが衝突によって木片を動かす仕事に使われるため、木片の移動距離も小球をはなす高さに比例することになります。
山形公立高校入試(2018)類似

平均の速さ

Q430 物体が運動したとき、ある区間を移動するのにかかった時間で移動距離を割って算出した、途中の速さの変化を考えずに一定の速さで移動し続けたと仮定したときの速さを何というか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体の運動には速さの変化が伴うことが多いが、移動の始まりから終わりまでの全距離を、その移動にかかった全時間で割ることで、区間全体を一定の速さで移動したとみなすことができる。これを平均の速さと呼ぶ。一方、スピードメーターに表示されるような、ごく短い時間に移動した距離から求めたその時々の速さは瞬間の速さと呼ばれる。
北海道公立高校入試(2016)類似

平均の速さ

Q431 物体が移動する際、実際には速さが刻々と変化していますが、移動した全距離を移動にかかった全時間で割って、一定の速さで移動し続けたとみなして算出した値を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
平均の速さ
物体の運動において、途中の速さの変化を無視し、全移動距離を全移動時間で割って求めた値を平均の速さと呼びます。これに対し、スピードメーターが示すような、ある瞬間ごとの速さを瞬間の速さと呼びます。入試ではこの定義の違いが頻出です。
北海道公立高校入試(2014)類似

仕事

Q432 物体に力を加えて、その力の向きに物体を動かしたとき、その力の大きさと動かした距離の積で表される物理量を何といいますか。また、その大きさを表す単位として適切なものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事といい、単位にはジュールを用いる
物体に力を加えてその向きに動かすことを仕事と呼びます。仕事の大きさは「力の大きさ（ニュートン）× 力の向きに動かした距離（メートル）」で定義され、その単位にはジュール（J）が使用されます。
群馬公立高校入試(2018)類似

位置エネルギーと物体の速さ

Q433 摩擦や空気の抵抗が無視できる滑らかな斜面において、同じ高さから小球を静かに離して転がす実験を行う。傾きが30度の斜面を用いた場合と、傾きが60度の斜面を用いた場合を比較したとき、斜面を下りきって水平面に達した瞬間の小球の速さの関係について、正しい説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
傾きが60度の方が水平面に達するまでの時間は短いが、水平面に達したときの速さはどちらも同じになる。
斜面を下る物体の速さは、斜面の傾きではなく、開始地点の垂直方向の高さによって決定される。高い位置にある物体が持つ位置エネルギーが、斜面を下ることで運動エネルギーに変換されるため、エネルギーの保存法則に基づき、開始時の高さが同じであれば、下りきったときの運動エネルギー、すなわち速さも等しくなる。傾きが急なほど加速は大きいため到達時間は短くなるが、最終的な速さに違いは生じない。
青森公立高校入試(2025)類似

仕事の原理

Q434 動滑車やてこなどの道具を利用すると、物体を直接持ち上げるよりも小さな力で動かすことができる。しかし、力を加える距離がその分長くなるため、結果として「力の大きさ × 移動距離」で求められる仕事の大きさは、道具を使わない場合と変わらない。この物理的な原則を何と呼ぶか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
仕事の原理
動滑車やてこなどの道具を用いると、物体を引き上げるのに必要な力は小さくなるが、その分だけ紐を引く距離や動かす距離が長くなる。その結果、必要な仕事（力の大きさ × 移動距離）の大きさは、道具を使わずに直接引き上げる場合と変わらなくなる。この決まりを仕事の原理という。仕事率は単位時間あたりに行う仕事の効率を示すものであり、この原則とは異なる概念である。
北海道公立高校入試(2023)類似

仕事の原理

Q435 てこや滑車などの道具を使用する場合、小さな力で物体を動かすことができますが、力を加える距離は長くなります。このように、道具を使っても使わなくても、物体に対して行われる仕事の大きさは変わらないという物理法則を何と呼びますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
仕事の原理
道具を用いると、物体を持ち上げるために必要な力を小さくすることができますが、その分だけ紐を引く距離や動かす距離が長くなります。この結果、力と距離の積で表される仕事の量は、道具の有無に関わらず一定となります。この法則を仕事の原理と呼びます。
青森公立高校入試(2024)類似

二力の角度と分力の大きさ

Q436 1つの力を、それと同じはたらきをする2つの力に分けるとき、分けられたそれぞれの力を何といいますか。また、それら2つの力の間の角度を大きくしていくと、2つの力の大きさはどのように変化しますか。最も適切な組み合わせを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
分力といい、それぞれの力は大きくなる
1つの力をそれと同じはたらきをする複数の力に分けることを力の分解といい、分けられた力を分力といいます。2つの分力の合力の大きさが一定である場合、分力の間の角度を大きくするほど、それらの分力は大きくなるという性質があります。
高知公立高校入試(2022)類似

合力

Q437 1つの点から伸びる2本の糸にばねばかりをつなぎ、異なる2方向から引く実験を行います。このとき、2つの力と同じはたらきをする1つの力を求める方法として、適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
2つの力を隣り合う2辺とする平行四辺形をつくり、その対角線として求める
向きの異なる2つの力の合力は、平行四辺形の法則を用いて求めることができます。2つの力を表す矢印を隣り合う2辺とした平行四辺形を描いたとき、その作用点から伸びる対角線が合力の向きと大きさを表します。
群馬公立高校入試(2025)類似

平均の速さ

Q438 物体がある区間を移動したとき、その区間の移動距離を、移動にかかった時間で割って求めた、途中の速さの変化を無視して一定の速さで進んだとみなしたときの速さを何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体が移動する際、実際には速さが変化していることが多いですが、全移動距離を全時間で割ることで、その区間をずっと同じ速さで移動したと仮定したときの値を求めることができます。これを平均の速さと呼びます。これに対し、スピードメーターが示すような、ごく短い時間に移動した距離から求めた、その時々の速さを瞬間の速さと呼び、区別する必要があります。
青森公立高校入試(2022)類似

高さと木片の移動距離の関係

Q439 小球をはなす高さを横軸に、衝突によって木片が移動した距離を縦軸にとり、複数の測定結果をグラフに記入しました。このとき、測定値をつないで得られるグラフの形状や特徴として最も適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
原点を通る一直線になる
小球をはなす高さが0cmであれば、位置エネルギーを持たないため木片の移動距離も0cmとなります。また、高さと移動距離は互いに比例する関係にあるため、グラフに表すと原点（0,0）を通り、右上がりに伸びる一直線の形状を示します。
青森公立高校入試(2022)類似

速さの算出

Q440 斜面を転がる小球のように速さが絶えず変化する運動において、ある区間を一定の速さで移動し続けたと仮定して、全移動距離をかかった時間で割って求めた値を何といいますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体の速さが変化している場合、特定の区間全体を一つの速さとしてみなしたものを平均の速さと呼びます。これに対し、スピードメーターなどが示す、ごく短い時間に移動した距離から求めた速さを瞬間の速さと呼び、区別されます。
福島公立高校入試(2020)類似

運動の向きと力の向きの関係

Q441 水平な床の上を走る台車の運動を記録タイマーで記録した。0.1秒ごとに区切った記録テープの長さが、時間の経過とともに左から右へ進むにつれて次第に短くなっていた。このときの台車の運動の状態と、台車にはたらく力の関係について述べたものとして、最も適切なものはどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
台車は減速しており、運動の向きと逆向きに摩擦力などの合力がはたらいている。
記録テープの長さが次第に短くなっていることは、一定時間（0.1秒間）あたりの移動距離が減少していることを示しており、台車が減速していることを意味する。物体が減速するとき、その物体の運動を妨げる方向に力がはたらいている。この場合、床からの摩擦力などが合力となり、運動の向きとは逆向きにはたらくことで速さが減少する。
山形公立高校入試(2017)類似

