大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)本試験
問13 (物理基礎(第3問) 問2)
問題文
授業で再生可能エネルギーについて学んだ。家の近くに風力発電所(図1)があるので見学に行き、風力発電について探究活動を行った。
図2は、見学した風力発電機1機の出力(電力)と風速の関係を表したグラフである。
次の文章中の空欄( A )に入れる値として最も適当なものを、選択肢のうちから一つ選べ。
日本の一般家庭の1日の消費電力量はおよそ18kWhである。常に10m/s~15m/sの風が吹き続けていると仮定すると、図2の風力発電機1機が1日に発電する電力量は、日本の一般家庭の1日の消費電力量のおよそ( A )に相当する電力量である。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)本試験 問13(物理基礎(第3問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
授業で再生可能エネルギーについて学んだ。家の近くに風力発電所(図1)があるので見学に行き、風力発電について探究活動を行った。
図2は、見学した風力発電機1機の出力(電力)と風速の関係を表したグラフである。
次の文章中の空欄( A )に入れる値として最も適当なものを、選択肢のうちから一つ選べ。
日本の一般家庭の1日の消費電力量はおよそ18kWhである。常に10m/s~15m/sの風が吹き続けていると仮定すると、図2の風力発電機1機が1日に発電する電力量は、日本の一般家庭の1日の消費電力量のおよそ( A )に相当する電力量である。
- 0.10倍
- 0.24倍
- 1.0倍
- 2.4倍
- 10倍
- 24倍
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この過去問の解説 (2件)
01
図2から風力発電の出力は風速10~15m/sの領域でおよそ18kWであることが分かります。
電力量の単位kWhは出力kW×時間hの積なので、
風力発電の1日の発電量は18kW×24hとなり24倍に相当します。
これが正解です。
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02
解答 A: 24倍
解説
まず問題文に
「常に10m/s~15m/sの風が吹き続けていると仮定すると、」
とあるので、図2の該当箇所を見ると、グラフがほぼ横ばいで
その値は18kWと読み取れます。よって、
図2の風力発電機1機が1日に発電する電力量は、
18kW × 24h =(18×24) kWh (=432 kWh)
となります。
問題文より、一般家庭の1日の消費電力量は
およそ18kWhであるので、
(18×24) kWh ÷ 18kWh =24
となります。
よって答えは 24倍 となります。
誤答選択肢です。
もし、問題文が「図2の風力発電機1機が1時間に発電する電力量は、
日本の一般家庭の1日の消費電力量のおよそ( A )に相当する電力量である。」
であればこの選択肢が正解になります。
この選択肢が正解となります。
kWとkWhを混同しないようにしましょう。
kW(キロワット)は電力の単位すなわち仕事率の単位で、
1kW = 3600 kJ/s となります。
kWh(キロワット時(じ))は電力量の単位すなわちエネルギーの単位で、
1kWh =3600 kJ となります。
なお、
「一般家庭の1日の消費電力量はおよそ18kWh」という文を見て、
1日の話をしているのか1時間の話をしているのか
混乱した人がいるかもしれませんが、
kWhは単なるエネルギーの単位です。
「もし1時間の発電で全て賄うなら何kW必要か」
がわかりやすいような表示をしているだけで、
実際に1時間かどうかは関係しないことに注意しましょう。
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