各校の入試問題から」カテゴリーアーカイブ

電熱線に関する問題

2020年ラ・サール中学の問題です。

図1のように二つの同じ乾電池を直列にして電流計と電熱線につなぎ回路を作りました。電熱線の太さや長さ,乾電池の数やつなぎ方を変え,1分間あたりの電熱線の発熱の量の違いを調べました。以下の問いに出てくる乾電池はすべて同じものとします。

(1)図1から条件を変え,電熱線の発熱の量の違いを調べたところ,回路を流れる電流が増えたときに発熱の量は大きくなっていました。以下の文中の①~③の(   )について適する語を選びなさい。
・図1の回路で電熱線の太さのみを変えた場合,①(細い 太い)電熱線のほうが図1のときに比べ発熱の量は大きくなる。
・図1の回路で直列につながっている乾電池の数を②(減らした 増やした)場合,図1のときに比べ発熱の量は大きくなる。
・図1の回路で二つの乾電池を並列にしてつなぎかえた場合,図1のときに比べ発熱の量は③(小さくなる 大きくなる 変わらない)。
・図1の回路で電熱線の長さのみを変えた場合,短い電熱線のほうが図1のときに比べ発熱の量は大きくなる。

(2)以下の回路において,電熱線の発熱の量が最も大きいものをア~カから選びなさい。
 ただし,電熱線の太さについては,ア・エ・カは同じ太さで,イ・ウ・オは同じ太さです。また,電熱線の長さについては,ア・イ・オ・カは同じ長さで,ウ・工は同じ長さです。

【解説と解答】
(1)発熱量は電流×電流×抵抗で決まります。太くなれば抵抗は小さくなりますが、流れる電流は大きくなるので、太いほど熱量が大きくなります。乾電池を直列でつないでその数を増やせば、流れる電流が大きくなりますから、増やした方が発熱します。並列にすると、流れる電流が小さくなるので、発熱量は小さくなります。
(答え)① 太い ② 増やした ③ 小さくなる
(2)電池が直列3個はオとカで長さが同じで、太さがオの方が太いのでオ。
(答え)オ



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力のつりあいに関する問題

2020年女子学院の問題です。

3種類の重さが無視できる軽いばねA、B、Cがある。これらのばねをそれぞれ天井につるし、30gのおもりを1個ずつつるしていったときのばねの長さを測定したところ、下の表のような結果になった。また、表からグラフ1~3を作った。ばねの長さ、ばねののびとは図に示したものである。おもりの重さをさらに増やしていったときも、おもりの重さとばねののびの関係は変わらないものとする。

1 グラフ1の①~④の値を答えなさい。
2 グラフ2、3のア~ウは、それぞればねA、B、Cのどれですか。
3 ばねAを1cmのばすのに必要なおもりの重さを答えなさい。
4 ばねA、B、Cについて、ばねがかたい順に書きなさい。
5 ばね2本と30gのおもり2個を図のようにして静止させた。(例)のときのばねC2本の長さの和は30.0cmであった。①~③のばねAとBの長さの和をそれぞれ求めなさい。

6 重さが無視できる軽い棒の両端にそれぞればねAを取り付け、図のように天井からつるした。棒の真ん中に30gのおもりを1個つるしたときのばねの長さを求めなさい。

7 重さが無視できる軽い棒の両端にばねBとCを取り付け、図のように天井からつるした。棒の真ん中に30gのおもりを何個かつるしたところ、2本のばねの長さは等しくなり棒は水平になった。

(1)このときの、ばねの長さとおもりの重さを求めなさい。
(2)おもりをつるす位置は変えずに、おもりの重さを増やしたところ、棒は水平ではなくなった。棒は左右どちらが下がりますか。
(3)おもりの重さを600gにして、ばねBとCの長さが等しくなり棒を水平にするためには、おもりはどの位置につるせばよいか。【棒の左端からおもりをつるす位置までの長さ】と【おもりをつるす位置から棒の右端までの長さ】の比を、最も簡単な整数の比で答えなさい。
8 重さが無視できる軽い棒の両端にばねBとCを取り付け、図のように棒の左端から6:5の位置に30gのおもりを何個かつるしたところ、2本のばねの長さは等しくなり棒は水平になった。このときの、ばねの長さとおもりの重さを求めなさい。