動滑車におけるひもを引く距離

Q442 おもりを直接10cm引き上げたとき、バネばかりの示す値が1.60Nであった装置があります。このおもりを、天井に固定したひもの一端とバネばかりをつないだ動滑車1個に吊るし、真上に引き上げる実験を行いました。このとき、おもりを10cmの高さまで引き上げるために、バネばかりを引く距離は何cmになりますか。
★ やさしい 知識 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
20cm
動滑車を1個用いて物体を引き上げる場合、物体を支える2本のひもを同時に引き上げることになるため、物体を移動させたい距離の2倍の長さだけひもを引く必要があります。この実験では物体を10cm引き上げるため、その2倍にあたる20cmの距離を引くことになります。
青森公立高校入試(2022)類似

速さとエネルギーの関係グラフ

Q443 摩擦のない水平面上で小球を転がし、静止している木片に衝突させる実験を行います。小球が木片に衝突する直前の速さを2倍、3倍に変化させたとき、木片が移動する距離はどのように変化しますか。最も適切な説明を選びなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
速さの2乗に比例して、4倍、9倍になる
運動している物体が持つエネルギー（運動エネルギー）は、物体の速さの2乗に比例する性質があります。木片の移動距離は、小球が衝突によって木片に与えたエネルギーの大きさを表す指標となるため、速さが2倍になれば2の2乗で4倍、3倍になれば3の2乗で9倍というように、二乗に比例して変化します。
高知公立高校入試(2016)類似

振り子の速さが最大になる位置

Q444 スタンドから糸で吊るしたおもりを振らせて振り子の運動を観察しました。おもりが描く弧の軌道上に、一方の端から順に点D、点C、点B、点Aという印をつけました。点Cが支点の真下にあたる最も低い位置であるとき、おもりの速さが最大になるのはどの地点を通過する瞬間ですか。
★ やさしい 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
点Cを通過する瞬間
振り子の運動では、おもりが最も高い位置にあるときに位置エネルギーが最大となり、最も低い位置にあるときに運動エネルギーが最大となります。支点の真下にあたる「最下点」は、おもりが最も低い位置を通る点であるため、位置エネルギーが運動エネルギーに最も多く置き換わり、速さが最大になります。
北海道公立高校入試(2022)類似

平均の速さ

Q445 ある区間を移動したとき、その間の速さの変化を無視して、一定の速さで移動し続けたとみなして計算した値を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
平均の速さ
物体が移動した全距離を、移動にかかった時間で割って算出される速さを平均の速さと呼びます。これに対し、スピードメーターが示すような、刻一刻と変化するごく短い時間の速さを瞬間の速さと呼び、区別されます。
群馬公立高校入試(2017)類似

斜面上の重力の分解

Q446 斜面上に置かれた物体にはたらく「重力」を、斜面に平行な方向と、斜面に垂直な方向の二つの力に分けたとき、分けられたそれぞれの力の名称として適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
分力
一つの力を、それと同じはたらきをする複数の力に分けることを力の分解といい、分けられた後のそれぞれの力を分力と呼びます。斜面上の物体にはたらく重力は、運動を考える際に「斜面に平行な分力」と「斜面に垂直な分力」に分解して扱われることが一般的です。
埼玉公立高校入試(2022)類似

力の分解と三平方の定理の比

Q447 力の分解と直角三角形の辺の比について述べた次の文の（　）にあてはまる用語や数値の組み合わせとして適切なものはどれか。 「斜面上の物体にはたらく重力を、斜面に平行な（ X ）と斜面に垂直な（ X ）に分解して考える際、斜面の角度が大きくなるほど、斜面に平行な（ X ）は大きくなる。例えば、水平面との角度が（ Y ）の斜面では、重力の大きさと斜面に平行な（ X ）の大きさの比は、辺の比が1：2：√3の直角三角形の関係から、2：1になる。」
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
X：分力、Y：30度
1つの力を分解して得られた力を「分力」と呼びます。斜面上の物体の場合、斜面の傾きが30度のとき、重力の方向と斜面に垂直な方向のなす角度も30度となります。このとき形成される直角三角形において、重力（斜辺）と斜面に平行な分力（最も短い辺）の比は、30度・60度・90度の三角形の性質から 2：1 となります。したがって、Xには「分力」、Yには「30度」が入ります。
埼玉公立高校入試(2014)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q448 摩擦や空気抵抗がない滑らかな斜面において、高さ30cmの地点に台車を置き、静かに手を放して滑らせる実験を行います。次に、斜面の傾きを2倍の角度に急にして、再び同じ高さ30cmの地点から台車を放しました。このとき、斜面を下りきった水平面上での台車の速さは、傾きを変える前の実験と比べてどのようになりますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
スタート地点の高さが変わらないため、変化しない
力学的エネルギー保存の法則により、スタート地点での「位置エネルギー」がすべて水平面での「運動エネルギー」に置き換わります。位置エネルギーの大きさは物体の質量と「高さ」によって決まるため、斜面の傾きを急にしても、手を放す高さが30cmのままであれば、得られる運動エネルギー、すなわち水平面上での速さは変化しません。
北海道公立高校入試(2018)類似

仕事率

Q449 一定の重さの物体を、床から机の上まで持ち上げる作業を考えます。同じ物体を同じ高さまで持ち上げる際、ゆっくり持ち上げる場合と比較して、半分の時間で素早く持ち上げたときの仕事率の変化について、正しい説明はどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
仕事の量は変わらないが、仕事率は2倍になる
仕事の量は「力の大きさ × 移動距離」で決まるため、持ち上げる速さに関わらず一定です。一方、仕事率は「仕事の量 ÷ 時間」で求められるため、仕事の量が同じであれば、かかる時間が短くなるほど仕事率は大きくなります。時間が半分になった場合、単位時間あたりに行う仕事の量は2倍になるため、仕事率は2倍となります。
秋田公立高校入試(2023)類似

仕事率

Q450 1秒間あたりに行う仕事の量を表す物理量の名称と、その単位の組み合わせとして正しいものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事率・ワット（W）
単位時間（1秒間）あたりにどれだけの仕事が行われたかを示す指標は仕事率と呼ばれます。この仕事率を測る単位にはワット（W）が用いられ、1秒間に1ジュールの仕事をする時の仕事率が1Wと定義されています。ジュール（J）は仕事そのものやエネルギーの大きさを表す単位であるため、1秒あたりの効率を示す仕事率の単位としては不適切です。
岐阜公立高校入試(2021)類似

熱の伝導、対流、放射

Q451 金属棒の一端をガスバーナーで熱したとき、棒を構成している物質自体は移動せずに、高温の部分から隣り合う低温の部分へと順に熱が伝わっていく現象を何といいますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 —
💡 答えを確認
✅ 正解
伝導
固体などの物質内において、物質の移動を伴わずに熱が隣の領域へと伝わっていく現象は伝導（熱伝導）と呼ばれる。金属は非金属に比べてこの熱を伝える効率が非常に高いという特徴がある。
群馬公立高校入試(2018)類似

重力の斜面に平行な分力

Q452 摩擦のない斜面上に置かれた物体が、斜面に沿って下向きに動き出すとき、物体を加速させる直接の原因となる力の名称として適切なものはどれか。また、斜面の傾きを大きくしたとき、その力の大きさはどう変化するか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
名称は重力の斜面に平行な分力であり、斜面の傾きを大きくすると力は大きくなる。
斜面上にある物体には、地球の中心に向かう重力が常にはたらいている。この重力を「斜面に平行な方向」と「斜面に垂直な方向」の2つに分解した際、物体を斜面の下方向へ加速させる成分を重力の斜面に平行な分力と呼ぶ。この分力は斜面の傾きが急になるほど大きくなり、物体が垂直に落下する状態（自由落下）に近づくほど重力の値そのものに近づいていく。
福岡公立高校入試(2025)類似

