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🔬物理クイズ 問題と解説

力学・電磁気・熱力学・量子論など、物理学に関するクイズです。自然界の法則を発見した偉人たちのエピソードも含みます。1210問のうち第6180問を掲載しています(4ページ目/全61ページ)。

  1. 61難易度 ☆☆☆☆

    物理量「仕事」のSI単位は?

    正解:ジュール(J)
    解説:力で物体を動かしたエネルギー(仕事)の単位はジュール(J)で、1J=1N×1m。1秒あたり1Jの仕事が仕事率1ワットです。
  2. 62難易度 ★★☆☆☆

    真空中での光の速さはおよそ?

    正解:約300,000 km/s
    解説:真空中の光速は約299,792,458 m/s(約30万km/s)で、自然界の上限速度とされます。1秒で地球を約7.5周できる速さです。
  3. 63難易度 ☆☆☆☆

    真空中での音の伝わり方として正しいのは?

    正解:真空中では伝わらない
    解説:音は空気・水・固体などの媒質が振動して伝わる縦波で、真空中では伝わりません。宇宙空間で音が聞こえないのもそのためです。
  4. 64難易度 ☆☆☆☆

    加速度のSI単位はどれ?

    正解:m/s²
    解説:加速度は単位時間あたりの速度変化なので、SI単位はm/s²です。地表付近の重力加速度は約9.8m/s²。
  5. 65難易度 ☆☆☆☆

    光が鏡で反射するとき、入射角と反射角の関係は?

    正解:等しい
    解説:光の反射の法則により、入射光と反射光は法線に対して同じ角度をなします(入射角=反射角)。鏡像が左右反対に見えるのもこの法則の結果です。
  6. 66難易度 ★★☆☆☆

    自由落下する物体について、空気抵抗を無視すれば成り立つ法則は?

    正解:力学的エネルギー保存則
    解説:摩擦や空気抵抗を無視すれば、運動エネルギーと位置エネルギーの和(力学的エネルギー)は一定に保たれます。落下に伴い位置エネルギーが運動エネルギーに変換されます。
  7. 67難易度 ☆☆☆☆

    電流の大きさを表すSI基本単位はどれ?

    正解:アンペア(A)
    解説:電流のSI基本単位はアンペア(A)。1Aは1秒間に1クーロンの電荷が流れる電流です。Vは電圧、Ωは抵抗、Cは電気量。
  8. 68難易度 ★★★☆☆

    電子などの粒子も波の性質を持つことを示した「ド・ブロイ波」を提唱したのは誰?

    正解:ルイ・ド・ブロイ
    解説:フランスのルイ・ド・ブロイは1924年、粒子に波長 λ = h/p を関連付ける物質波(ド・ブロイ波)を提案。電子線回折など多くの実験で検証され、量子力学の基礎となりました。
  9. 69難易度 ★★☆☆☆

    原子の中心に小さく重い「原子核」が存在することを示した1911年の実験を行った人物は?

    正解:アーネスト・ラザフォード
    解説:ラザフォードは金箔にα粒子を照射する散乱実験で、原子の中心に正電荷が集中した小さく重い「原子核」が存在することを発見し、原子模型を一新しました。
  10. 70難易度 ★★☆☆☆

    水力発電で主に行われるエネルギー変換は?

    正解:水の位置エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー
    解説:水力発電ではダムなどに蓄えた水の位置エネルギーを、落下時の運動エネルギーに変え、タービンを回して電気エネルギーへと変換します。
  11. 71難易度 ★★☆☆☆

    一定温度で気体の体積と圧力が反比例することを示す法則は?

    正解:ボイルの法則
    解説:ボイルの法則(1662年)は温度一定下で気体の体積が圧力に反比例(PV=一定)することを示す。シャルルの法則は圧力一定下での体積と温度の比例関係を表す。
  12. 72難易度 ★★★☆☆

    直線電流の周りに同心円状の磁場ができることを示す法則は?

    正解:アンペールの法則
    解説:アンペールの法則は閉曲線に沿った磁場の積分が囲む電流に比例することを示す。直線電流の周りには右ねじ方向に同心円状の磁場が生じる。
  13. 73難易度 ★★★★

    黒体が放射する単位面積あたりの全放射エネルギーが絶対温度Tの4乗に比例する法則は?

    正解:ステファン・ボルツマンの法則
    解説:ステファン・ボルツマンの法則は j = σT⁴ で表される。σ ≈ 5.67×10⁻⁸ W/(m²·K⁴) で、恒星の表面温度や半径推定に使われる。
  14. 74難易度 ★★★☆☆

    電子1個の電気素量(電荷の絶対値)はおよそ何クーロンか?

    正解:1.6×10⁻¹⁹ C
    解説:電気素量 e は約 1.602×10⁻¹⁹ C で、SI改定後は厳密値として定義された。9.1×10⁻³¹ は電子の質量(kg)、3.0×10⁸ は光速(m/s)。
  15. 75難易度 ★★★☆☆

    CERN の LHC 実験でヒッグス粒子の発見が公式発表された年は?

    正解:2012年
    解説:2012年7月、CERNのATLASおよびCMS実験は質量約125 GeVのヒッグス粒子と矛盾しない新粒子の発見を発表。翌2013年にアングレールとヒッグスがノーベル物理学賞を受賞した。
  16. 76難易度 ☆☆☆☆

    周波数を表すSI単位「Hz(ヘルツ)」は何を表す単位か?

    正解:1秒間あたりの繰り返し回数
    解説:ヘルツ(Hz)は周期現象の1秒間あたりの繰り返し回数を表すSI単位(Hz=1/s)。電磁波の発見者ハインリヒ・ヘルツにちなんで命名された。
  17. 77難易度 ★★☆☆☆

    屈折率の異なる媒質の境界で光が屈折するときの入射角と屈折角の関係を表す法則は?

    正解:スネルの法則
    解説:スネルの法則は「n1 sinθ1 = n2 sinθ2」で表され、媒質の屈折率と入射・屈折角の関係を示す。光ファイバーやレンズ設計の基礎となる。
  18. 78難易度 ★★★☆☆

    地球の自転に伴う見かけの慣性力で、北半球で運動する物体が進行方向に対して右にずれて見える効果を何というか?

    正解:コリオリの力
    解説:コリオリの力(転向力)は回転座標系で運動する物体に働く見かけの力。北半球では運動方向の右向きに、南半球では左向きにずれて見え、台風や貿易風の旋回方向の説明に使われる。
  19. 79難易度 ★★☆☆☆

    摩擦のない斜面を物体が滑り降りるとき、運動エネルギーの増加分は主にどのエネルギーから変換されたものか?

    正解:重力による位置エネルギー
    解説:摩擦が無視できる場合、力学的エネルギー保存則により位置エネルギー(mgh)が運動エネルギー(1/2 mv²)に変換される。最下点での速さは出発点の高さで決まる。
  20. 80難易度 ★★★☆☆

    衛星放送やGPS等で重要な役割をもつ「静止軌道」上の人工衛星の地表からの高度はおよそ?

    正解:約3万6千 km
    解説:静止軌道は赤道上空の高度約3万5786km(約3万6千km)にある円軌道で、軌道周期が地球の自転周期(恒星日 約23時間56分)と一致するため地表から見て静止して見える。

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