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都立高校入試:理科の傾向と対策 物理分野をバッチリと

投稿日:2021年2月1日 更新日:

都立高校入試のポイント理科の傾向と対策:物理編

「英数国の1点も、理社の1点も同じ1点」

ということで、今日は理科の対策として、苦手な人も多い物理分野について少し詳しく見てみます。

A。光と音、力と圧力

1.焦点を通って凸レンズに入った光は、
  凸レンズの軸に(  )に進む。

2.物体を凸レンズを使ってスクリーンに像を作った
  実像の大きさが物体の大きさと同じとき
  物体と凸レンズの距離は、焦点距離の(  )倍である。
  スクリーンにできる像は元の像と比べて、
  上下は(  )、左右は(  )になる。

 並行

都立入試の場合には文章で表現される場合多いので
レンズの軸に平行に進む
という表現、覚えておきましょう

 2倍

1倍ではなく2倍なので注意しましょう
像が焦点の位置にあった時は「像は見えない」です。
これも一緒に覚えておくと良いです。

 逆
 逆
実像は上下左右逆に映りますね。
この問題のように、上下と左右を別に分けられて
どっちも逆だったっけ??と迷わないようにしましょう。

物体を凸レンズに近づけると実像は大きくなる
も忘れずに。

問題

3.200Hzのオシロスコープの波形がAである。

  BとCの周波数を答えなさい。

      200 Hz

      (  )Hz

       (  )Hz 

4.モノコードで、
  弦を強く張ると音は(  )くなる
  弦の長さを長くすると音は(  )くなる

 100
 400

波の周期(幅)が短いと振動数Hzは大きくなります。
Hzの値が大きいほど「高い音」になりますね。

中学生だと18000Hzくらいまで聞こえます。
お父さんお母さんは14000Hzくらいまでしかきこえません。

 高く
 低く

弦を強く張ると早く振動します。
弦を長くすると遅く振動します。

問題

5.0.4Nの重りをつるすと2cm伸びるばねがある。

  このばねに、0.9Nの重りをつるすと(  )cm伸びる。
  このばねを10cm伸ばすには(  )Nの重りが必要。

6.底面積が200cm2で、質量2.4Kgの物体がある。
  物体が床を押す力は(  )Nである。
  物体が床に与える圧力は(  )Paである。

 4.5cm
 2.0N

ばねにつるす重りの重さと
ばねの伸びは比例関係にありますね。

比例のグラフを書いたり、選んだりする問題もありますので
チェックですね、

 24N
 1200Pa

100gの物体が床を押す力が1Nです。
1Paは、1m21Nの力が加わった圧力です。
1N/1m21N/10000cm2
です。

は200cm2=0.02m2に24Nの力が作用するので
24÷0.02=1200N になります。

重さをNで表し、面積をm2で表して
重さを面積で割ると求められます。
問題

7.空気中で重さが10Nの物体を水中に完全に沈めて
  ばねばかりの重さをはかると7Nだった。

  この物体に働いた浮力は(  )Nである。

8.高さ10cmの物体を水中に5cm沈めると2Nの浮力が働いた。
  この物体を完全に沈めると物体に浮力は(  )N働いた。
  さらに、深く沈めると物体にかかる浮力は(  )

 3N 

重さとばねばかりの値の差10-7=3N分が浮力ですね。

 4N
 変わらない

物体を半分沈めて2N、なら全部沈めたら2倍の4Nになります。

完全に沈めた物体をさらに深く沈めても浮力は変わりません
深く沈めると浮力が減るような勘違いをしそうですが、
深く沈めても浮力は変わらないので要注意です。
 

B。電気回路・抵抗・電力

問題

9. 回路内の電圧や電流を測るとき
  電圧計は測りたい部分に(  )につなぎ、
  電流系は測りたい部分に(  )につなぐ

10. 10Ωの抵抗が2つある。
  2つを直列につないだ時、回路全体の抵抗は、
  (  )Ωになり、この回路に2Vの電池をつなぐと
  回路全体の電流は(  )Aになる。



