技術士第一次試験　平成１６年度　共通科目（物理）　問題と解答

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  1. 火星の質量と半径は、それぞれ地球の0.107倍と0.533倍である。火星表面での重力加速度の大きさは、地球表面での重力加速度の大きさの何倍か。

    (1) 0.06　　　(2) 0.11　　　(3) 0.20　　　(4) 0.38　　　(5) 1.0

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    正解：4
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  2. 糸の一端をなめらかで水平な平面上の点Ｏに固定し、他端におもりをつけた。点Ｏを中心に、このおもりをこの平面上で反時計回りこ等速円運動させたところ、おもりが図のＡ点に来たときに糸が切れた。この後、おもりはどのような軌道を描くか、図の①～⑤の中から湿べ。


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    正解：2
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  3. 重さ20kg重、長さ3.0mの一様な板ABでできたシーソーがある。Ａから1.3mのところを支点で支え、体重50kg重の人Ｍが支点から1.2mの位置にのり、体重40kg重の人Ｎが支点からｘｍ離れたところにのったらつりあった。ｘはいくらか。
    　　(1) 1.2　　　(2) 1.3　　　(3) 1.4　　　(4) 1.5　　　(5) 1.6

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    正解：3
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  4. 水平面と角度θをなす摩擦のない斜面上を物体が初速度0で滑り落ちる場合を考える。θがθ1とθ2のときに、物体が滑り始めてから同じ距離だけ滑るのに要する時間をそれぞれｔ1，ｔ2とすれば、それらの間にはどのような関係があるか。

    (1) ｔ1/ｔ2＝√（tanθ2/tanθ1）

    (2) ｔ1/ｔ2＝sinθ2/sinθ1

    (3) ｔ1/ｔ2＝sinθ1/sinθ2

    (4) ｔ1/ｔ2＝√（sinθ1/sinθ2）

    (5) ｔ1/ｔ2＝√（sinθ2/sinθ1）

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    正解：5
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  5. 下図のように２つの一様な円板（一方は半径ａ1，質量Ｍ1，他方は半径ａ2，質量Ｍ2）が、中心を通り板面に垂直な共通の中心軸のまわりにそれぞれ一定の角速度ω1とω2で回転している。この２つの円板を合体させると合体後の回転の角速度ωはどうなるか。ただし、質量が、半径ａの一様な円板の中心を通り板面に垂直な軸のまわりの慣性モーメントは(1/2）Ma2である。


    　　(1) √｛8（Ｍ1ａ12ω12＋Ｍ2ａ22ω22）/（（Ｍ1＋Ｍ2）（ａ1＋ａ2））2｝

    　　(2) （Ｍ1ａ12＋Ｍ2ａ22）ω12ω22/（Ｍ1ａ12ω2＋Ｍ2ａ22ω1）

    　　(3) √｛（Ｍ1ａ12ω12＋Ｍ2ａ22ω22）/（Ｍ1ａ12＋Ｍ2ａ22）｝

    　　(4) 8（Ｍ1ａ12ω1＋Ｍ2ａ22ω2）/（（Ｍ1＋Ｍ2）（ａ1＋ａ2））2

    　　(5) （Ｍ1ａ12ω1＋Ｍ2ａ22ω2）/（Ｍ1ａ12＋Ｍ2ａ22）

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    正解：5
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  6. 下図に示すように、電気量がＱと-Ｑの２つの点電荷が真空中のＡ、Ｂの位置にあるとき、等電位線はどのようになるか。次の図の中から選べ。
    (1) (2) (3)
    (4) (5)

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    正解：1
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  7. 十分離れて置かれた半径ＲＡとＲＢの２つの導体球Ａ，Ｂが、細くて長い導線で結ばれている。これに電荷を与えたとき、Ａの表面での電界の強さはＢの表面での電界の強さの何倍か。次の中から選べ。

    (1) 1　　　(2) ＲA/ＲB　　　(3) ＲB/ＲA　　　(4) （Ｒ    A/ＲB）2　　　(5) （ＲB/ＲA）2

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    正解：3
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  8. 電気抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と起電力Ｖの電池で下図のような回路を作った、端子ＢＤ聞に入れた検流計Ｇに流れる電流が0となるための条件は次のうちのどれか。


    (1) Ｒ1Ｒ2＝Ｒ3Ｒ4　　　(2) Ｒ1Ｒ3＝Ｒ2Ｒ4　　　(3) Ｒ1Ｒ4＝Ｒ2Ｒ3

    (4) Ｒ1+Ｒ2＝Ｒ3+Ｒ43.5　　　(5) １/Ｒ１+１/Ｒ4＝1/Ｒ2+1/Ｒ3

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    正解：2
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  9. ５Ａまで測れる電流計がある。この電流計と抵抗とを用いて、 25Aまで測れるようにするには、下図のａとｂの位置に何Ωの抵抗を取り付ければよいか。次の中から選べ。ただし、電流系の内部抵抗を10Ωとする。
    (1) ａに5Ω、ｂは開放。

    (2) ａに10Ω、ｂは開放。

    (3) ａは短絡、ｂに5Ω。

    (4) ａは短絡、ｂに10Ω。

    (5) ａに10Ω、ｂに5Ω。

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    正解：5
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  10. 極板問の距離がｄの平行板コンデンサーと電池で下図のような回路を作った。はじめスイッチを入れてコンデンサーを充電し、その後スイッチを切る。次にコンデンサーの極板間の距離ｄを変化させたとき、極板間の電圧Ｖと電界Ｅについて正しい記述は次のうちのどれか。ただし、平行板コンデンサーの一片の長さはｄに比べて案分大きいものとする。
    　　(1) ｄを大きくするとＶは大きくなるが、Ｅは変化しない。

