共通テスト(理科) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問5 (物理基礎(第2問) 問1)
問題文
台車の直線運動についての実験に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。
Aさんは、磁石とスマートフォンの計測用アプリを使って、水平に置かれたレールの上をなめらかに動く台車(力学台車)の運動を調べようと考えた。実験に使う計測用アプリは、スマートフォンに内蔵されたセンサーを利用してセンサーの位置での磁場(磁界)の強さを瞬時に計測し、計測した磁場の強さの時間変化をグラフに表示する機能がある。センサーの位置が台車の中央と一致するようにスマートフォンを固定した。ただし、磁場が台車の運動に与える影響や、運動する台車とスマートフォンに生じる電磁誘導の影響は無視できるものとする。また、空気抵抗も無視できるものとする。
はじめに、N極をレール側に向けて、円形磁石(図1(a))をレールの近くに一つ設置した。図1(b)は実験装置を横から見た図、また、図1(c)は上から見た図を表している。レールに沿って、右向きを正の向きとしたx軸をとる。台車をレールの左端に置いて計測用アプリを起動した後、手で台車に力を加え、原点Oで手をはなした。
台車がレールの右端に到達したとき、図2(a)のようなピークと幅を持つグラフがスマートフォンの画面に表示されていた。グラフの横軸は計測を開始した時刻を0とした時刻、縦軸は磁場の強さを表している。また、台車を動かす速さを変えて同じ実験を行ったところ、図2(b)のグラフが表示された。
次の文章中の空欄( ア )・( イ )に入れる数値と記号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。
図2(a)において、スマートフォンのセンサー部分が磁石のちょうど真横を通過した時刻は( ア )sである。また、台車の速さが大きいのは、図2の二つのグラフのうち( イ )の方である。
Aさんは、磁石とスマートフォンの計測用アプリを使って、水平に置かれたレールの上をなめらかに動く台車(力学台車)の運動を調べようと考えた。実験に使う計測用アプリは、スマートフォンに内蔵されたセンサーを利用してセンサーの位置での磁場(磁界)の強さを瞬時に計測し、計測した磁場の強さの時間変化をグラフに表示する機能がある。センサーの位置が台車の中央と一致するようにスマートフォンを固定した。ただし、磁場が台車の運動に与える影響や、運動する台車とスマートフォンに生じる電磁誘導の影響は無視できるものとする。また、空気抵抗も無視できるものとする。
はじめに、N極をレール側に向けて、円形磁石(図1(a))をレールの近くに一つ設置した。図1(b)は実験装置を横から見た図、また、図1(c)は上から見た図を表している。レールに沿って、右向きを正の向きとしたx軸をとる。台車をレールの左端に置いて計測用アプリを起動した後、手で台車に力を加え、原点Oで手をはなした。
台車がレールの右端に到達したとき、図2(a)のようなピークと幅を持つグラフがスマートフォンの画面に表示されていた。グラフの横軸は計測を開始した時刻を0とした時刻、縦軸は磁場の強さを表している。また、台車を動かす速さを変えて同じ実験を行ったところ、図2(b)のグラフが表示された。
次の文章中の空欄( ア )・( イ )に入れる数値と記号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。
図2(a)において、スマートフォンのセンサー部分が磁石のちょうど真横を通過した時刻は( ア )sである。また、台車の速さが大きいのは、図2の二つのグラフのうち( イ )の方である。
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問題
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共通テスト(理科)試験 令和8年度(2026年度)本試験 問5(物理基礎(第2問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)
台車の直線運動についての実験に関する次の文章を読み、後の問いに答えよ。
Aさんは、磁石とスマートフォンの計測用アプリを使って、水平に置かれたレールの上をなめらかに動く台車(力学台車)の運動を調べようと考えた。実験に使う計測用アプリは、スマートフォンに内蔵されたセンサーを利用してセンサーの位置での磁場(磁界)の強さを瞬時に計測し、計測した磁場の強さの時間変化をグラフに表示する機能がある。センサーの位置が台車の中央と一致するようにスマートフォンを固定した。ただし、磁場が台車の運動に与える影響や、運動する台車とスマートフォンに生じる電磁誘導の影響は無視できるものとする。また、空気抵抗も無視できるものとする。
