反射の法則ではなく、屈折の法則です。虚像は「レンズをのぞいた人しかみえない」のが特徴。虫眼鏡もレンズごしに虫が大きくなりますね。×あれ!?って感じの問題でした。過去問を解いた人、実験を授業でやっている人は楽勝!逆に知識問題は見たことがないと、どうしようもないところもありますね。授業で生徒に演示実験をしておいてよかったとおもった問題でした。1問2まずはじめの条件から焦点距離が15cmであることがわかります。ぼくが撮影した写真もありました。こちらも参考にどうぞ。これらのことから、状況を絵にかくと次のようになります。あとはレンズの公式を使って、xを求めましょう。倍率は、その公式から、となります。レンズの公式さえ知っていればとけましたね。B問3一見とっつきにくいですが、音の干渉の問題で経路差を見ていくことがコツです。音の波長を求めておきましょう。0.2(m)λは0.2(m)です。次に干渉条件について見て行きましょう。AOとBOにおいて経路差が0となるのが、BがQの位置にきたときです。ここで音は大きくなります。音が少しずつ小さくなり、Rから再び大きくなり始めたとかいてあります。いうことは、Rでは「弱めあいの位置」になっていることになります。経路差ΔLが0の、となりの弱め合いなので、次の図のように弱め合いの整数mが0であることがわかります。このことから、弱め合いの条件式にm=0、λに0.20を入れて計算するとΔL=0.10mとなります。1.1(m)となります。4問4一見こちらも難しそうですが、計算は必要ありません。選択肢をざっと見ておくことが大切です。x軸上で動かす場合、経路差が0となる原点では音が強め合い大きくなるはずです。選択肢を読んで、原点0で大きくなるということから、4〜6に絞ることができます。y軸上ではどこに動かしても経路差は0なので音は強め合い大きく聞こえるはずです。音は徐々に大きくなっていくはずです。よって答えは6番です。これは文章から状況を読み取るのが大変な問題ですね。読解力がもとめられそうです。距離の式を使って解いていきましょう。次の図のように、AB区間では糸やバネは気にしないで絵をかきます。斜面下向きの加速度を求めましょう。重力を分解すると、上の図のようにmgsinθとなります。公式に代入すると次のような式ができあがります。l(エル)を、tに点Bに達した時の時間をt1として代入します。4問2物体の速さが最大になる場所Cとはどういう条件がなりたつのでしょうか。イメージしてみましょう。AからBにかけて物体は糸がたるんでおり、重力mgsinθによって引かれ、どんどん加速していきます。Bを通り過ぎると、糸がピンと張り、バネが少しずつ伸びていきます。このため、バネは物体を斜面上方向に引っ張り始め、ブレーキとなります。物体はまだ下方向に加速していきます。徐々にxは大きくなり、kxがmgsinθと等しくなると、もう下方向に加速できなくなります(この状態を「☆」とします)。Cを超えると、今度はkxのほうがmgsinθよりも大きくなるため、斜面上方向に物体は減速していき、Dで止まります。「☆」の場所がC点、つまりkxとmgsinθが等しくなっている点がC点だということがわかります。上の図Bからの距離をxとして、xを求めると、となります。Aからはかるとl+xになるので、答えは3番です。この問題に関しては、物理IIの単振動と関連が有り、単振動を学習している生徒は、わりかし簡単だったかもしれません。3問3このグラフを選ぶ問題は少しむずかしいですね。グラフ全体の形を見てみましょう。A点のエネルギーが最終的なD点では減っている答え(2、4)と、同じになっている答え(1、3)があるのがわかります。これはエネルギーの保存と関係していそうです。ここから考えてみましょう。この問題では摩擦がないため、力学的エネルギーの和が保存します。運動E+位置E+ばねE=一定となっているはずです。位置E+ばねEのことをいっています。A点で手を離したとき、物体は静止していますから、運動エネルギーは0です。最下点のDの場所ではやはり物体は一瞬静止しているので、運動エネルギーは0です。このことから、位置EとばねEの和は、力学的エネルギーの保存からA点とD点では同じになっていなければいけません。1か3があやしいことがわかります。次にグラフの形について見て行きましょう。単純に位置Eがどんどん減少していき、そのぶん運動エネルギーに変わっていきます。位置エネルギーの減少量を計算すると、となり、グラフはAからBの間では一定の値で減少をしていきます。これは1も3も同様ですから判別できません。次にB以降について考えていきます。B以降では、糸がピンと張り、ばねが伸び始めるので、ばねEが増加していきます。位置Eの減少に対して、ばねEが加えられるので、減少量の直線は緩やかになっていきます。Cでは運動Eが最大になるため、その他の位置EとばねEの減少量が最大になります。よって最低値になります。このことから考えると、Cで最低になっている選択肢1が正しいことがわかります。B問4これは簡単な問題。動摩擦力を求めるためには垂直抗力Nの値を知ることが必要です。力をすべて書き、まず力Fを上下左右に分解しましょう。力のつり合いより、垂直抗力Nの値がわかります。動摩擦力の公式に代入しましょう。答えは選択肢2ですね。あせって、N=mgと代入しないところがポイントになります。2問5Pに到達するまでに物体にはたらく水平方向の力は、Fcosθと摩擦力のfです。はじめの力学的エネルギーは0、あとの力学的エネルギーは1/2mv2となります。これらのことから、エネルギーの保存の式をたてましょう。あとの力学的エネルギーこれをvについて解くと、となります。