• [0]
  • 理科の問題

  • 投稿者:管理人
 
「理科の問題」のためのスレッドを立てさせていただきます。

投稿者
題名
*内容 入力補助画像・ファイル<IMG>タグが利用可能です。(詳細)
URL
sage

  • [17]
  • Re: 大阪大学 物理入試問題

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2018年 1月 8日(月)07時24分32秒
  • 返信
 
>>16

壁が共鳴する可能性もある、などという話も出ている。結構ややこしい話のようだから、退散。

  • [16]
  • Re: 大阪大学 物理入試問題

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2018年 1月 7日(日)23時34分13秒
  • 返信
 
>>15

ツイッターでは、壁が固定端か自由端か、疎密波とみたらどうこう、という話が出ているが、言葉をどう定義するかと物理現象とは無関係である。


以下、原理に立ち返って考えてみる。

  • [15]
  • Re: 大阪大学 物理入試問題

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2018年 1月 7日(日)22時46分25秒
  • 返信
 
>>14

これに関して、どのようなミスだったのか公式発表はなされていないようだ。ツイッターでは

壁での反射
音源が音叉である

という話が出ているが、前者に関して何が問題なのか私には分からない。



  • [14]
  • 大阪大学 物理入試問題

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2018年 1月 7日(日)22時34分12秒
  • 返信
 
http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/topics/2018/01/06_01
平成29年度大阪大学一般入試(前期日程)等の理科(物理)における出題及び採点の誤りについて
2018年1月6日(土)

 このたび、本学において、平成29年度大阪大学一般入試(前期日程)等の理科(物理)における出題及び採点に誤りがあったことが判明いたしました。そのため、改めて採点及び合格者判定を行い、新たに30名を合格者としました。

 また、理学部、工学部、基礎工学部の第2志望学科に合格し本学に在学している学生の中に、第1志望学科に合格している者が9名いることが判明し、新たに第1志望学科の合格者としました。

 このことは、1月6日(土)に記者会見を行い公表いたしました。

 厳正・確実であるべき入学試験においてこのような事態を引き起こし、受験生、在学生及びご家族並びに関係者の皆様には多大なご迷惑をお掛けすることとなり、深くお詫び申し上げますとともに、当該合格者及び学生のことを最優先に考え、一人ひとりのご事情を考慮して、誠心誠意対応してまいります。

 本学としましては、今回の事案を厳粛に受け止め、今後このようなことが生じないよう、教職員の意識向上に一層努めるとともに、鋭意、再発防止に努めてまいります。



当該の問題は上記URLの「・公表資料」から見ることが出来る。

  • [13]
  • 代ゼミ模試 物理

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2014年 2月25日(火)02時01分11秒
  • 返信
 
断面積Sでピストンが摩擦なく自由に動く断熱のシリンダーに単原子分子nモル入っている。大気圧はP_0で、シリンダー内の気圧はP_1 温度はT_1
シリンダーは鉛直に立ててあって、底面からピストンまでの長さがh

これとは別に単原子分子nモルが入った面積S、高さが3/2h、の断熱性の容器があり、内部の温度はT_1、気圧はP_0

これをシリンダーと接続してバルブを少しずつ開いたところピストンは徐々に下降し底面からh_1の高さで静止した。

設問(6) バルブを開いて十分時間がたつまでに、封入した全気体の内部エネルギーの増加分ΔUを、h、h_1、P_1、Sを用いて表せ。




私は、大気のした仕事が内部エネルギーの増加だから、
P_1S(hーh_1)とした。


模範解答

最初の段階でのシリンダーと容器の気体は同じ温度なので内部エネルギーが等しい。つまり両方3/2・P_1Sh、だから最初の段階の内部エネルギーはこれを2倍して3P_1Sh

十分時間がたった後の内部エネルギーは3/2×圧力×体積にいれて求まる。
両者の差を取って、(3/2・h_1-3/4・h)P_1S



設問(7):高さh_1をhを用いて表せ。


結局これは、模範解答と私の答えを等号で結んで求めることになる。

つまり設問(6)は指定された文字で表す場合に、一意に決定されない。無限に正解がある。これって悪問じゃないのでしょうかね?


