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2017年度桜蔭中学校理科入試問題(過去問)解答・解説

桜蔭学園　桜蔭中学校高等学校過去問対策研究

2017年度桜蔭中学校入学試験から、Ⅰ振り子を解説します。

振り子の知識がなくても実験結果を読み取ることで正解が出せる問題です。

理科入試問題 Ⅰ．振り子にチャレンジ

問題

スペースＯＮＥプロ家庭教師の解答で、桜蔭中学校の発表ではありません。

問1　解答解説

問1 （a）おもりの重さ、(b)　はじめに引き上げた角度　(c)ふりこの長さ　をそれぞれ大きくしたとき、ふりこが10往復するのにかかる時間はどのようになりますか。つぎのア～クから選び、記号で答えなさい。また、それぞれA～Gの記号の組み合わせで答えなさい。ア　長くなる　イ　変わらない　ウ　短くなる。

解説

（a）おもりの重さをそれぞれ大きくしたときは、(b)　はじめに引き上げた角度　(c)ふりこの長さが同じで、おもりの重さだけが違う2つを選ぶので、CとE。角度は20°で、長さが60cmのとき、おもりの重さが200gでも400gでも10往復にかかる時間は15.5秒なので、答えはイ　変わらない。
(b)　はじめに引き上げた角度をそれぞれ大きくしたとき、(a）おもりの重さ、(c)ふりこの長さが同じで、　(b)　はじめに引き上げた角度だけが違う2つを選ぶので、AとC。はじめに引き上げた角度が10°でも20°でも10往復にかかる時間は15.5秒なので、答えはイ　変わらない。
(c)ふりこの長さをそれぞれ大きくしたとき、（a）おもりの重さも(b)　はじめに引き上げた角度も同じで、長さだけが違う2つを選ぶので、AとB。ふりこの長さが60cmだと　10往復にかかる時間は15.5秒で、ふりこの長さが120cmだと10往復にかかる時間は22.0秒なので答えはア　長くなる。

答え　　(a) CとE　イ，　(b)AとC イ，　(c)AとB 　ア

問2 解答解説

問2　A～Gのうち、Qをとおるときのおもりの速さが最も速いのはどれですか。

解説

「おもりの速さ」は、おもりを手から離すときの高さだけで変わるので、振り子の長さが長く(120cm)で、引き上げた角度が最も大きい(20°)のGの速さが最も速くなる。

答　　　G

(3)解答解説

問3 図2のように、200gのおもりをつけた120cmのふりこの、支点Oから90cm真下の位置Ｓに棒を固定し、おもりを20°引き上げた位置Ｐで手を離しました。おもりは最も低い位置ＱからＲまでの角度は、どのような角度でしょうか。また、おもりが通るＱからＲまでの道のりはどのような長さでしょうか。それぞれつぎのア～カから選び、記号で答えなさい。ア　20°より小さい　イ　20°である。　ウ　20°より大きい。エ　道のりQRは、道のりPQより短い。オ　道のりQRは、道のりPQと等しい。カ　道のりQRは、道のりPQより長い。

解説

位置Ｐと位置Ｒは同じ高さなので、同じ高さになるには、ひもが短い方が，より角度が大きくならなければならない。また，ひもが短い方が横に動く距離が短いので，同じ高さになるまでの道のりは短くなる。

答え　　ウ，　　エ

(4)解答解説

問4　問3のとき、ふりこをはなしてから10往復してPにもどってくるまでにかかる時間は何秒ですか。

解説

向かって左半分は長さが120㎝，右半分は長さが　120 - 90 = 30㎝なので、表1のB，Gは引き上げた角度が違っても10往復にかかる時間が22秒なので、左半分は22÷2 = 11秒。同様にDから、右半分は11.0÷2 = 5.5秒。したがってふりこをはなしてから10往復してPにもどってくるまでにかかる時間は、11 + 5.5 = 16.5秒

答え　　16.5秒