定期テスト対策問題「力と圧力」解答・解説

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中学1年の物理分野「力と圧力」の定期テスト対策問題の解答・解説です。間違った問題はしっかりと解説を読み、わからない場合は基本を復習しましょう。

定期テスト対策問題「力と圧力」解答・解説

問題がすべて解けるようになれば、定期テストでは90点台を狙えます。知識が定着していない単元や、復習をしたい単元はリンク先のまとめや問題で復習を行い高得点を目指しましょう。

問題はこちら中学1年理科「力と圧力」定期テスト対策問題

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力の表し方 解答・解説

(1)① ②支え ③運動

力のはたらきは次の3つを覚えておきましょう。
①物体の形を変える。②物体を支える。③物体の運動のようすを変える。

(2)

アの摩擦力やウの弾性力は、接していないとはたらかない力になります。

(3)A:作用点 B:力の向き C:力の大きさ

力は矢印で表され、力がはたらく点を作用点、矢印の向きで力の向き、矢印の長さで力の大きさを表しています。

(4)重力の作用点は物体の中心にとります。200gの物体にはたらく重力の大きさは2.0Nなので、2目盛り分の矢印を引きます。

重力の作図

質量と重さ 解答・解説

(1)質量

量る場所で変化しない物質そのものの量を質量といいます。質量は上皿てんびんや電子てんびんで量ります。

(2)1.2N

おもりの質量は120gなので、物体の重さは1.2Nになります。

(3)120g

質量なので量る場所によって変化しません。

(4)0.2N

月の重力は、地球の重力の6分の1の大きさなので、おもりの重さは地球の6分の1の大きさになります。1.2×1/6=0.2N

(5)①変化しない ②重さ ③変化する

質量は、物体そのものの量を表しており、量る場所が変わっても変化しない量です。一方の重さは、物体にはたらく重力の大きさのことで、量る場所によって変化します。

フックの法則 解答・解説

(1)9.0cm

表より、ばねに加える力の大きさを0.2N大きくすると、ばねの長さが1.0cmずつ長くなっていることから、ばねに0.2Nの力を加えているとき、ばねは1.0cm伸びていることがわかります。したがって、力を加えていないときのばねの長さは、
10.0-1.0=9.0cmとなります。

(2)15.0cm

このばねは0.2Nの力で1.0cm伸びているので、1.2Nの力を加えたときのばねの伸びは、
0.2N:1.0cm=1.2N:xcm
x=6.0cm

(3)18.0cm

このばねは0.2Nの力で1.0cm伸びているので、1.8Nの力を加えたときのばねの伸びは、
0.2N:1.0cm=1.8N:xcm
x=9.0cm
これに(1)で求めたばね自体の長さ9.0cmを加えると、
9.0cm+9.0cm=18.0cm

(4)220g
ばねの長さが20.0cmなので、このときのばねの伸びは、
20.0cm-9.0cm=11.0cm
このとき、ばねに加わっていた力の大きさは、
0.2N:1.0cm=xN:11.0cm
x=2.2N
100gの物体にはたらく重力の大きさが1.0Nなので、
2.2N=220g

(5)0.5N

ばねの長さが14.0cmなので、このときのばねの伸びは、
14.0cm-9.0cm=5.0cm
ばねの伸びが5.0cmなので、ばねに加わっている力の大きさは、
0.2N:1.0cm:xN:5.0cm
x=1.0N
おもりの重さ1.5Nのうち1.0Nはばねが支えているので、残りの0.5Nは台はかりで支えています。

力と圧力 解答・解説

(1)

レンガの置き方を変えると、レンガがスポンジにあたえる圧力は変化しますが、力の大きさはすべて12Nで変化しません。

(2)記号:A 圧力:600N/㎡

スポンジのへこみ方が最も小さいので、圧力が最も小さくなっています。スポンジと触れ合う面積が最も大きいとき圧力は最も小さくなるので、A面を下にしたとき圧力が最も小さくなります。圧力N/㎡は、N÷㎡で求められるので、
1.2kg=1200g=12N
0.2m×0.1m=0.02㎡
12N÷0.02㎡=600N/㎡

(3)記号:C 圧力:2400Pa

スポンジのへこみ方が最も大きいので、圧力が最も大きくなっています。スポンジと触れ合う面積が最も小さいとき圧力は最も大きくなるので、C面を下にしたとき圧力が最も大きくなります。圧力Paは、N÷㎡で求められるので、
1.2kg=1200g=12N
0.05m×0.1m=0.005㎡
12N÷0.005㎡=2400N/㎡=2400Pa

(4)3.6kg

スポンジのへこみ方が最も大きいときの圧力は、へこみ方が最も小さいときの圧力の何倍になっているかを求めます。
2400N/㎡÷600N/㎡=4倍
圧力が4倍違うので、同じ大きさの圧力にするには質量を4倍にする必要があります。
1.2kg×4=4.8kg
レンガ自体の重さを引いて、レンガの上に乗せるおもりの質量を求めると
4.8kg-1.2kg=3.6kg

(5)①比例 ②反比例

圧力の大きさは、面積が変わらない場合、力の大きさに比例し、力の大きさが変わらない場合、面積に反比例します。

水圧 解答・解説

(1)

水の中に透明の円筒を入れると、水の重さによって水圧がかかりゴム膜がへこみます。水圧は水面からの深さが深いほど大きくなります。ゴム膜の深さが等しいので、ゴム膜のへこみ方は等しくなります。

(2)C

水圧が大きくかかっているところほど水が勢いよく飛び出します。水圧は水面からの深さが深いほど大きいので、水が勢いよく飛び出すのは、最も深いCになります。

(3)

水圧は水面からの深さが深いほど大きいので、深い場所ほど矢印を長くします。

浮力 解答・解説

(1)2.0cm

物体が完全に水につかっているとき、深かろうが浅かろうが浮力の大きさは変化しません。物体が水から出てくると浮力は小さくなっていきます。つまり、水の中にある物体の体積が大きいほど浮力は大きくなります。水そうの底から物体Aの底面までの距離が2cmになったとき、ばねばかりの大きさが変化し始めるので、ここで物体Aが水面に達したことがわかります。

(2)6.0cm

物体の上面と水面が一致しているときの水そうの底から物体Aの底面までの距離は2cm、物体の下面と水面が一致しているときの水そうの底から物体Aの底面までの距離は8cmになることから、物体の高さは、
8cm-2cm=6cm

(3)5.0N

水そうの底から物体Aの底面までの距離が8cmになると、ばねばかりの値が5Nで変化しなくなります。これは、物体が空気中に完全に出てしまったことを表しています。

(4)3.0N

物体の重さは(3)で5Nだとわかりました。物体が完全に水中にあるときのばねばかりの値は2Nなので、浮力の大きさは、
5.0N-2.0N=3.0N

(5)2.0N

水そうの底から物体Aの底面までの距離が4.0cmのとき、ばねばかりの値は3Nを示していることから、
5N-3N=2N
の浮力が生じていることがわかります。

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