まあ、どちらの答案でも正解にするとは思うけど、
「内部エネルギーの増加と書いてあるのだから内部エネルギーから求めないとだめ。外からなした仕事が内部エネルギーの増加になるのは結果論であって・・・」などという算数教育界並みのくだらないローカルルールがあったりして。

  • [11]
  • Re: アンチ「基本からの理解至上主義」

  • 投稿者:おおくぼ
  • 投稿日:2012年 9月24日(月)00時32分10秒
  • 返信
 
>>8
>  ちょっと爆弾発言をします。
> 「原理が分かったのちに応用を教える、ということが絶対でしょうか?
>  原理が分からなくても実際に操作したらこうなる、という理解もアリなので
>  はないか」
> ということです。

どこが爆弾発言なのか、よくわかりませんが・・・。
法則(原理)というのは、調べて判明するものだと思います。
マニュアルがあって、マニュアルに沿って操作するのもいいとは思います。
でもマニュアルのない場合は、自分でいろいろ試して法則を探すしかないと思います。
マニュアルがないから諦めるというのは時間がないなら仕方ないですが、教育方法としはダメだと思います。
全ての法則を自力で発見することは不可能ですが、法則を自分で発見する教育は大事です。

  • [10]
  • Re: アンチ「基本からの理解至上主義」

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2012年 9月23日(日)23時41分25秒
  • 返信
 
 私自身、ごちゃごちゃ言われるよりも、原理から考えた方が理解できたし、暗記力もないから、ごちゃごちゃ言われると訳が分からなくなってしまうたちでした。

 原理からなら理解できるのに、ごちゃごちゃ言われて混乱して、おちこぼれになる子もいるのではないかと思う。

 実際私自身、それに近かったように思う。

  • [9]
  • Re: アンチ「基本からの理解至上主義」

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2012年 9月23日(日)23時30分48秒
  • 返信
 
>>8
>  ちょっと爆弾発言をします。
> 「原理が分かったのちに応用を教える、ということが絶対でしょうか?
>  原理が分からなくても実際に操作したらこうなる、という理解もアリなので
>  はないか」
> ということです。
>
>  >高校で物理を勉強して分かったけど、中学ではそもそも電圧、電流、電力が
>  >何なのかを不問にしているんだから、分かる訳ないと思った。
>
>  >音楽の授業も訳がわからなかった。和音だの、さっぱり意味が分からなかっ
>  >た。高校物理で分かった。最初から周波数がどうのと教えてくれればいいの
>  >に、と思った。
>
>  ご当人が「こう教えてくれれば良かった」という事ならそれはわかりますが、
> もし「こういう教え方をする“べきだ”」ということなら、それは問題だと思
> います。

「こういう教え方“も”あるのに」「こういう教え方の方が分かる子もいるのに」ということです。

勿論そうじゃない子もいると思うのだけど、「理屈を理解した方が分かり易い」という子が皆無であるかのような前提の教え方には疑問を感じると言うことです。

 そういう意味では、「みはじ」も絶対的に否定するものではありません。でも、最初から「1時間で・・・」と考えた方が分かる子にまで、「みはじ」でやれ、と強要するのは間違っていると思います。

 「みはじ」だと、「そう言うのはおかしい」となるのだけど、これが「三用法」だの「内包量」だの「かけわり図」だの「テープ図」だのとなると、「それは理解のために必要だから強要するのは構わない」となりそうな気がする。

  • [8]
  • アンチ「基本からの理解至上主義」

  • 投稿者:ゴルゴ・サーディーン
  • 投稿日:2012年 9月23日(日)23時24分55秒
  • 返信
 
 ちょっと爆弾発言をします。
「原理が分かったのちに応用を教える、ということが絶対でしょうか?
 原理が分からなくても実際に操作したらこうなる、という理解もアリなので
 はないか」
ということです。

 >高校で物理を勉強して分かったけど、中学ではそもそも電圧、電流、電力が
 >何なのかを不問にしているんだから、分かる訳ないと思った。

 >音楽の授業も訳がわからなかった。和音だの、さっぱり意味が分からなかっ
 >た。高校物理で分かった。最初から周波数がどうのと教えてくれればいいの
 >に、と思った。