11. 10Ωの抵抗が2つある。
  2つを並列につないだ時、回路全体の抵抗は、
  (  )Ωになり、この回路に2Vの電池をつなぐと
  回路全体の電流は(  )Aになる。

9.電流計は直列に、電圧計は並列につなぎます。

10。直列に抵抗をつないだ場合、抵抗の合計は足した値になるので、
  10+10=20Ω
  2Vの電池をつないだら 2=20×I
  I=0.1A

11. 並列に抵抗をつないだ場合の合成抵抗は、
   公式を使って解く必要が有りますが、
  2つの抵抗の値が同じときには裏技があります

  同じ値の抵抗を並列つなぎをすると抵抗の値は半分

  これ、覚えておくと得です。
  この問題の場合、10Ωの抵抗を並列つなぎしているので
  合成抵抗は半分の5Ωになります。
  2Vの電池をつないだら 2=5×I
  I=0.4A

 

問題

12. 20Ωの抵抗Aと30Ωの抵抗Bがある。
  下の図のようにそれぞれに3Vの電源をつないだ時
  発熱量が多いのは抵抗(  )である。

13. 20Ωの抵抗Aと30Ωの抵抗Bがある。
  下の図のように直列につなぎ3Vの電源をつないだ時
  発熱量が多いのは抵抗(  )である。

14. 抵抗の大きさ・発熱量と「電圧」「電流」の関係について説明した文で正しいのはどれか?2つ選びなさい
a.電流が一定なら抵抗が大きい方が発熱量が大きい
b.電流が一定なら抵抗が小さい方が発熱量が大きい
c.電圧が一定なら抵抗が大きい方が発熱量が大きい
d.電圧が一定なら抵抗が小さい方が発熱量が大きい

12,13,14

  抵抗の発熱の問題です

  発熱量=電流×電圧×時間です

  ここで、電圧=抵抗×電流を使うと

 発熱量=抵抗×電流×電流×時間
    =電圧×電圧÷抵抗×時間

  の2つの式で表せます。

この式から、

電流が同じ場合、抵抗が大きいほど発熱量が大きい
電圧が同じ場合、抵抗が小さいほど発熱量が大きい

事が分かります。

12.は電圧の値が同じなので、抵抗が小さいBの方が発熱量が大きい

13.は電流の値が同じなので、抵抗が大きいAの方が発熱量が大きい

事になります。

14.はa.とd.が正解ですね。

問題

15. 3Ωの抵抗に、4Aの電流を流した。
  この時の抵抗の電力は(  )Wである。

16. 3Ωの抵抗に、4Aの電流を10分間流した。
  この時の抵抗の電力量は(  )Jである。

答え

電力電流×電圧
電力量=電流×電圧×時間

です。

同じように電圧=抵抗×電流を使うと

電力=抵抗×電流×電流

電力量=抵抗×電流×電流×時間

になります。

・電圧と電流から電力量を求める場合

・電流と抵抗値から電力量を求める場合

どちらでも答えられるようにしましょう!

15 3×4×4=48(W)

16 3×4×4×10×60=28800(J)

になります。
電力量の時間は秒であることに注意です。

C。電磁気・電解・磁界・誘導電流

問題

17. 下のコイルに電気を流したところ、
Aの位置の方位磁針は図のような方向を示した。
BCの位置の方位磁針の向きを答えなさい。

18.その時、電流の流れる向きは①、②のどちらか?

答え

17。Aの位置の棒磁石の向きから、
  コイルの左がN極右がS極と分かります。

  Cの位置はAと同じ向きになります。

  磁力線はN極からS局に向かうので
  Bの位置の方位磁石は、A、Cとは逆向きになります。
 

18. コイルの磁界の向きと電流の流れる向きを考えるには、
  右ねじの法則で、右手を使って考えればOKです。

左がN極なら右手の親ゆびを左に向け
指の丸まった方向に電流が流れます
この場合①の方向に電流が流れています。

もし、右がN極なら
親指の向きが逆になり、

指の曲がる方向逆になるので
②の方向に電流が流れます。

問題

19.次に、このコイルに棒磁石のS極を近づけた。
  この時コイルのAの位置はN極、S極どちらになるか?

