共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)本試験
問7 (物理基礎(第2問) 問3)
問題文
「滑車と二つのおもりを用いて重力加速度の大きさgを測定する」という探究課題について、次の文章を読み、後の問いに答えよ。ただし、滑車はなめらかに回り、糸と滑車の質量および空気抵抗の影響を無視する。また、糸は伸び縮みせず、たるまないものとする。
加速度の大きさaを、おもりの速さvから求めるために、図2のような装置を作成した。図2(ⅰ)のように、天井に固定された滑車にかけた糸の両端に、同じ質量MのおもりAとBがついている。Aを手で静止させ、Bの上に小さな質量mのおもりCをのせる。また、Bの下には、透明なパイプがある。Cの底面からパイプの上端までの距離をhとする。Aから静かに手をはなすと、BとCは一緒に落下を始めた。
その後、図2(ⅱ)のように、Cはパイプ上端に接して止まり、Bだけがパイプ内部を等速度で距離Hだけ落下し床に達した。
おもりCがパイプに接して止まってから、おもりBが床に達するまでの時間をTとする。このとき、パイプ内部を落下するBの速さvを表す式として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
加速度の大きさaを、おもりの速さvから求めるために、図2のような装置を作成した。図2(ⅰ)のように、天井に固定された滑車にかけた糸の両端に、同じ質量MのおもりAとBがついている。Aを手で静止させ、Bの上に小さな質量mのおもりCをのせる。また、Bの下には、透明なパイプがある。Cの底面からパイプの上端までの距離をhとする。Aから静かに手をはなすと、BとCは一緒に落下を始めた。
その後、図2(ⅱ)のように、Cはパイプ上端に接して止まり、Bだけがパイプ内部を等速度で距離Hだけ落下し床に達した。
おもりCがパイプに接して止まってから、おもりBが床に達するまでの時間をTとする。このとき、パイプ内部を落下するBの速さvを表す式として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する(ここをクリック)」 をご利用ください。
問題
反映中…
共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)本試験 問7(物理基礎(第2問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
「滑車と二つのおもりを用いて重力加速度の大きさgを測定する」という探究課題について、次の文章を読み、後の問いに答えよ。ただし、滑車はなめらかに回り、糸と滑車の質量および空気抵抗の影響を無視する。また、糸は伸び縮みせず、たるまないものとする。
加速度の大きさaを、おもりの速さvから求めるために、図2のような装置を作成した。図2(ⅰ)のように、天井に固定された滑車にかけた糸の両端に、同じ質量MのおもりAとBがついている。Aを手で静止させ、Bの上に小さな質量mのおもりCをのせる。また、Bの下には、透明なパイプがある。Cの底面からパイプの上端までの距離をhとする。Aから静かに手をはなすと、BとCは一緒に落下を始めた。
その後、図2(ⅱ)のように、Cはパイプ上端に接して止まり、Bだけがパイプ内部を等速度で距離Hだけ落下し床に達した。
おもりCがパイプに接して止まってから、おもりBが床に達するまでの時間をTとする。このとき、パイプ内部を落下するBの速さvを表す式として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
加速度の大きさaを、おもりの速さvから求めるために、図2のような装置を作成した。図2(ⅰ)のように、天井に固定された滑車にかけた糸の両端に、同じ質量MのおもりAとBがついている。Aを手で静止させ、Bの上に小さな質量mのおもりCをのせる。また、Bの下には、透明なパイプがある。Cの底面からパイプの上端までの距離をhとする。Aから静かに手をはなすと、BとCは一緒に落下を始めた。
その後、図2(ⅱ)のように、Cはパイプ上端に接して止まり、Bだけがパイプ内部を等速度で距離Hだけ落下し床に達した。
おもりCがパイプに接して止まってから、おもりBが床に達するまでの時間をTとする。このとき、パイプ内部を落下するBの速さvを表す式として最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- gT
- aT
- 2gT
- 2aT
- H/T
- h/T
正解!素晴らしいです
残念...
画像拡大
この過去問の解説 (3件)
01
正答は「H/T」です。
前々問で「М=М'のとき、張力S=Mgとなり力がつり合うため、おもりは等速直線運動する」との解答が得られています。
それを踏まえて、今おもりAとおもりBはいずれも質量Мのため、おもりCがないパイプ内では、Bは等速直線運動をする(速さvは一定)ことに着目しましょう。
すると、距離÷時間=速さとなるので、
v=H/T
となります。
この選択肢が適当です。
おもりCが乗っている距離h間は前問のM<M'の場合、おもりCのない距離H間は前々問のM=М'の場合と、問題の流れを理解して解きましょう。
このあとの問題も予測できます。
参考になった数0
この解説の修正を提案する
02
H/T が正解となります。
問題文からBはパイプ内部を等速度vで距離Hだけ落下したことが分かります。
(※おもりBにかかる重力とおもりAによる張力がつりあうため、
加速せず等速で運動します。)
そのため、
速度vは距離/時間で求められ、
v=H/T
となります。
参考になった数0
この解説の修正を提案する
03
解答 H/T
解説
問題文を正確に把握できれば非常に易しい問題です。
要約すると、「おもりBが距離Hを時間Tだけかけて
速さvで落下する」ということなので、
単なる等速直線運動の問題であり、
v = H/T です。
よって答えは H/T となります。
この選択肢が正解となります。
参考になった数0
この解説の修正を提案する
前の問題(問6)へ
令和7年度(2025年度)本試験 問題一覧
次の問題(問8)へ