 ご当人が「こう教えてくれれば良かった」という事ならそれはわかりますが、
もし「こういう教え方をする“べきだ”」ということなら、それは問題だと思
います。

 “それ”の正体はわからないけれど、電流計・電圧計という物を使ったら測
定できるものそれが電流・電圧だ、という道筋もあるのではないでしょうか。

 ある、理科教育のこれからを憂える人が
 「理科の授業でLEDを取り扱ったとしても、ほとんどの理科教師はLEDが光る
  しくみを説明できないのではないか。だったら豆電球にしておいた方がよ
  い。」
と発言しているのを見たことがあります。
 私は
 「私達の身のまわりには、こういう物がある。
  こういう物で、この世は成り立っている。
  その中で、何をするか、何を利用するか、あるいは或る物を『便利だが
  あえてそれを使わない』という選択をすることもある。」
という事を教えずして何が教育か? と思います。

 そういう意味で、LEDを授業で扱う事自体はおおいに賛成です。
 ただし、入試・学力調査などに使うのはやめて欲しい、これは前述した通り
です。

  • [7]
  • 嘘に嘘を重ねて・・・

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2012年 9月22日(土)04時03分13秒
  • 編集済
  • 返信
 
 という訳で、何とも使いづらい物理教科書だと思った。私が物理教師なら教科書を使わないで教えたくなる。多分それは違法だと思う。

 塾講師はそのあたりは自由に出来ていい。微積分もがんがん使える。というか、微積分と物理を同時並行で教えることが多い。

 高校物理は微積分を使わない建前らしいので、電磁気の交流回路あたりは、かなり強引な説明になってしまいかえって分かりづらく、公式暗記になってしまいがち。
 私自身高校時代、交流の場合の電流と電圧の位相のズレがどうこう、って何言っているのかサッパリ分からなかった。単に sinωt と sin(ωt+Φ) の積を積分するというだけのことだと分かって、教科書はなんてややこしい説明しているんだ、と思った。

 難しい概念を使わないで説明しようとすることでかえって難しくなってしまう、というのはありがちかもしれない。

 小学校時代、算数の授業で方程式を教わったという人がいた。移項を「数の引っ越し」という表現で教わったらしく、訳が分からなかったという。母親に言ったら、ちゃんと解説してくれて理解できたという。


 掛け算の順序も同様かも知れない。

 「1あたり」と「いくつ分」、「等分除」と「包含除」、こういった概念を用いた方が、教えやすい

 というところまでは、まあ、賛同しないまでもそう言う意見もあると言うことで理解可能ではある。

 しかし、本来はこんな概念はそもそも存在しない。だからこの概念があるという前提で進んでいくと、いずれは矛盾に遭遇することになる。

 だから、役割が終わった段階で、「実は嘘でこんな概念は本当はありません」と正直に教えればいいのに、いつまでもこの概念があるという建前を捨てることが出来ない。

 結局、「外延量的内包量」だとか、「長方形の面積と縦の長さが分かっていて横の長さを求めるわり算は等分除でも包含除でもなく倍を求めるわり算」だとか、行き当たりばったりの恣意的概念を追加して、訳の分からない「体系」が出来上がることになる。

  • [6]
  • 高校物理の教科書

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2012年 9月22日(土)03時40分30秒
  • 編集済
  • 返信
 
ちょっと古い(2006年1月発行)のしか手元にないけど、数研出版の「物理Ⅰ」は、

第1編 私たちの暮らしと電気
第2編 波
第3編 運動とエネルギー

となっている。

力とかエネルギーとかについて学んだ後に、具体的な力の例として、重力や電気の力や・・・、というようにやった方が良いと思うのだけど、そうなっていない。

第1編 私たちの暮らしと電気  では、「モーターのしくみ」「コピー機のしくみ」「蛍光灯のしくみ」「発電器のしくみ」が解説されている。


 物理の教師によると、生徒に関心を持ってもらうために身近な題材を扱う傾向があって、そうなっているらしいとのこと。


 件のLED云々の問題も、「理科は皆さんの生活と密接に関わっているのですよ」と言いたいがために、最近話題の題材を無理矢理問題にしたのではないだろうか?