仕事の大きさ

Q453 物体に力を加えて、その力の向きに物体を移動させたとき、その力の大きさと移動距離の積で表される物理量を何というか。また、その大きさを表す際に用いられる単位として正しい組み合わせを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
仕事（単位：ジュール）
物体に力を加えて、その力の向きに物体を動かしたとき、その力の効果を「仕事」と呼びます。仕事の大きさは、力の大きさに移動距離を掛け合わせることで求められ、単位には「ジュール（J）」が用いられます。力の大きさが1Nのとき、その力の向きに物体を1m動かしたときの仕事が1Jと定義されています。
群馬公立高校入試(2019)類似

力のつりあい

Q454 水平な床の上に静止している物体について考えます。このとき生じている「地球が物体を引く重力」、「床が物体を垂直に押し上げる垂直抗力」、「物体が床を押し下げる力」の3つの力のうち、互いに「力のつりあい」の関係にある組み合わせとして正しいものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力と、垂直抗力
力がつりあうための条件として、それらの力が「同じ1つの物体」にはたらいている必要があります。重力は物体にはたらく力であり、垂直抗力（床が物体を押し上げる力）も物体にはたらく力であるため、この2つの力はつりあいの関係にあります。一方、「物体が床を押し下げる力」は物体ではなく床にはたらく力であるため、重力とつりあうことはありません。なお、垂直抗力と物体が床を押し下げる力は、2物体間ではたらき合う「作用・反作用」の関係にあります。
秋田公立高校入試(2024)類似

垂直抗力の変化

Q455 物体が接している面から、その面に対して垂直に押し返される力を何と呼びますか。最も適切な名称を選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
垂直抗力
物体が面と接しているとき、その面が物体から受ける力と同じ大きさで、反対向きに面から物体を垂直に押し返す力がはたらきます。この力を垂直抗力といいます。
北海道公立高校入試(2024)類似

斜面上の物体にはたらく重力の分解

Q456 斜面の上に置かれた小球にはたらく重力を、斜面に平行な分力と斜面に垂直な分力の2つに分解したとき、小球が斜面を滑り降りようとする直接の原因となる力として適切なものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
重力の斜面に平行な分力
物体にはたらく重力のうち、斜面に平行な方向に分解された分力が、物体を斜面に沿って引き下ろす役割を果たします。一方、斜面に垂直な分力は物体を斜面に押しつけるようにはたらき、これと反対の向きに斜面からの垂直抗力が生じます。
群馬公立高校入試(2018)類似

位置エネルギーと物体の速さ

Q457 物体が高い位置から斜面を滑り落ちていくとき、エネルギーの変換と速さの関係について述べた文として、科学的に最も適切なものはどれか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
斜面を下るにつれて位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わるため、物体の速さは次第に速くなる。
物体が斜面を下る際、重力によって位置エネルギーが減少する代わりに運動エネルギーが増加する。摩擦が無視できる条件では、減少した位置エネルギーの分だけ運動エネルギーが増えるため、物体は加速し続ける。このとき、得られる運動エネルギーの大きさは「減少した高さ」にのみ依存し、斜面の長さや傾きには影響されない。したがって、高さが減少する過程で速さは増加し続けることになる。
北海道公立高校入試(2015)類似

衝突と摩擦によるエネルギーの変化

Q458 振り子の重りを木片に衝突させ、その後の木片の動きを一定時間ごとに記録したところ、木片の移動する間隔が次第に短くなり、最終的に停止する様子が確認されました。木片の移動する間隔が短くなっていく理由を、エネルギーの観点から説明したものとして正しいものを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
木片が移動する際に、衝突で得た運動エネルギーが摩擦によって熱エネルギーへと移り変わり、運動エネルギーが減少していくため。
木片がレールの上を移動するとき、レールとの接地面には進行方向と逆向きに摩擦力が働きます。この摩擦力が木片に対して仕事をすることで、木片の運動エネルギーが熱エネルギーなどに変換されます。単位時間あたりの運動エネルギーが減少すると、木片の速さが遅くなるため、一定時間ごとに記録される移動距離（間隔）は次第に短くなります。このように、摩擦がある環境では力学的エネルギーは熱などに姿を変えて失われていきます。
福島公立高校入試(2021)類似

重力

Q459 方眼紙の上に水平な床があり、その上に立方体のおもりが置かれている状況を考える。方眼の1目盛りを1Nの力の大きさと定め、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。このとき、質量が300gのおもりにはたらく重力を、方眼紙上に矢印で正しく図示するための説明として適切なものはどれか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
おもりの中心を作用点とし、そこから鉛直下向きに方眼3目盛り分の長さの矢印を描く。
300gの物体にはたらく重力の大きさは3Nである。1目盛りを1Nとするルールでは、矢印の長さは3目盛り分でなければならない。重力の性質として、作用点は物体の中心に置き、向きは常に鉛直下向き（地球の中心方向）となる。床との接点から上向きに描く矢印は垂直抗力を指すため、重力の図示としては誤りである。
埼玉公立高校入試(2017)類似

放射線の透過力

Q460 放射線の性質を調べる実験において、放射線源と測定器の間に遮蔽物として「紙一枚」を置いたところ、ある放射線がほとんど検出されなくなりました。このとき遮断された放射線の名称と、放射線が物質を通り抜ける能力を指す用語の組み合わせとして正しいものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
名称：アルファ線、用語：透過力
放射線が物質を通り抜ける能力は透過力と呼ばれます。アルファ線、ベータ線、ガンマ線の順に透過力は強くなりますが、最も透過力の弱いアルファ線は紙一枚で防ぐことができます。一方、ベータ線はアルミニウムなどの薄い金属板、ガンマ線やエックス線は鉛の板や厚いコンクリートでなければ防ぐことができません。
青森公立高校入試(2025)類似

力学的エネルギーの増加

Q461 物体が持つ運動エネルギーと位置エネルギーの和を何といいますか。その名称として正しいものを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
力学的エネルギー
物体が動いていることによって持つ運動エネルギーと、高い位置にあることによって持つ位置エネルギーの合計は力学的エネルギーと呼ばれます。これら2つのエネルギーは互いに移り変わることができますが、その総和には特定の名称が与えられています。
青森公立高校入試(2025)類似

力学的エネルギーの増加

Q462 電気回路につないだモーターを用いて、おもりを一定の速さで低い地点Pから高い地点Qまで垂直に引き上げる実験を行いました。このときのおもりのエネルギーの変化について述べた文として、正しいものを選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
一定の速さで動いているため運動エネルギーは変化しないが、位置が高くなるため位置エネルギーが増加し、力学的エネルギーの合計は増加する。
運動エネルギーは物体の速さによって決まるため、一定の速さで引き上げている間は変化しません。一方で、位置エネルギーは物体の高さによって決まるため、地点PからQへ上昇するにつれて増加します。力学的エネルギーはこれら2つの和であるため、位置エネルギーが増加した分、力学的エネルギーの総量も増加することになります。
千葉公立高校入試(2015)類似

平均の速さ

Q463 レールの上を運動する金属球の様子を、0.1秒ごとに発光するストロボスコープを用いて撮影した。撮影された金属球の位置に、始点から順に1番、2番と番号をつけたところ、8番の位置から13番の位置までの区間の距離は70cmであった。この「8番から13番の区間」における金属球の平均の速さは何cm/sか、算出しなさい。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
140cm/s
8番の位置から13番の位置までの間には、時間の区間が5つ（13 – 8 = 5）存在する。ストロボの発光間隔が0.1秒であるため、移動にかかった時間は 0.1秒 × 5 = 0.5秒 である。平均の速さは「移動距離 ÷ かかった時間」で求められるため、70cm ÷ 0.5s = 140cm/s となる。位置の番号（点）の数ではなく、点と点の間の数（時間の間隔）で計算することが重要である。
宮城公立高校入試(2023)類似

