獨協医科大学物理2013年第1問

次の問1、問2に答えなさい。〔解答番号

$\fbox{1}$ ~

$\fbox{4}$ 〕

問1 図1のように、粗い水平面上の点Oに質量mの小物体を置き、水平方向に大きさvの初速度を与えたところ、小物体は水平面から一定の動摩擦力を受け、距離lだけ移動して止まった。
- (1) 小物体が水平面から受ける動摩擦力の大きさはいくらか。正しいものを、次の1~6のうちから一つ選びなさい。1
  - 1 $\dfrac{mv^2}{6l}$
  - 2 $\dfrac{mv^2}{3l}$
  - 3 $\dfrac{mv^2}{2l}$
  - 4 $\dfrac{2mv^2}{3l}$
  - 5 $\dfrac{3mv^2}{2l}$
  - 6 $\dfrac{6mv^2}{l}$
- (2) 点Oから距離12lだけ離れた点を通過する瞬間の小物体の速さをv1、点Oから距離34lだけ離れた点を通過する瞬間の小物体の速さをv2とする。v2はv1の何倍か。正しいものを、次の1~6のうちから一つ選びなさい。 v2v1=2
  - 1 $\dfrac{1}{4}$
  - 2 $\dfrac{1}{3}$
  - 3 $\dfrac{1}{2}$
  - 4 $\dfrac{\sqrt{3}}{3}$
  - 5 $\dfrac{\sqrt{2}}{2}$
  - 6 $\dfrac{3}{4}$
問2 図2のように、断熱材で囲まれた容器内に液体を入れ、P[W]のヒーターでこの液体と容器を加熱し、液体と容器の温度をともにΔT[K]だけ上げるのに要する時間を測定した。その結果、容器に入れる液体の質量がm[kg]の場合に要した時間はt0[s]、容器に入れる液体の質量が32m[kg]の場合に要した時間は43t0[s]であった。ヒーターや温度計の熱容量は無視できるものとし、ヒーターからの熱は液体と容器にのみ加えられ、液体と容器の温度はつねに等しいものとする。また、液体の蒸発はないものとする。
- (1) 液体の比熱c[J/(kg・K)]はいくらか。正しいものを、次の1~6のうちから一つ選びなさい。3
  - 1 $\dfrac{Pt_0}{6m\Delta T}$
  - 2 $\dfrac{Pt_0}{3m\Delta T}$
  - 3 $\dfrac{Pt_0}{2m\Delta T}$
  - 4 $\dfrac{2Pt_0}{3m\Delta T}$
  - 5 $\dfrac{3Pt_0}{4m\Delta T}$
  - 6 $\dfrac{Pt_0}{m\Delta T}$
- (2) 容器の熱容量C0[J/K]はいくらか。正しいものを、次の1~6のうちから一つ選びなさい。4
  - 1 $\dfrac{Pt_0}{6\Delta T}$
  - 2 $\dfrac{Pt_0}{3\Delta T}$
  - 3 $\dfrac{Pt_0}{2\Delta T}$
  - 4 $\dfrac{2Pt_0}{3\Delta T}$
  - 5 $\dfrac{Pt_0}{\Delta T}$
  - 6 $\dfrac{2Pt_0}{\Delta T}$