  • [5]
  • Re: 国立教育政策研究所の全国学力テスト

  • 投稿者:ゴルゴ・サーディーン
  • 投稿日:2012年 9月21日(金)22時59分40秒
  • 返信
 
>>2

 > 問題(2)の答を無理に答えるとすれば
 >
 > (豆電球と発光ダイオードに)
 > 「一つの回路で実験1,2と同じ結果を得るような実験を
 > 同時にするためには、電流計をもうひとつ持ってきて豆電球と発光ダイオードのそれぞれにつ
 >ないだうえで
 > それらを並列に電源と電圧計に接続すればできますけれども、それは発光ダイオードの
 > 特性を測るにはあまりいい方法ではありませんので、やはり別々に」
 > (測定すればよいと思います。)

まったくその通りです。

 > 結局、何を目的にこんな問題作ったの? というのが私の感想。
 > この問題に出てくる先生、何を言ってもピントはずれに見えますが
 > 問題の制作者がよくわかっていないからでしょうか。

出題者がLEDを良く分かってないし、「中学生はLEDについて何を知っているべきか」
という事が定まっていないのだと思います。
単なる印象ですが、
 「(入試や学力調査などで)LEDを出題せよ」
というプレッシャーを起こしている人がどこかにいるのではないか、という気がしています。
LEDを教科書に載せるのは大いに結構だと思うのですが、入試や全国学力調査の問題らしく仕立
てるのは無理なんだからやめておけばいいのに、と思います。

  • [4]
  • 私が出会った、理科の問題な問題

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2012年 9月21日(金)12時47分33秒
  • 返信
 
■ 力の合成で平行四辺形の対角線が合力になるという問題で、「これを何というか?」、「平方四辺形の原理」とかいうのが答えだそうだが、言葉を聞いたのは後にも先にもこのときだけ。
(塾で教えていたときの問題集から)


■ 低気圧だと天気はどうなるか?答え:悪くなる
理科なんだから、良いとか悪いとかの価値判断を答えにしちゃまずいだろうが・・・。雨が降らなかったらそれはそれで困るだろうに・・・。
(塾で教えていたときの問題集から)



■ 日中と夕日、太陽が大きく見えるのはどちら? 答え 夕日
水平線や地平線に沈む夕日など見たことのない山間部の子どもに、こんな質問するなよ・・・・  (小学校2年のときのテスト)


■ 中学理科 台車が斜面を下る様子を記録テープで調べる実験。「西日本では1秒間に( )回、東日本では1秒間に( )回、打点する。」
理科じゃなくて社会の問題だよ・・・。
(塾で教えていたときの問題集から)


■ 中学理科2分野 ハマグリがべろを出している絵。「この絵から分かるハマグリのあしの特徴を述べよ」。答え 節がない
(友人が勤務先の塾の問題集で見たという)

節足動物と比較して、どう違うか?と問うならまだ分かるが、ハマグリだけ出してきて「節がないのが特徴」と言われてもね・・・。
普段から観察する子がアサリのべろがぬるぬるしているのを思い出して「ぬるんるしている」とかすると、「この絵から分かる」というのに反するからバツ、とでもなりそう。
 「節がない」が答えなら「毛が生えていない」「目が付いていない」「穴が開いていない」・・・・、どうとでも出来る。

 教科書か参考書に、節足動物や軟体動物、脊椎動物などの特徴を書いてある表みたいのがあって、そこからテキトーに問題を作ったであろうことが推測できる。「教科書準拠」と称する問題集には、この手の杜撰な問題が多い。

 節足動物と軟体動物の特徴を理解してるかどうかを見たければ

 ハマグリ、クルマエビ、蛸、ナメクジ、カブトムシ
 節のない生き物を全て挙げよ

とでもすればいい。

  • [3]
  • 中学理科での電気ってよく分からなかった

  • 投稿者:積分定数
  • 投稿日:2012年 9月21日(金)12時23分44秒
  • 返信
 
 自分自身が中学のときって、このあたりのことがよく分からなかった。

 高校で物理を勉強して分かったけど、中学ではそもそも電圧、電流、電力が何なのかを不問にしているんだから、分かる訳ないと思った。

 音楽の授業も訳がわからなかった。和音だの、さっぱり意味が分からなかった。高校物理で分かった。最初から周波数がどうのと教えてくれればいいのに、と思った。

  • [2]
  • Re: 国立教育政策研究所の全国学力テスト

  • 投稿者:M
  • 投稿日:2012年 9月21日(金)00時02分19秒
  • 編集済
  • 返信
 
>>1
> 第1回は、「文部科学省・国立教育政策研究所の全国学力テスト」の件についてです。
> http://www.nier.go.jp/12chousa/12mondai.htm
>
> 最後の、問題(2)…
> じつにイヤな問題です。
> 何故イヤなのかは、明日。