水平面における等速直線運動の速さ

Q464 摩擦のない水平面上を運動する小球のように、物体に運動方向の力がはたらかないとき、物体が一定の速さで一直線上を動く運動を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
物体に運動方向の力がはたらかない、あるいは力がつり合っているとき、慣性の法則によって、動いている物体はそのままの速さで一直線上を動き続けます。この現象を等速直線運動と呼び、時間とともに移動距離が一定の割合で増加するのが特徴です。
北海道公立高校入試(2017)類似

LEDと豆電球のエネルギー変換効率の比較

Q465 電圧を3Vから徐々に上げていくと豆電球が明るくなり、5Vに達したところでLEDと同じ明るさになりました。このとき、豆電球がLEDに比べてエネルギーの効率が悪いと判断できる理由として、観察される現象に基づいた説明として適切なものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
電気エネルギーの多くが光エネルギーではなく熱エネルギーに変換され、発熱が大きくなっているため
豆電球はフィラメントに電流を流して高温にすることで光を出す仕組みであるため、供給された電気エネルギーの多くが「発熱」として失われます。同じ明るさ（光エネルギー）を得るために、LEDよりも高い電圧や電流、すなわち大きな電気エネルギーを必要とするのは、光エネルギーへの変換効率が低いためです。
埼玉公立高校入試(2017)類似

水平面における物体の平均の速さ

Q466 摩擦のない水平面上にある点Fから点Cまでの70cmの区間を、小球が運動しました。このとき、小球が0.1秒間に24cm移動したことが記録されている場合、この区間を移動する小球の平均の速さは何cm/sになりますか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
240 cm/s
平均の速さは、物体が移動した「移動距離」を、その移動にかかった「時間」で割ることによって算出されます。この問題では、0.1秒間に24cm移動しているため、24 ÷ 0.1 ＝ 240 という計算式が成立します。水平面上での運動は、摩擦や空気抵抗を無視できる場合、一定の速さで進む等速直線運動となるため、どの区間においてもこの値が適用されます。
群馬公立高校入試(2021)類似

滑車の仕組みと力の大きさ

Q467 摩擦や滑車の重さが無視できる装置において、同じ重さの物体を同じ高さまで引き上げる作業を行います。定滑車のみを使った場合と、動滑車を組み合わせて使った場合を比較したとき、両者で値が変化しないものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体に対してした仕事の大きさ
道具を使用することで、必要な力の大きさを小さくしたり、力の向きを変えたりすることは可能ですが、エネルギーの総量にあたる仕事の大きさ（力の大きさ × 力の向きに動かした距離）を変えることはできません。これを「仕事の原理」といいます。動滑車によって力の大きさが半分になれば、引く距離が2倍になるため、掛け合わせた仕事の量は定滑車のみの場合と等しくなります。
北海道公立高校入試(2024)類似

速さ測定器の適切な設置位置

Q468 物体の運動とエネルギーの実験において、速さ測定器を「斜面を下りきった直後の水平面」かつ「物体に衝突する直前」の地点に設置しなければならない理由として、最も適切な説明を選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
斜面の上では物体が加速し続けており、衝突時の正確な速さが測定できないため
斜面を下る物体は常に加速しているため、斜面上のどの位置で測るかによって速さが異なります。木片を動かすエネルギーの源となるのは、衝突の瞬間に物体が持っている速さです。したがって、加速が完了した「水平面に達した直後」かつ、摩擦などで速さが変わる前の「衝突直前」の位置で測定を行うことが科学的に正しい手順となります。
北海道公立高校入試(2018)類似

仕事率

Q469 理科の授業で「仕事」について学習しました。1秒間あたりに行う仕事の量を表す名称と、その単位の組み合わせとして適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
名称：仕事率、単位：ワット（W）
物体に力を加えて移動させたとき、その力の大きさと移動距離の積を仕事と呼びます。この仕事をどれだけ効率よく行ったかを示す、単位時間（1秒間）あたりの仕事の量を「仕事率」といい、単位にはワット（W）を用います。1Wは、1秒間に1J（ジュール）の仕事をするときの値です。
岩手公立高校入試(2023)類似

力学的エネルギーの保存

Q470 摩擦や空気抵抗を無視できる空間で、振り子を振らせる実験を行います。おもりが最も高い位置にある点を点a、最も低い位置にある点を点bとしたとき、おもりが点aから点bへ移動する際のエネルギーの変化について、正しい説明はどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わり、その総和は一定に保たれる
おもりが高い位置（点a）から低い位置（点b）へ移動するにつれて、高さが減少するため位置エネルギーは減少しますが、速さが増加するため運動エネルギーは増加します。摩擦や空気抵抗がない条件下では、減少した位置エネルギーの分だけ運動エネルギーが増加するため、それらを足し合わせた力学的エネルギーの大きさは変化せず、常に一定となります。
栃木公立高校入試(2022)類似

等速直線運動

Q471 なめらかな水平面上を運動している小球が、一定の速さで一直線上を動いています。このときの小球の運動と力に関する説明として、科学的に最も適切なものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
小球にはたらく重力と垂直抗力がつり合っており、進行方向には力がはたらいていない。
物体が等速直線運動を行うのは、物体にはたらく力がつり合っているか、全く力がはたらかない場合です。水平面上では、鉛直方向の重力と垂直抗力がつり合っており、水平方向（進行方向）に力がはたらいていなければ、物体は慣性によって一定の速さで一直線上を動き続けます。
青森公立高校入試(2025)類似

力学的エネルギーの増加

Q472 モーターでおもりを一定の速さで引き上げる際、おもりの力学的エネルギーが増加していく理由として、最も適切な説明を選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
外部にあるモーターが、ひもを介しておもりに対して「仕事」をしたため。
力学的エネルギーが一定に保たれる「力学的エネルギー保存の法則」は、摩擦や空気抵抗がなく、さらに外部から仕事を受けていない場合に成立します。このケースでは、モーターがおもりを上に引き上げるという「仕事」を外部から加えているため、その仕事の量だけおもりの持つエネルギーが増加します。エネルギーと仕事の間には、外部から仕事をされるとその物体のエネルギーが増えるという関係があります。
岩手公立高校入試(2021)類似

動滑車の仕事の原理

Q473 動滑車を1つ用いて物体を持ち上げる装置において、動滑車を支える2本のひもが物体を支える仕組みを利用した場合、物体を直接持ち上げる時と比べて、加える力とひもを引く距離はそれぞれどのように変化しますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
必要な力は半分になり、ひもを引く距離は2倍になる
動滑車を1つ使用すると、物体を2本のひもで支えることになるため、1本のひもにかかる力は物体の重さの半分で済みます。一方で、物体をある高さまで持ち上げるためには、動滑車を支える2本のひもをそれぞれその高さ分だけ引き上げる必要があるため、合計で物体が上昇する距離の2倍の長さを引かなければなりません。
茨城公立高校入試(2019)類似

同一の高さにおける運動エネルギーの大きさ

Q474 摩擦や空気の抵抗が無視できるループコースターのレールにおいて、小球を高い位置から静止した状態で離します。レールには、地面に接する最下点の高さと同じ高さの地点が複数あります。これらの地点を通過するときの小球のエネルギーの状態を説明したものとして、適切なものはどれですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
地面からの高さが等しい地点では、物体が持つ位置エネルギーが等しいため、力学的エネルギー保存の法則によって運動エネルギーもすべて等しくなる。
力学的エネルギー保存の法則により、摩擦がない場合は位置エネルギーと運動エネルギーの和が常に一定に保たれます。基準面からの高さが等しい地点では、小球が持つ位置エネルギーが同じ値になります。合計値が一定である以上、位置エネルギーが同じであれば、残りのエネルギーである運動エネルギーも、高さが等しいすべての地点で同じ大きさになります。
群馬公立高校入試(2021)類似