    　　(2) ｄを大きくするとＶは変化しないが、Ｅは大きくなる。

    　　(3) ｄを大きくするとＶは小さくなるが、Ｅは変化しない。

    　　(4) ｄを大きくするとＶは変化しないが、Ｅは小さくなる。

    　　(5) ｄを大きくしてもＶもＥも変化しない。

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    正解：1
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  11. 下図のように、十分に長い直線導体を流れる電流が、直線導体から距離ｒだけ離れた点Ｐにつくる磁界Ｈについて正しい記述は次のうちのどれか。ただし、図の点Ｏは点Ｐから直線導体に下ろした垂線の足である。
    　　(1) Ｈは直線導体に平行で、その大きさはｒに反比例する。

    　　(2) Ｈは直線導体に平行で、その大きさはｒの２乗に反比例する。

    　　(3) Ｈは直線導体と直線ＯＰに垂直で、その大きさはｒに反比例する。

    　　(4) Ｈは直線導体と直線ＯＰに垂直で、その大きさはｒの２乗に反比例する。

    　　(5) Ｈは直線ＯＰに平行で、その大きさはｒの２乗に反比例する。

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    正解：3
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  12. ある遠方の天体のスペクトルを測定したら、水素などのスペクトルの波長が1.03倍長い方にずれていた。この天体は、我々に対してどのような運動をしているか。次の中から選べ。ただし、光の速さをｃとする。

    (1) 0.03ｃの速さで近づいている。

    (2) 0.03ｃの速さで遠ざかっている。

    (3) ｃ/1.03の速さで近づいている。

    (4) ｃ/1.03の速さで遠ざかっている。

    (5) 天体表面がｃ/1.03の速さで回転している。

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    正解：2
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  13. 弦を伝わる横波の速さは、弦の張力Ｔと弦の単位長さ当たりの質量σのみで表される。このとき横波の速さは次のどれに比例するか。

    (1) σ/Ｔ　　　(2) Ｔ/σ　　　(3) √σ/Ｔ　　　(4) √Ｔ/σ　　　(5) Ｔσ

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    正解：4
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  14. 気温がｔ（℃)のときの空気中の音速は、331.5＋0.6ｔ（m/s)である。あるパイプ中の気柱の共鳴周波数が20℃のとき1000Hzだとすると、 24℃のときは何Hzか。次の中から選べ。ただし、パイプの熱膨張および開口端の補正は無視できるものとする。

    (1) 993　　　(2) 997　　　(3) 1000　　　(4) 1003　　　(5) 1007

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    正解：5
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  15. 下図のように、砂平面に平行な原子面がｚ軸方向に間隔ｄで積層している。いまｘｙ平面と角度θをなすように波長λのＸ線が入射するとき、反射されるＸ線が強くなるための条件は次のうちのどれか。ただし、ｎは自然数とする。

    　(1) 2d sinθ＝λ/ｎ

    　(2) 2d cosθ＝λ/ｎ

    　(3) 2d tanθ＝ｎλ

    　(4) 2d sinθ＝ｎλ

    　(5) d cosθ＝ｎλ

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    正解：4
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  16. １気圧, 100℃の水１kgをすべて１気圧、 100℃の水蒸気にしたとき、エントロピーの変化は、ほぼ何kcal/Kか。次の中から選べ。ただし、水の蒸発熱を540cal/gとせよ。

    (1) -5.40　　　(2) -1.45　　　(3) 0　　　(4) +1.45　　　(5) +5.40

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    正解：4
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  17. 定圧比熱20.9J/K･mol、定積比熱12.6J/K･molの理想気体１molの温度を20K上げた。このとき、圧力が一定だったとすると、気体のする仕事はいくらか。次の中から選べ。

    (1) 166J　　　(2) 209J　　　(3) 252J　　　(4) 335J　　　(5) 418J

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    正解：1
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  18. 238 Ｕは、ａ崩壊とβ崩壊を何度か行い、最後に 206 Pbとなる。この聞、１個の 238 Uはβ崩壊を何回行うか。次の中から選べ。
    92 82 92

    (1) 4　　　(2) 5　　　(3) 6　　　(4) 8　　　(5) 10

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    正解：3
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  19. 次の現象の中で、ブラウン運動に関係しているものはどれか。

    (1) 微粒子が水中で不規則な運動をする。

    (2) 木の葉が空気中を落下するとき、不規則な運動をする。

    (3) α粒子を金箔に照射すると、入射方向に対して90°以上の方向に散乱されることがある。

    (4) Ｘ線を炭素によって散乱させると、波長が散乱前よりも長くなる。

    (5) 石けん水にレーザー光を当てると、レーザー光の道筋が光って見える。

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    正解：1
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  20. 厚さ2.0mmで、あるＸ線を50％吸収する板がある。この板と同じ材質の板で同じＸ線を75％吸収させるには、板の厚さを何ｍｍにすればよいか。次の中から選べ。

    (1) 2.5　　　(2) 3.0　　　(3) 3.5　　　(4) 4.0　　　(5) 4.5

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    正解：4
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