共通テスト（理科） 過去問
令和7年度（2025年度）本試験
問8 (物理基礎（第2問） 問4)
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。
距離hの値を4通りに変えて、測定した時間Tから速さvを求めた。横軸にh、縦軸にv2をとったグラフ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。
距離hの値を4通りに変えて、測定した時間Tから速さvを求めた。横軸にh、縦軸にv2をとったグラフ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。
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問題
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共通テスト（理科）試験 令和7年度（2025年度）本試験 問8（物理基礎（第2問） 問4） （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。
距離hの値を4通りに変えて、測定した時間Tから速さvを求めた。横軸にh、縦軸にv2をとったグラフ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。
距離hの値を4通りに変えて、測定した時間Tから速さvを求めた。横軸にh、縦軸にv2をとったグラフ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。
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この過去問の解説 （3件）
01
正答は「h=0のときにv2=0となる正比例のグラフ」です。
前々問より、M'>Mのとき「v2=2ah」の関係を得ています。
ここでは、M'＝M+mとなります。
そのため、v2-hグラフは原点を通る正比例のグラフとなります。
この選択肢が適当です。
v02＝0のとき、定数が与えられているため、不適当です。
グラフはv2=2ahの表すように、y=xのような原点を通る正比例のグラフとなります。
v02＝0のとき、hがマイナスの値となるため不適当です。
初速度が0であっても、高さが0になることは、問題上ありえません。
hの最低値は0です。
v02＝0のときに定数があること、傾きが負であることから、不適当です。
余白に途中式を書き込んでいた人ほど早く回答できる問題です。
ケアレスミス防止と問題の流れを利用するためにも、途中式は省かず書き込みましょう。
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02
v2とhが比例関係にあるグラフが正解です。
等加速度運動の公式
v2−v02=2ax
v：速度、v0：初速度、a：加速度、x：距離
の公式を使います。
それぞれ値を代入すると
v2−02=2ah
v2=2ah
となります。
この式からv2とhは比例関係にあることがわかります。
したがって、
v2とhが比例関係にあるグラフが正解です。
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03
解答 ほぼ原点を通る直線上に点が並んでいるグラフ
解説
横軸にh、縦軸にv2をとったグラフなので、
v2とhの関係を問われています。
2つ前の設問の答えを使います。
よって v2 = 2ah という関係であり、
v2とhは比例関係にあることがわかります。
(「y=Ax」のyにあたるのがv2、xにあたるのがhということです)
よって、原点を通る直線上にデータが並ぶ選択肢が
最も適切なものになります。
この選択肢が正解となります。
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