とりあえず考えてみました。

LED電球の代わりに発光ダイオードを使用して実験するという先生の
アドバイスが大外れなことが問題です。

ACの照明の調光はトライアックの位相制御で点灯時間を制御しているのであって
電圧を変えているのではありません。
また、調光対応のLED電球は単一のデバイスではなく、電源波形に応じて
制御回路を内蔵して定電流制御やPWM調光を行ってる複雑な内部回路を持つ装置(らしい)です。
単一デバイスの発光ダイオードとは特性が異なる。

電球とLED電球の比較のモデルとして豆電球と発光ダイオードを持ってきて
電圧依存性をはかるというのはあまりにもいい加減すぎるでしょう。

発光ダイオードは電流デバイスなので、光量変化を測定するならパラメータとして
電流を可変して光量を測定してやるべき。電圧を振ると急激に電流が
変わるので測定しずらいです。誤差が増えてきちんと測れないかもしれない。

実験2のレポートに目的が書いていないのが気になります。
レポートの一部と書いてあるので、省略しているのかもしれませんが、
発光ダイオードの特性をちゃんと理解していれば、実験2の目的は書きなおして
電圧ではなく、電流をパラメータとして光量と電圧を測定したいところです。

そうすると、実験2が終わったところで、昌夫さんが
電流一定で比較したいという意見を述べたのは、発光ダイオードの特性を理解しての
コメントならなかなかナイスじゃん、と思ってしまいました。
直列につなぐと電流がおなじになると言えるのは電気回路をよくわかっている証拠です。

先生のアドバイスを見ると、家庭で電気器具を同時に使う場合の
ことを言い出しているので、同じ電圧を電球と発光ダイオードに掛けて
測ってみろと言っているのですが、それは発光ダイオードの測定については
あまりいいやりかたとは言えません。電圧を上げると急激に電流が上がっていってしまう。
電球も正確にはフィラメント温度が変わると抵抗値が変化するので非直線ですが。

で、先生は「一つの回路で同時に使用しても測定できますね」と言っているが、
なにをもって「一つの回路」といっているのかも意味不明。
実験1の道具立てだけでは同時に実験1、2と同じ結果は出せません。
電源と電圧計を共有したとしても最低限電流計がもうひとつ必要になります。

結局、先生のアドバイスは意図がさっぱりわかりません。
いったい何をさせたいのか。


問題(2)の答を無理に答えるとすれば

(豆電球と発光ダイオードに)
「一つの回路で実験1,2と同じ結果を得るような実験を
同時にするためには、電流計をもうひとつ持ってきて豆電球と発光ダイオードのそれぞれにつないだうえで
それらを並列に電源と電圧計に接続すればできますけれども、それは発光ダイオードの
特性を測るにはあまりいい方法ではありませんので、やはり別々に」
(測定すればよいと思います。)

と、私は答えたいです。そう答える中学生はあまり多くないと思いますが。

ところで、道具立ての直流電源ですが、メータが2つ付いていますので、
定電圧定電流電源なんじゃないかと思うので、外付けでメータ全然いらないんじゃないかと。
電源のつまみいじくって電源についているメータを読んでいれば結果が出せます。

で、この実験結果でLED電球のほうが効率がいいと言っているのもなんだかなーという感じです。
ワットチェッカーでも持ってきて電気器具に電球とLED電球を差し替えて電力測ればいいのにw
力率調べるとかすると面白いレポートになるかもしれません。(中学生のレポートじゃないけど)


実験1と実験2とで光量を定量的に比較する手段がないのも
気になります。全光束は積分球で計ればいいんですが、発光の角度分布が
違うので、実用条件ではかなり見た感じの明るさが違う場合もあるし…
電気スタンドなら照度を測って比較する実験が面白いのでは…


結局、何を目的にこんな問題作ったの? というのが私の感想。
この問題に出てくる先生、何を言ってもピントはずれに見えますが
問題の制作者がよくわかっていないからでしょうか。

  • [1]
  • 国立教育政策研究所の全国学力テスト

  • 投稿者:ゴルゴ・サーディーン
  • 投稿日:2012年 9月20日(木)22時02分0秒
  • 返信
 
第1回は、「文部科学省・国立教育政策研究所の全国学力テスト」の件についてです。
http://www.nier.go.jp/12chousa/12mondai.htm

最後の、問題(2)…
じつにイヤな問題です。
何故イヤなのかは、明日。


レンタル掲示板