20. その時、コイルに流れる電流の向きは①、②のどちらの方向か?

電磁誘導の問題です。

棒磁石を近づけると、コイルはその磁界に反発するように磁界を作ります。

N極を近づけると、コイルの端はN極
S極を近づけると、コイルの端はS極

になります。

この問題の場合、S極を近づけていますので
Aの位置はS極になります。

Aの位置がS極ということは、反対の右がN極です。

右ねじの法則で電流の流れる方向は②になります。

 

問題

21. 今度は磁石を遠ざけた。
この時コイルのAの位置はN極、S極どちらになるか?
 

22. その時、コイルに流れる電流の向きは①、②のどちらの方向か?

棒磁石を遠ざけると、
コイルはその磁界を引き付けるように磁界を作ります。

近づけると反発し、
遠ざけると引き付けようとします

すごいツンデレですね。

N極を遠ざけると、コイルの端はS極
S極を遠ざけると、コイルの端はN極

になります。

この問題の場合、S極を遠ざけていますので
Aの位置はN極になります。

右ねじの法則で電流の流れる方向は①になります。

問題

23. 最後に、棒磁石をS極側からコイルの中を通過させた
棒磁石がコイルを通過したあと磁石がコイルから遠ざかっていくときの電流の向きは、①、②のどちらか?



棒磁石がコイルを通過して遠ざかるときは
N極が遠ざかっていくので、コイルの右がS極になります。

コイルの左がN極なので、右ねじの法則より電流の流れる向きは「①」

問題文が少しややこしくなりましたが、
棒磁石がコイルの中を通過するような設定の問題は大事です。

ちなみに、棒磁石をS極側からコイルの中を通過させたときの
電流の動きは

「始めは②の方向、から一旦流れない状態になり①の方向」

と変化します。

最後に大事なポイント

誘導電流を大きくする
(検流計の振れ幅を大きくする)方法

1.コイルの巻き数を増やす
2.磁石を磁力を強くする
3.コイルの系を細くする
4.磁石を速く上下させる

これもしっかりと覚えておきましょう!

D。電磁力:電流が磁界から受ける力

問題

24. 下の図のようなコイルとU磁石を使った装置を設定した。
電流を矢印の向きに流したとき、コイルはA、Bどちらの方向に動くでしょうか?

これは、フレミングの左手の法則で考える問題ですね。

電流・磁界・力の向きが、互いに垂直に交わり
左手の中指・人差し指・親指の関係になる

という法則です。

中指から「電・磁・力」と覚えると学校でも習ったと思います。

この図の場合、

・電流が左向き
・磁力が上向き

なので
左手の法則より、力はBの方向になります。

問題

24. 下の図のように、金属のレールを2つ並べ、
  間に磁石を置き金属棒をレールの上に置いた。
  電源装置で電流を流したところ、鉄棒が左側に動いた。

  この時、磁石の上の面はN極、S極のどちらか?

同じように、フレミングの左手の法則で考える問題ですね。
今度は、

電流は+極から-極に流れるので右上方向
力は左方向

なので、磁力は下向き
よって、磁石の上の面はS極になります。

ここで、おまけポイント

・コイルの動き(振れ幅)を大きくする
・鉄棒を早く動かす

1.磁石を磁力を強くする
2.電流を大きくする

これもしっかりと覚えておきましょう!

都立高校入試のポイント・理科の傾向と対策:物理編まとめ

都立高校入試の理科について、物理分野ポイントを書いてきました。

物理分野は苦手な人が多いですが、
ここに書いた基本はしっかりとマスターしておきましょう!

-中学, 理科の勉強法, 高校受験

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