はじめに、N極をレール側に向けて、円形磁石(図1(a))をレールの近くに一つ設置した。図1(b)は実験装置を横から見た図、また、図1(c)は上から見た図を表している。レールに沿って、右向きを正の向きとしたx軸をとる。台車をレールの左端に置いて計測用アプリを起動した後、手で台車に力を加え、原点Oで手をはなした。
台車がレールの右端に到達したとき、図2(a)のようなピークと幅を持つグラフがスマートフォンの画面に表示されていた。グラフの横軸は計測を開始した時刻を0とした時刻、縦軸は磁場の強さを表している。また、台車を動かす速さを変えて同じ実験を行ったところ、図2(b)のグラフが表示された。
次の文章中の空欄( ア )・( イ )に入れる数値と記号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。
図2(a)において、スマートフォンのセンサー部分が磁石のちょうど真横を通過した時刻は( ア )sである。また、台車の速さが大きいのは、図2の二つのグラフのうち( イ )の方である。
Aさんは、磁石とスマートフォンの計測用アプリを使って、水平に置かれたレールの上をなめらかに動く台車(力学台車)の運動を調べようと考えた。実験に使う計測用アプリは、スマートフォンに内蔵されたセンサーを利用してセンサーの位置での磁場(磁界)の強さを瞬時に計測し、計測した磁場の強さの時間変化をグラフに表示する機能がある。センサーの位置が台車の中央と一致するようにスマートフォンを固定した。ただし、磁場が台車の運動に与える影響や、運動する台車とスマートフォンに生じる電磁誘導の影響は無視できるものとする。また、空気抵抗も無視できるものとする。
はじめに、N極をレール側に向けて、円形磁石(図1(a))をレールの近くに一つ設置した。図1(b)は実験装置を横から見た図、また、図1(c)は上から見た図を表している。レールに沿って、右向きを正の向きとしたx軸をとる。台車をレールの左端に置いて計測用アプリを起動した後、手で台車に力を加え、原点Oで手をはなした。
台車がレールの右端に到達したとき、図2(a)のようなピークと幅を持つグラフがスマートフォンの画面に表示されていた。グラフの横軸は計測を開始した時刻を0とした時刻、縦軸は磁場の強さを表している。また、台車を動かす速さを変えて同じ実験を行ったところ、図2(b)のグラフが表示された。
次の文章中の空欄( ア )・( イ )に入れる数値と記号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。
図2(a)において、スマートフォンのセンサー部分が磁石のちょうど真横を通過した時刻は( ア )sである。また、台車の速さが大きいのは、図2の二つのグラフのうち( イ )の方である。
- ア:2.58 イ:(a)
- ア:2.58 イ:(b)
- ア:2.68 イ:(a)
- ア:2.68 イ:(b)
- ア:3.30 イ:(a)
- ア:3.30 イ:(b)
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この過去問の解説 (2件)
01
【ア】センサーが磁石の真横を通過した時刻
【イ】台車が速い方のグラフ
を図2から読み取りましょう。
【ア】2.68
センサーが磁石の横を通ると磁場のピークが記録されます。
よって、(a)のグラフのピークの時間がセンサーが磁石の横を通った時刻と考えられるので、2.68sと読み取れます。
【イ】(b)
台車の速度が速いと、センサーが磁石に到達する時刻(ピークの時間)が早くなります。また、磁石をすぐ通り過ぎるため、ピークの持続時間が短くなると考えられます。
よって、ピークの時刻が早く、持続時間が短い(b)が速い台車のグラフです。
したがって答えは、ア:2.68 イ:(b) です。
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02
この問題では、グラフの「ピーク」と「幅」に注目します。
センサーが磁石のちょうど真横に来ると、磁石との距離が最も近くなるため、磁場の強さが最大になります。
図2(a)のピークの時刻は約2.68sなので、
ア:2.68
となります。
また、台車が速いほど磁石の近くを短時間で通り過ぎるため、磁場が強く測定される時間も短くなり、グラフの山の幅が狭くなります。
図2では(b)の方が山の幅が狭いため、
イ:(b)
となります。
したがって、正しい組合せはア:2.68、イ:(b)です。
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