物理分野の用語と知識の問題

焦点距離が $10\text{cm}$ の凸レンズを光学台に固定し、レンズの一方の側に火のついたろうそくを、反対側にスクリーンを置いた。

ろうそくをレンズから $30\text{cm}$ の位置に置いたときは、スクリーンをある位置まで動かすと、上下左右が逆向きのはっきりした像がスクリーンにうつった。

次に、ろうそくをレンズから $6\text{cm}$ の位置に移した。すると、スクリーンをどこに動かしても像はうつらなかった。そこでスクリーンをとりはずし、スクリーンがあった側からレンズをのぞいた。すると、ろうそくより大きく、上下左右の向きがろうそくと同じ像が見えた。

このように、レンズを通った光が実際に集まってできたものではなく、レンズをのぞいたときにだけ見える像を何というか。漢字で答えよ。

電池などの電源をつながずに、コイルと検流計だけを導線でつないだ回路をつくり、次の実験 1〜3 を行った。

• 実験 1　棒磁石の N 極をコイルに近づけている間だけ、検流計の針が右に振れた。
• 実験 2　棒磁石の N 極をコイルの中に入れたまま静止させておくと、検流計の針は 0 を指したままだった。
• 実験 3　棒磁石を静止させたまま、コイルのほうを棒磁石の N 極に近づけていくと、その間だけ検流計の針が右に振れた。

これらの実験から、電源がなくても、コイルの内部の磁界が変化しているときにだけ、コイルの両端に電圧が生じて回路に電流が流れることがわかる。このような現象を何というか。漢字で答えよ。

水中の物体にはたらく水圧と浮力について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、物体は変形しないものとし、液体はすべて水とする。

• ア　物体全体が水中にあるとき、物体を深く沈めるほど下面にはたらく水圧が大きくなるので、浮力も大きくなる。
• イ　同じ体積の物体を全体が水中に入るように沈めると、質量が大きい物体ほど、はたらく浮力は大きくなる。
• ウ　水面から同じ深さの点で比べると、容器の底面積が大きいほど、その点の水圧は大きくなる。
• エ　物体全体が水中にあるとき、物体の向きを変えて水中に置き直しても、はたらく浮力の大きさは変わらない。
• オ　水面に浮かんで静止している物体では、物体にはたらく浮力は、物体にはたらく重力より小さい。

同じ荷物を、床から同じ高さの棚の上まで、次の 3 通りの方法でゆっくりと一定の速さで持ち上げた。ただし、滑車やロープの重さ、摩擦は考えないものとする。

• 方法 1　荷物に糸をつけ、真上に直接引き上げた。
• 方法 2　動滑車を 1 個使って引き上げた。糸を引く力は方法 1 の半分ですんだが、糸を引いた距離は方法 1 の 2 倍になった。
• 方法 3　なめらかな斜面に沿って荷物を引き上げた。斜面に沿って引く力は方法 1 より小さくてすんだが、引いた距離は方法 1 で引いた距離より長くなった。

このように、動滑車や斜面などの道具を使うと、物体を動かすのに必要な力は小さくできるが、そのぶん力の向きに動かす距離が長くなり、力の大きさと距離の積で表される量は、道具を使わずに直接持ち上げたときと変わらない。このことを何というか。

ふもとの売店で買った、空気が入った状態で密閉されているスナック菓子の袋を持って山に登ったところ、山頂では袋が買ったときよりも大きくふくらんでいた。袋に穴はあいておらず、ふもとと山頂の気温は同じであったものとする。

次の文は、このことについて述べたものである。

袋の外側の空気は、袋の表面のどの部分にも、その面に（ a ）な向きに力を加えている。山頂では、ふもとに比べて上にある空気の層が薄いため大気圧が（ b ）なり、袋の中の空気が内側から袋を押すはたらきの方が上回るようになったため、袋がふくらんだ。

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。