仕事の大きさの計算

Q475 100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとするとき、定滑車を1つ使い、300gの物体を垂直に0.3m持ち上げる仕事の大きさは何ジュールですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.9ジュール
物体に対しておこなった仕事の大きさは、物体に加えた力の大きさ（ニュートン）と、その力の向きに移動させた距離（メートル）の積で求められる。300gの物体にはたらく重力は3ニュートンであり、定滑車を用いた場合は物体を持ち上げるために必要な力は重力と同じ3ニュートンとなる。したがって、3ニュートン × 0.3メートル ＝ 0.9ジュールとなる。
北海道公立高校入試(2022)類似

平均の速さ

Q476 1秒間に50回打点する記録タイマーを使用し、物体の運動を記録しました。得られた記録テープを5打点ごとに切り取り、その1片の長さを測ることで求められる速さは、どのような値を示していますか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
0.1秒間における平均の速さ
50Hz（1秒間に50回打点）の記録タイマーにおける5打点の間隔は0.1秒に相当します。この一定時間内に移動した距離（テープの長さ）を時間（0.1秒）で割って得られる値は、その区間内での平均の速さを表します。
埼玉公立高校入試(2018)類似

放射性物質の存在と性質

Q477 放射線を出す物質そのものを「放射性物質」と呼びますが、その存在や性質について説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
放射性物質は、土壌、空気、食物などの自然界にも存在しており、私たちは常にわずかな放射線を受けている。
放射性物質は、原子力発電や医療などで利用される人工的なものだけでなく、ウラン、ラドン、カリウム40などのように、地球が誕生したときから存在するものや宇宙線によって生成されるものなど、自然界にも広く存在しています。放射線を出す能力のことは「放射能」と呼び、放射線そのものとは区別して定義されます。
埼玉公立高校入試(2023)類似

動滑車による仕事

Q478 天井に固定された定滑車と、物体を吊るした動滑車に1本の糸を通した装置を用いて、重さ20Nの物体をゆっくりと0.2m持ち上げます。このとき、人が糸を引く力の大きさと、糸を引く距離の組み合わせとして正しいものはどれですか。ただし、滑車や糸の重さ、および摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
力の大きさは10N、引く距離は0.4m
動滑車を1つ使用する場合、物体を2本の糸で支える構造になるため、1本の糸を引くのに必要な力の大きさは物体の重さの半分（20N ÷ 2 = 10N）で済みます。一方で、物体を一定の高さまで持ち上げるためには、動滑車を支える2本の糸の両方をその高さ分だけ短くする必要があるため、糸を引く距離は持ち上げる高さの2倍（0.2m × 2 = 0.4m）になります。
秋田公立高校入試(2024)類似

斜面上の力のつり合いと運動

Q479 斜面上の台車を2本の糸で引き上げる実験を行います。2本の糸で引く力の「合力」の大きさが、台車にはたらく重力の斜面下向きの分力の大きさよりも大きくなったとき、台車はどのような運動を始めますか。また、2本の糸のなす角度を大きくした場合、合力の大きさはどう変化しますか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
台車は斜面を上昇し、合力の大きさは小さくなる
物体を動かそうとする向きの力が、その反対向きの力（重力の分力など）を上回ったとき、物体はその向きに運動を始めます。したがって、合力が重力の分力より大きければ台車は「上昇」します。また、2つの力のなす角度を大きくすると、平行四辺形の対角線として表される合力の長さは短くなるため、合力の大きさは小さくなります。
群馬公立高校入試(2014)類似

慣性

Q480 物体に外部から力が加わらないとき、静止している物体は静止し続け、動いている物体はそのままの速さで等速直線運動を続けるという、物体がもつ性質を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
慣性
物体には、外部から力がはたらかない、あるいははたらいている力がつり合っているとき、現在の運動の状態を保とうとする性質があります。この性質を慣性と呼び、この性質に基づく運動の決まりを慣性の法則といいます。
群馬公立高校入試(2014)類似

運動エネルギーの最大位置

Q481 最高到達点である点Aから振り子を静かに放し、最下点である点Bを通過して、反対側の最高到達点である点Dまでおもりが移動する過程を考えます。このとき、点Aから最下点Bに向かう間のおもりのエネルギーの変化と状態について、正しく述べたものはどれですか。なお、空気の抵抗や摩擦は考えないものとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーが運動エネルギーに移り変わり、最下点で速さが最大になる。
おもりが高い位置から低い位置へと移動する際、重力による位置エネルギーが減少し、その分だけ運動エネルギーが増加します。最下点はおもりの高さが最も低くなる地点であるため、点Aから保持していた位置エネルギーが最も多く運動エネルギーに変換された状態となり、おもりの速さは最大に達します。
埼玉公立高校入試(2022)類似

張力の軽減条件

Q482 支柱（塔）から伸びるケーブルで橋桁を吊って支える構造を考えます。橋桁を固定する位置を変えずに、ケーブルにかかる張力を小さくして切断などのリスクを軽減したい場合、塔の高さと、塔とケーブルがつくる角度をどのように設計変更するのが適切ですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
塔を高くし、塔とケーブルがつくる角度を小さくする
ケーブルにかかる張力を、橋桁を支える垂直方向の分力と、塔側へ引き寄せる水平方向の分力に分解して考えます。橋桁の重さを支えるために必要な垂直方向の分力は、設計上一定です。塔を高くして塔とケーブルのなす角度を小さく（より鉛直に近い状態に）すると、張力全体に占める垂直方向の分力の割合が大きくなるため、結果として少ない張力で橋桁を支えることが可能になります。
群馬公立高校入試(2022)類似

位置エネルギーの最大点

Q483 斜面と水平な床を組み合わせたコースで小球を転がす実験において、小球の位置エネルギーの変化について正しく説明しているものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
位置エネルギーは高さに比例するため、斜面を下るにつれて減少し、最も高い地点で最大となる。
位置エネルギーは基準面からの高さに比例するという原理があります。そのため、物体が斜面を滑り降りて高さが低くなるほど位置エネルギーは減少し、逆に最も高い位置にあるときにエネルギーは最大値を示します。
青森公立高校入試(2025)類似

エネルギーの変換効率

Q484 電気エネルギーをモーターによって物体の運動エネルギーや位置エネルギーに変換する実験において、変換効率が100パーセントにならない理由として最も適切な説明はどれか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
電流が流れる際の抵抗や摩擦によって、一部が熱や音などのエネルギーに変化して逃げるため。
エネルギー全体としては保存されますが、目的の仕事以外に変換されたエネルギー（回路の抵抗による発熱や、回転部の摩擦による熱、振動による音など）は、有効に利用されないエネルギーとして周囲に拡散してしまいます。このため、目的とする仕事量に変換されるエネルギーの割合である効率は、必ず100パーセントを下回ることになります。
宮城公立高校入試(2023)類似

水平面における等速直線運動の速さ

Q485 ある斜面を転がした小球の運動を記録したところ、斜面を下りきって水平面に達した0.40秒時点での移動距離は54.4cmでした。その後、水平面上を直進し、0.50秒時点での移動距離は78.4cmとなりました。この水平面上における小球の速さは何cm/sですか。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
240.0 cm/s
水平面上では物体に運動方向の力がはたらかないため、物体は等速直線運動を行います。このときの速さは、移動した距離をかかった時間で割ることで求められます。0.40秒から0.50秒までの0.10秒間に移動した距離は、78.4cm － 54.4cm ＝ 24.0cm です。したがって、速さは 24.0cm ÷ 0.10s ＝ 240.0cm/s となります。
埼玉公立高校入試(2014)類似

