中学理科で解ける センター試験2019 物理編

「中学理科で解ける センター試験2019」シリーズ、物化生地の基礎科目を一通り見ていきました。
さすがに理系の4単位の物化生地には中学理科で解ける問題はないだろうと思いきや…。
ありました。「物理」と「地学」に。

てなわけで今日は「物理」編です。

第1問
問3 次の文章中の空欄[ ア ][ イ ]に入れる数値と記号の組合せとして最も適当なものを①~⑥のうちから一つ選べ。
図2のように直線OO’に垂直に物体(文宇板)と半透明のスクリーンを 1.0 m離して設置した。凸レンズの光軸を直線OO'と一致させたまま,物体 とスクリーンの間でレンズの位置を調整したところ、スクリーン上に倍率1.0 の明瞭な像できた。このことから,レンズの焦点距離は[ ア ]mであることがわかる。またスクリーン上の像をO’側から観察すると図3の [ イ ]のように見える。

3177-1.jpg

3177-2.jpg


物体と同じ大きさの像ができたということは、物体-レンズ間の距離=レンズ-像間の距離=2fということ。
1.0m=4fとなるからf=0.25m
また、スクリーンの像は上下左右逆になるが、観測者がスクリーンのどちら側から見ているかには要注意が必要だ。(←わざとやってます)
正解 ①

第3問
問2  次の文章中の空欄[ ア ]に入れる記号として最も適当なものを,[ 3 ]の解答群からーつ選べ。また、空欄[ イ ]・[ ウ ]に入れ る語句の組合せとして最も適当なものを,次ページの[ 4 ]の解答群から一つ選ベ。
図2のように,透明な板の下面にある点Pから観測者へ向かう光は,空気と板の境界面で実線のように屈折して進むため,空気中にいる観測者から 点Pを見ると,矢印1 の向きではなく、矢印2の向きに見える。
3177-3.jpg

図3 (a)のように、水平面に直方体の壁が置かれており,姉と弟がこの壁の 両側に立っている。壁は透明で、その屈折率は空気よりも大きい。
図2を参考に光の経路を作図すると,姉の目から弟の目へ向かう光は壁の中を図3(b)の[ ア ]の経路に沿って進む。したがって、弟から見た姉の目の位置は、壁のないとき(図3(a)の破線)と比べて[ イ ]見えることがわかる。また、姉から見た弟の目の位置は,壁のないとき(図3(a)の破線)と比べて[ ウ ]見えることがわかる。ただし、直線BEは図3 (a)の破線と同一であり、姉の目の位置は弟の目の位置より高い。
3177-4.jpg
3177-5.jpg
3177-6.jpg


図2のような光の屈折のしかたから(中学理科では基本ですが)
光はこのように屈折した経路を通ります。
3177-7.jpg

すると、弟から見た姉の目の位置は、次の図の青の点線の位置にあるように見えます。
3177-8.jpg
これは実際の姉の目の位置より上にずれて見えるということです。

そして、姉から見た弟の目の位置は、次の図の青の点線の位置にあるように見えます。
3177-9.jpg
実際の弟の目の位置より下にずれて見えています。
正解 [ 3 ] ④   [ 4 ] ②
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