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物理

理科二科目で120分、120点。

(注)解答は解答用紙の指定された欄に、文字または数字で記入し、または図示せよ。また余白に計算の概略を書いておくことが望ましい。

1   

水平から 1989problemPhysics003.png(354 byte) の方向に高さ 1989problemPhysics004.png(189 byte) の空中で停止していたヘリコプターが、急に 1989problemPhysics005.png(175 byte) (1989problemPhysics033.png(113 byte)時速 1989problemPhysics006.png(356 byte)) の速さで水平飛行を始めて、頭の真上を通過して飛び去った。

水平飛行を始めるのが見えてから 1989problemPhysics007.png(170 byte) (1989problemPhysics008.png(193 byte)秒)後に、 爆音の高さが静止していたときの 1989problemPhysics009.png(190 byte)倍になり、その後 爆音の高さはだんだん低くなった。ヘリコプターはずっと同じ 1989problemPhysics010.png(319 byte)の振動数の 爆音を出し続けていたものとし、音速を1989problemPhysics011.png(515 byte) として次の問に答えよ。

1.   

(a)   1989problemPhysics012.png(263 byte)1989problemPhysics013.png(370 byte)で表す式を書け。

(b)   1989problemPhysics012.png(263 byte) の値を求めよ。

2.   ヘリコプターが頭上を通過するときに聞こえる音は、

(a)   ヘリコプターがどこで出した音か。

(b)   その振動数はいくらか。

3.   ヘリコプターが遠くへ飛び去るとき聞こえている音の振動数はいくらか。

2   図の文章の        の中に適当な式、文字または数値を入れよ。

1989problemPhysics001.png(362909 byte)

1989problemPhysics014.png(197 byte)1989problemPhysics015.png(218 byte) は電圧の実効値1989problemPhysics016.png(252 byte) ボルトの交流電流、 1989problemPhysics017.png(212 byte)はダイオード、 1989problemPhysics018.png(211 byte)は抵抗値 1989problemPhysics019.png(391 byte)オームの抵抗で、この回路 をブラウン管の水平偏向板 1989problemPhysics020.png(213 byte)と垂直偏光板 1989problemPhysics021.png(200 byte)につないだら蛍光面に図 1989problemPhysics022.png(209 byte)の図形 1989problemPhysics023.png(296 byte)が生じた。

回路に流れる電流を1989problemPhysics024.png(161 byte) アンペア、電源の電圧を1989problemPhysics025.png(209 byte)ボルト、 ダイオードに加わる電圧を 1989problemPhysics026.png(165 byte)ボルトとする。電流の方向と 電圧の正負は図 1989problemPhysics014.png(197 byte)に示したようにするものとすると、 1989problemPhysics027.png(406 byte)の間には (1)      の関係があり、 1989problemPhysics025.png(209 byte)(2)      ボルトから (3)      ボルトまでの変化を繰り返すが、 その途中で水平偏向板には (4)      ボルト、垂直偏光板には (5)      ボルトの電圧が加えられるので、蛍光面の図形は ダイオードに加えられる電圧と、そのとき流れる電流の関係を表すグラフになっている。蛍光面のグラフの垂直軸方向の 1989problemPhysics028.png(212 byte)ボルトは、ダイオードを流れる 電流の (6)      アンペアに相当する。

1989problemPhysics002.png(499358 byte)

1989problemPhysics029.png(199 byte)点はダイオードに電流が 流れ難い向きに最大の電圧が加えられている時で、そのときの電流は 1989problemPhysics030.png(183 byte) (7)      アンペア、電圧は 1989problemPhysics026.png(165 byte) (8)      ボルトである。また 1989problemPhysics032.png(236 byte)点は電流の流れ易い向きに最大 の電流が加わった時で、このとき 1989problemPhysics030.png(183 byte) (9)      アンペア、電圧は 1989problemPhysics026.png(165 byte) (10)      ボルトである。したがって 1989problemPhysics029.png(199 byte)点および 1989problemPhysics032.png(236 byte)点でのダイオードの抵抗値は それぞれ (11)      オームおよび (12)      オームであるということになる。

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