等加速度直線運動における移動距離の算出

Q486 斜面を下る台車の運動を記録タイマーで記録し、得られたテープを一定の打点数ごとに切り取って台車の移動距離を調べる実験を行いました。切り取った1本目から順にテープの長さが一定の割合で増加しているとき、台車が動き始めてからの「経過時間」と「移動距離の合計」の関係を正しく説明しているものはどれですか。
★★★ 標準 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
移動距離の合計は、経過時間の2乗に比例する。
速度が一定の割合で増加する運動（等加速度直線運動）では、移動距離は経過時間の2乗に比例するという性質があります。実際にテープの合計距離を計算すると、0.1秒後（1本目）は1.2cm、0.2秒後（2本目まで）は4.8cm、0.3秒後（3本目まで）は10.8cmとなります。時間が2倍、3倍になると、移動距離は4倍（2の2乗）、9倍（3の2乗）となっていることから、時間の2乗に比例していることが確認できます。
岩手公立高校入試(2021)類似

運動エネルギーの最大点

Q487 摩擦や空気の抵抗がない、下側に大きく凹んだレール上を小球が転がるとき、小球の持つ位置エネルギーと運動エネルギーの和は常に一定に保たれます。この「力学的エネルギーの保存」の観点から、レールの最も低い地点で運動エネルギーが最大になる理由として正しいものはどれですか。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
最も低い地点では、減少した位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変換されているため
力学的エネルギーの保存の法則により、摩擦などがなければ位置エネルギーと運動エネルギーの合計は変化しません。レールの最も低い地点は、基準面からの高さが最小であり、位置エネルギーが最小となります。その減少したエネルギーがすべて運動エネルギーに置き換わるため、この地点で運動エネルギーが最大となります。
北海道公立高校入試(2016)類似

合力

Q488 1つの物体に2つの力がはたらいているとき、それらの力と同じはたらきをする1つの力に置き換えることを力の合成といいます。このように、複数の力をまとめた1つの力のことを何と呼びますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力
複数の力と同じはたらきをする1つの力を合力といい、合力を求めることを力の合成といいます。反対に、1つの力をこれと同じはたらきをする複数の力に分けることを分解といい、分けられた力を分力といいます。
群馬公立高校入試(2025)類似

合力と速さの変化の割合

Q489 斜面の上に置いた台車と、滑車を通したおもりを糸でつなぎ、台車が斜面を上るように運動させる実験を考えます。このとき、おもりの質量を小さくして、台車を引く合力の大きさを小さくした場合、台車の単位時間あたりの「速さの変化の割合」と運動の様子について正しい説明を選びなさい。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力が小さくなると、速さの変化の割合は小さくなり、速さの変化が緩やかになる
物体の速さが変化するとき、その変化の度合いは物体にはたらく合力の大きさに比例します。したがって、おもりを軽くするなどして物体を引く合力の大きさを小さくすると、単位時間あたりの速さの変化の割合は小さくなり、速さの増え方は緩やかになります。
岩手公立高校入試(2020)類似

力学的エネルギー保存の法則

Q490 摩擦のない斜面上の高い位置から小球を滑らせ、小球が低い位置へと移動していくときのエネルギーの変化について、正しく述べているものはどれですか。
★★ 基本 実験・観察 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
高さが低くなるにつれて位置エネルギーは減少し、運動エネルギーは増加するが、力学的エネルギーは一定に保たれる。
高い位置から低い位置へ移動することで位置エネルギーが減少した分、そのまま運動エネルギーへと変換されるため、小球の速さは増していきます。このとき、外部へのエネルギーの消失がない条件では、両方の和である力学的エネルギーの値は変化せず一定となります。これを力学的エネルギー保存の法則といいます。
秋田公立高校入試(2019)類似

仕事の原理とてこの利用

Q491 10Nの重力がはたらく物体を、てこを使わずに直接20cm真上に持ち上げたときの仕事の大きさと、てこを使って同じ高さまで持ち上げたときの仕事の大きさを比較した説明として、最も適切なものはどれか、選びなさい。なお、てこの質量や摩擦は考えないものとします。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
てこを使うと小さな力で済むが、仕事の大きさはどちらも2Jで変わらない
仕事の大きさは「力の大きさ(N) × 力の向きに動かした距離(m)」で計算されます。10Nの物体を0.2m持ち上げる仕事は 10 × 0.2 = 2J です。仕事の原理によれば、どのような道具を用いても、摩擦や道具自体の重さを無視できる理想的な条件下では、必要な仕事の総量は変化しません。したがって、てこを用いても仕事の大きさは2Jのまま一定です。
秋田公立高校入試(2024)類似

二力の合力と角度の関係

Q492 一点からはたらく二つの力と同じはたらきをする一つの力を求めることを力の合成といいます。このとき求められた一つの力を何と呼びますか。また、その力は二つの力を二辺とするどのような図形の対角線として表されますか。正しい組み合わせを選びなさい。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
合力・平行四辺形
一点からはたらく二つの力と同じはたらきをする一つの力を合力といいます。この合力は、もとの二つの力を隣り合う二辺とする平行四辺形を作ったとき、その作用点からひいた対角線で表されます。これを「平行四辺形の法則」と呼びます。
北海道公立高校入試(2014)類似

仕事

Q493 質量が300gの物体を、ゆっくりと真上に2m持ち上げました。このとき、この物体に対しておこなった仕事の大きさは何ジュールですか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1ニュートンとします。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
6ジュール
仕事（J）を求めるには、物体に加えた力（N）に、力の向きに動かした距離（m）をかけます。100gの物体にはたらく重力が1ニュートンであるため、300gの物体を持ち上げるために必要な力は3ニュートンとなります。この力で2メートル持ち上げたため、3ニュートン × 2メートル ＝ 6ジュールとなります。質量のグラム単位をニュートンに、距離のセンチメートル単位をメートルに直して計算することが重要です。
群馬公立高校入試(2022)類似

水平面と斜面における速さの変化

Q494 摩擦のない水平な台上を小球が転がっており、小球に運動の向きの力がはたらかない場合、小球は一定の速さで一直線上を動く運動を続けます。このような運動を何といいますか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
等速直線運動
物体に力がはたらいていない、または力がつり合っている状態では、動いている物体はその速さと向きを保ち続けようとします。この性質を慣性と呼び、このとき行われる一定の速さで一直線上を進む運動を等速直線運動といいます。
宮城公立高校入試(2023)類似

重力の向き

Q495 斜面の上に置かれた物体にはたらく重力の向きについて説明したものとして、最も適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
💡 答えを確認
✅ 正解
物体の状態や斜面の傾きに関わらず、常に地球の中心に向かう鉛直下向きである
重力は地球が物体をその中心に向かって引く力であるため、物体が水平な場所にあっても、斜面の上で静止または運動していても、その向きが変わることはありません。この、常に地球の中心に向かう向きを「鉛直下向き」と呼びます。テストなどでよく見られる「斜面に沿った向き」や「斜面に垂直な向き」は、重力を分解した成分の向きであり、重力そのものの向きではないことに注意が必要です。
秋田公立高校入試(2024)類似

斜面上の力のつり合いと運動

Q496 斜面上に置かれた台車に、斜面に沿って上向きの力を加えます。このとき、加えた力が、台車にはたらく重力の斜面下向きの分力と「向きが反対で大きさが同じ」になった場合、力はどのような状態にあるといえますか。また、そのときの台車の様子として適切なものを選択してください。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
力のつり合いがとれた状態で、台車は静止し続ける
物体に加わる複数の力が打ち消し合っている状態を「つり合い」と呼びます。斜面上の台車において、斜面上向きに引く力と、重力の斜面下向きの分力が同じ大きさで一直線上にあるとき、これらはつり合いの状態にあります。力がつり合っているとき、静止している物体はそのまま静止し続けるため、台車が動くことはありません。
群馬公立高校入試(2015)類似

仕事率

Q497 1秒間あたりに行う仕事の量を表す言葉と、その単位の読み方の組み合わせとして適切なものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題3問
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✅ 正解
仕事率、ワット
単位時間（1秒間）あたりに行う仕事の量を仕事率と呼びます。仕事率の単位にはWという記号が使われ、これをワットと読みます。1ワットは、1秒間に1ジュールの仕事をする時の仕事率と定義されています。
秋田公立高校入試(2023)類似