【解説と解答】
1
Aば30gで2cm、Bは30gで3cm、Cは30gで1.5cmですから、グラフ1の0gのときの位置(自然長)が上からC、A、Bの順になります。したがって①はAの自然長になるので、10.0-2.0=8.0cm。②はBがAに追いつくところなので、Bの自然長は6.0cmですから、自然長の差2.0cmを30gについて3-2=1.0cmで追いかけるから30×(2÷1)=60g
③はBがCに追いつくところなので、自然長の差が12.0-6.0=6.0 30gについて3.0-1.5=1.5cm追いつくので
6.0÷1.5×30=120g。
④はAがCに追いつくところなので、自然長の差が12.0-8.0=4.0で30gについて2.0-1.5=0.5cm追いつくので
4÷0.5×30=240g
(答え)① 8.0cm ② 60g ③ 120g ④ 240g

2
グラフ2は同じ伸びを得るのに必要な重さのグラフだから、アがC、イがA、ウがB。
グラフ3は30gあたりの伸びを示すのでアがB、イがA、ウがC。
(答え)グラフ2  ア C、イ A、ウ B グラフ3 ア B、イ A、ウ C

3 ばねAは30gで2cm伸びるので1cmのビルのには15g
(答え)15g

4 かたい順というのは、同じ重さでのびない順なので、CAB
(答え)CAB

5 ①はAにもBにも60gかかるので、12.0×2=24.0cm
②はAには60g、Bには30gかかるので、12.0+9.0=21.0cm
③はAには60g、Bには0gなので、12.0+6.0=18.0cm
(答え)①24.0cm ② 21.0cm ③ 18.0cm

6 それぞれ15gかかるので1cmずつ伸びます。Aの自然長は8.0cmなので、8.0+1.0=9.0
(答え)9.0cm

7
(1) BとCが同じ長さになるのは120gの重さをかけたときで、その長さは18.0cmです。
120×2=240g。
(答え)18.0cm 240g
(2)同じ重さをかけたら、Bの方がのびるので、左側は下がります。
(答え)左
(3)BとCが同じ長さになるのは240gで、その後のびの比はB:C=2:1になるので、かかる重さの比を1:2にすれば同じ長さを保つことができます。
360÷(1+2)×1=120gからBには120+120=240g、Cには600-240=360gかければよいので、240:360=2:3から3:2
(答え)3:2

8
左から6:5の位置におもりをつるすとBには【5】、Cには【6】の重さがかかります。
【5】-120:【6】ー120=1:2 【6】-120=【10】ー240 【4】=120 【1】=30g
よっておもりの重さは30×11=330g
Bにかかる重さは150gなので、21cm
(答え)21cm 330g



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水溶液に関する問題

2020年ラ・サール中学の問題です。

塩酸Xと水酸化ナトリウム水溶液Yの混合液に,アルミニウムを十分に加えたとき,発生した気体Aの体積を調べました。表は混合液①~⑥を作ったときの塩酸Xおよび水酸化ナトリウム水溶液Yの体積と,それぞれの混合液に十分な量のアルミニウムを加えたときに,発生した気体Aの体積をまとめたものです。

(1)気体Aは何ですか。

(2)アルミニウムを加える前の混合液①~⑤のそれぞれにBTB溶液を加えました。青色に変化するものを①~⑤より2つ選びなさい。

(3)100mLの塩酸Xに十分な量のアルミニウムを加えると,気体Aは何mL発生しますか。

(4)100mLの水酸化ナトリウム水溶液Yに十分な量のアルミニウムを加えると,気体Aは何mL発生しますか。

(5)200mLの塩酸Ⅹに,(ア)mLの水酸化ナトリウム水溶液Yを加えた混合液⑥に,十分な量のアルミニウムを加えたら,気体Aが56mL発生しました。(ア)に当てはまる可能性のある体積をすべて答えなさい。割り切れないとき軋小数第1位を四捨五入して整数で答えなさい。

(1)中和してどちらがあまるにせよ、アルミニウムと反応して水素が発生します。
(答え)水素
(2)③で完全中和していて、その比率はX:Y=1:2になります。したがってYが多くなるのは④と⑤です。
(答え)④・⑤
(3)①で塩酸が50mL余って発生する水素が56mLですからその2倍の112mLになります。
(答え)112
(4)④でYが100mL余って水素が168mL発生しているので168mLです。
(答え)168
(5)Xが50mL余るか、Yが33.3…mL余るかですから、X150mLを中和するY300mLか、Xを完全に中和させてYが33mL余るようにする200×2+33=433mLになります。
(答え)300,433



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