大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)本試験
問76 (物理(第3問) 問1)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)本試験 問76(物理(第3問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

図1の装置を用いて、弦の固有振動に関する探究活動を行った。均一な太さの一本の金属線の左端を台の左端に固定し、間隔Lで置かれた二つのこまにかける。金属線の右端には滑車を介しておもりをぶら下げ、金属線を大きさSの一定の力で引く。金属線は交流電源に接続されており、交流の電流を流すことができる。以下では、二つのこまの間の金属線を弦と呼ぶ。弦に平行にx軸をとる。弦の中央部分にはy軸方向に、U字型磁石による一定の磁場(磁界)がかけられており、弦には電流に応じた力がはたらく。交流電源の周波数を調節すると弦が共振し、弦にできた横波の定在波(定常波)を観察できる。

次の文章中の空欄( ア )・( イ )に入れる語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

金属線に交流電流が流れると、弦の中央部分は図1の( ア )に平行な力を受ける。弦が振動して横波の定在波ができたとき、弦の中央部分は( イ )となる。
問題文の画像
  • ア:x軸  イ:腹
  • ア:x軸  イ:節
  • ア:y軸  イ:腹
  • ア:y軸  イ:節
  • ア:z軸  イ:腹
  • ア:z軸  イ:節

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この過去問の解説 (1件)

01

解答 ア:z軸  イ:腹

 

アの解説

フレミング左手の法則を使うと、

中指がx軸、人差し指がy軸、親指がz軸方向を向くので、

力の向きはz軸に平行な方向だとわかります。

よって答えは ア:z軸 となります。

 

イの解説

一見簡単そうに見えますが、高校範囲の知識で即答できる問題ではないと思われます

(東進の解答速報にも「明らかとは言い難い」という見解が書かれています)。

しかし、次の設問や図2をみると、腹の数が奇数個の場合しか問題に登場しない

ことがわかり、腹の数が必ず偶数個になる「節」の方では不整合だと気付けます。

よって答えは イ:腹 と判断できます。

選択肢5. ア:z軸  イ:腹

この選択肢が正解となります。

まとめ

設問より後にヒントがある場合があるので注意しましょう。

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