複合滑車の仕組み

Q498 2つの定滑車と、水平な棒で連結された2つの動滑車を組み合わせ、物体を合計4本の糸の筋で支える装置がある。この装置を用いて、480gのおもりをゆっくりと持ち上げる際、手で糸を引く力は最小で何N（ニュートン）になるか。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし、滑車や棒、糸の重さや摩擦は無視できるものとする。
★★ 基本 原理・計算 正答率 — 🔥 類題3問
💡 答えを確認
✅ 正解
1.2N
動滑車を2つ組み合わせ、4本の糸でおもりを支える構造では、1本の糸にかかる力は物体の重さの4分の1になる。480gのおもりにはたらく重力は4.8Nであるため、これを4本の糸で均等に支えると、1本当たり 4.8N ÷ 4 = 1.2N の力で持ち上げることができる。
北海道公立高校入試(2025)類似

エネルギーの変換効率

Q499 照明器具における「エネルギーの変換効率」が高い状態とは、どのようなことを指しますか。その原理を説明したものとして最も適切なものを選びなさい。
★★★ 標準 原理・計算 正答率 0%（2回） 🔥 類題3問
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✅ 正解
供給された電気エネルギーが、目的とする光エネルギーへ変わる割合が大きい状態のこと。
変換効率とは、もとのエネルギーが目的とするエネルギーにどれだけの割合で変換されたかを示す指標です。照明器具の場合、電気エネルギーを光エネルギーに変えることが目的であるため、無駄な熱エネルギーへの変換を抑え、光に変わる割合が大きいほど「変換効率が高い」と表現されます。
群馬公立高校入試(2016)類似

力学的エネルギーの保存と損失

Q500 摩擦や空気抵抗がある環境で物体を運動させたときの「エネルギーの変化」について述べた文として、正しいものはどれですか。
★ やさしい 知識 正答率 — 🔥 類題2問
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✅ 正解
力学的エネルギーの一部が熱などに変わるため、力学的エネルギーの合計は小さくなっていく。
現実の空間では、物体が動くときに必ず摩擦や空気抵抗を受けます。このとき、物体の持つ位置エネルギーと運動エネルギーの和である力学的エネルギーは、熱エネルギーなどに姿を変えて外部へ逃げていきます。したがって、物体の力学的エネルギーだけに注目すると、その値は時間の経過とともに小さくなっていきます。ただし、変化した後の熱エネルギーなども含めた「エネルギー全体」の量は保存されます。
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ねらい
プリント
国語線つなぎ
えんぴつを思い通りに動かす練習をして、これから文字を書くための土台をつくる。
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算数点つなぎ
数字や文字の順番を楽しく覚えながら、集中して線を引く力を高める。
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もじひらがな
ひとつひとつの文字の形と読み方に親しみ、自分でひらがなを書く楽しさにつなげる。
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もじカタカナ
ひらがなとは少し違うカタカナの形に親しみ、身の回りの言葉を書く楽しさを広げる。
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基礎力シールはり
シールをつまんで、ねらった場所にはることで、指先の器用さと集中力を育てる。 えんぴつを上手に持つための大切な土台になる。また、「できた！」という達成感から、学習への意欲を引き出す。
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基礎力絵柄ナンプレ(数独)イラストロジック
論理的思考力、集中力・観察力、問題解決能力を育み、学習への導入につなげる。
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基礎力ぬりえ
色をぬる作業を通して、指先の器用さ（運筆力）を高め、自由に表現する楽しさを育む。
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基礎力間違い探し
2つの絵をじっくり見比べることで、細かい違いに気づく観察力と集中力を育てる。
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基礎力思考力
パズルやクイズなどの楽しい問題を通して、自分で考えて答えを見つけ出す「思考力」の土台を育てる。
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基礎力曼荼羅塗り絵
細かい作業が、集中力や指先の器用さ（運筆力）を高める。
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工作六角返し
不思議な動きをするおもちゃを作る体験を通して、図形への興味を引き出し、手順通りにやり遂げる集中力と達成感を育む。 ・図形センスと空間認識能力・論理的思考力・集中力と手先の器用さ（巧緻性）・探求心と達成感・創造性の向上。
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算数100ます計算
たくさんの計算を速く正確に解く練習を通して、計算の基礎力と集中力を高める。
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算数虫食い算1年生
無限に虫食い残プリントが作れる
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算数10までのたしざん
数を合わせる「合併」と、増える「増加」の２つの意味を理解する。
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算数20までのたしざん
10といくつかの数の合成・分解を使い、計算の仕方を考え表現する力を養う。
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算数繰り上がりのあるたしざん（20まで）
10のまとまりを作って計算するという、筆算にもつながる重要な考え方の基礎を身につけする。
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算数3つの数のたしざん
0をたしても答えは変わらないという、たし算の基本的な性質を理解する。
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算数0のたしざん
計算の順序を工夫すると、より簡単かつ正確に計算できることに気づかせる。
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算数100までのたしざん
位（くらい）ごとに数を分けて計算する方法を理解し、2桁の数のたし算ができるようにする。
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算数10までの引き算
数が減る「求残（きゅうざん）」と、違いを比べる「求差（きゅうさ）」の２つの意味を理解する。
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算数20までの引き算
10のまとまりとばらの数の構成を利用し、一の位だけで計算できることに気づかせる。
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算数3つの数の引き算（20までの数で）
左から順に計算するという約束を理解し、段階的に数を減らす計算ができるようにする。
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算数繰り下がりのある引き算(20まで)
10のまとまりを分解して計算するという、筆算にもつながる重要な考え方の基礎を身につける。
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算数100までの引き算
位（くらい）ごとに数を分けて計算する方法を理解し、筆算を使って2桁の数のひき算ができるようにする。
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1年生で学習した内容の復習と定着を図る。
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たし算とひき算の逆の関係（逆算）を理解させ、式全体を見て論理的に数を求める力を養う。
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筆算において、位をそろえて計算し、一の位から十の位への繰り上がりの処理を正しく行う方法を身につける。
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算数100を超える数のたし算　3桁の足し算
数が大きくなっても、筆算のやり方は同じだということに気づかせ、自信を持って計算できるようにする。
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算数100までの引き算（横式）
10のまとまりで考えるなど、筆算を使わなくても計算できる簡単な方法を見つける力をつける。
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算数100を超える引き算（横式）
大きな数でも、暗算したり工夫したりして計算する方法を考える。
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算数2桁のひっ算
「位をそろえる」「一の位から計算する」という、筆算の基本的なルールを身につける。
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算数引き算の筆算
となりから10を借りてくる「繰り下がり」のやり方をマスターし、正しく計算できるようにする。
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算数たし算のひっ算まとめ問題
いろいろなパターンの筆算を練習して、たし算の計算をスラスラできるようにする。
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算数100を超える数の引き算の筆算
何回も繰り下がりがあるような、少し難しい引き算の筆算もできるようになる。
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算数3つの数の計算
式が長くなっても「左から順番に」計算するという大切なルールを覚える。
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算数(　)を使ったたし算
( ) がついているところは「先に計算する」という、計算の特別なルールを覚えする。
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算数九九
これから何度も使うかけ算の基本として、九九をスラスラ間違えずに言えるようにする。
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算数九九表
九九の表に隠れている数の面白い決まりを見つけさせ、算数ぬ興味を持つ。
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算数虫食い算3年生
たし算・ひき算・かけ算の筆算の仕組みを逆から考えることで理解を深め、筋道を立てて答えを導き出す論理的思考の基礎を養う。
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算数3桁のひっ算　
「百の位」が増えても筆算のやり方は同じだと知り、繰り上がりが増えても慌てずに計算できるようにする。
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算数順序を工夫するたし算
計算の順番を変えると楽になることに気づかせ、10や100のまとまりを見つけて賢く計算する力をつける。
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算数4桁のひっ算たし算
数が「千の位」に増えてもルールは同じだと知り、どんなに大きな数でも計算できるという自信をにつなげる。
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算数暗算たし算①
頭の中で数を上手に分解し、筆算を使わなくてもすばやく答えを出せるようになる。
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算数暗算たし算②
頭の中でパッと計算する練習を通して、計算スピードを上げ、算数をより身近で便利なものにする。
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算数4桁のひっ算引き算
数が千の位に増えても筆算のルールは同じだと知り、0が続くときのような難しい繰り下がりも、粘り強く正確に計算できるようにする。
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算数暗算引き算①
頭の中で数を上手に分解し、筆算を使わなくてもすばやく答えを出せるようになる。
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算数暗算引き算②
頭の中でパッと計算する練習を通して、計算スピードを上げ、算数をより身近で便利なものにする。
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算数かけ算の筆算
数を位ごとに分けて計算し、最後にたすという筆算の仕組みを理解させ、九九だけでは解けない大きな数のかけ算も正確にできるようにする。
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算数かけ算の筆算（3桁）
かける数が3桁に増えても筆算のルールは同じだと知り、計算の段数が増えても位を間違えずに、より大きな数のかけ算を正確にできるようにする。
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算数わり算
「同じ数ずつ分ける」というわり算の意味を理解させ、答えはかけ算九九を使えば見つけられることに気づかせる。
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算数あまりのあるわり算
分けきれずに残った数が「あまり」だと知り、「あまりはわる数より必ず小さい」という一番大事なルールを身につける。
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算数分数のたし算
分母はそのままで分子だけをたす、という分数のたし算の基本的なルールをしっかり身につけする。
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算数分数の引き算
たし算と同じように、分母はそのままで分子だけをひく、という引き算のルールをしっかり身につけする。
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算数分数の大きさ比べ
分母が同じなら分子の数が大きい方が大きい、という見た目でわかる大きさ比べの基本を理解する。
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算数小数と分数の大きさ比べ
小数を分数に直すなど、形をそろえれば違う種類の数でも比べられる方法を身につける。
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算数小数のたし算①
「0.1がいくつ」という考え方を使い、小数のたし算も整数と同じようにできることに気づかせる。
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算数小数の引き算①
「0.1がいくつ」と考えれば、小数のひき算も整数と同じように簡単にできることをわからせる。
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算数小数のたし算ひっ算①
「小数点をそろえる」という一番大事なルールを覚えさせ、整数の筆算と同じやり方で計算できるようにする。
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算数小数の引き算ひっ算①
「小数点をそろえる」というルールを守れば、繰り下がりのある小数のひき算も、整数の筆算と同じようにできることを理解する。
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算数虫食い算4年生
わり算の複雑な計算を分析し、複数の手がかりを組み合わせて試行錯誤しながら、粘り強く問題を解決する力を育てる。
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算数分数
「1」より大きい量を分数で表す「仮分数」と「帯分数」を知り、それらを自由に変身（変換）させられるようにする。
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算数仮分数のたし算
分母が同じなら、仮分数でもこれまでと同じように分子だけをたせばよいことに気づかせる。
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たし算と同じように、分母が同じなら仮分数でも分子だけをひけばよいことを理解する。
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帯分数の計算は「整数」と「分数」に分けて考えると簡単にできることを知り、分数部分の繰り上がりの処理もできるようにする。
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分数部分でひけない時は、整数から「1」を借りてくる（繰り下がり）という、帯分数のひき算で一番大切なやり方を身につける。
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小数点のあとの桁数が増えても、大きい位から順番に比べるというルールを使って、数の大小がわかるようにする。
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算数小数のたし算
0.1や0.01がいくつあるかを考え、筆算を使わなくても工夫して計算する力をつける。
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0.1や0.01をもとにして考え、小数のひき算を頭の中で解けるようにする。
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小数点のあとの桁数が違っても「小数点をそろえる」というルールを守れば、どんなたし算も筆算でできることを理解する。
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「小数点をそろえる」ルールと、何もない位に「0」を補う考え方を使って、難しい小数のひき算も筆算でできるようにする。
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小数に整数をかける計算の意味を理解し、九九などを使って答えを求められるようにする。
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算数小数のかけ算 筆算
まず整数だと思ってかけ算をし、最後に元の小数と同じ場所に小数点を打つ、という筆算の簡単なやり方をマスターする。
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算数小数の割り算
小数を整数で等しく分ける計算の意味を理解し、答えの見当をつけられるようにする。
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算数小数の割り算筆算
整数のわり算と同じように計算し、答えの小数点を「わられる数」にそろえて打つ、という筆算のルールを身につける。
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算数わり算の筆算
「たてる・かける・ひく・おろす」という計算の手順を覚えさせ、桁数の多いわり算も、順番に計算すれば正確に答えが出せるようにする。
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算数約分
分母と分子を同じ数でわって、見た目をできるだけ簡単な分数にする「約分」のやり方を身につける。
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算数分数の計算
分母が違う分数の計算は、まず分母を同じ数にそろえる「通分」が一番大事だと理解させ、そのやり方を身につける。
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算数分数の計算（3つの分数）
分数が3つになっても、まず全部の分母を「通分」でそろえれば、あとは順番に計算できることを理解する。
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算数小数×小数の筆算　
まず整数だと思って計算し、最後に「両方の小数点以下の桁の数を合わせた分だけ」答えの小数点を動かす、という筆算のルールを身につけする。
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算数小数のわり算の筆算
「わる数を整数にする」ために小数点を動かせば、あとは4年生で習ったわり算と同じように計算できる、という一番大事なルールを身につける。
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算数分数のかけ算
・分数 × 整数 整数も「1分の～」という分数に変身させれば、あとはいつものかけ算のルールで計算できることを理解する。 ・分数 × 帯分数 計算の前に帯分数を仮分数に直す、という大事なひと手間を加えれば、どんなかけ算も解けることを身につける。 ・小数 × 分数 小数も分数という同じ仲間に直してしまえば、かけ算のルールが使え、違う種類の数の計算もできるという自信を持つ。
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算数分数の割り算
・分数 ÷ 整数 整数を「1分の～」の分数に変身させてからひっくり返し（逆数にし）、かけ算に直して計算する流れを覚える。 ・分数 ÷ 分数 「わる数の分母と分子をひっくり返してかける」という、わり算で一番大事なルールを確実にマスターする。 ・小数 ÷ 分数 小数も分数に変身させれば、どんなわり算も「ひっくり返してかける」という必殺技で解けることを実感さする。
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国語漢字プリント1年生
初めて出会う漢字の正しい形と書き順をしっかり覚え、漢字を書くことの楽しさを知る。
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国語漢字プリント2年生
覚える漢字の数を増やし、文の中で正しく使える言葉をどんどん増やしていく。
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国語漢字プリント3年生
少し複雑な漢字も書けるようになり、意味の違いを考えて言葉を使い分ける力をつける。
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国語漢字プリント4年生
たくさんの熟語を覚え、辞書も使いながら自分で言葉の世界を広げていく力を育てる。
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国語漢字プリント5年生
難しい意味の漢字を使いこなし、文章を正確に読んだり書いたりする力を高める。
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国語漢字プリント6年生
小学校で習う漢字を完璧にし、中学校に向けて、言葉を豊かに使いこなす土台を完成させる。
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国語難読漢字チャレンジ問題プリント
クイズ感覚で難しい漢字に挑戦させ、「読めた！」という達成感を通して、漢字の世界への興味・関心をさらに深める。
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国語小学生向け慣用句テスト
会話や文章がもっと面白くなる慣用句をたくさん覚え、自分の気持ちや考えをより豊かに表現する力を育てる。
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