平成21年度技術士第一次試験専門科目問題(応用理学部門)   各部門の部屋Topへ
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W 次の35問題のうち25問題を選択して解答せよ。(専門科目解答欄に1つマークすること。)


W−1 天井から、ばね定数1.0N/mのばねをつるし、その先に質量2.0kgの物体をつけて単振動させる。このとき単振動の周期として最も適切なものは次のうちどれか。但し、ばねの質量は無視できるものとする。

@約0.70s
A約1.4s
B約4.4s
C約8.9s
D約13s


W−2 熱電現象に最も関連の薄いものは次のうちどれか。

@ゼーベック効果
Aペルチェ素子
Bカー効果
C熱起電力
Dトムソン効果


W−3 静電場に関する次の記述の、(ア)、(イ)に入る語句と式の組合せとして最も適切なものは@〜Dのうちのどれか。
任意の閉曲面内の総電荷をQとする。閉曲面上の面要素dSの場所の電場ベクトルEの外向き法線成分をEnとする。Enを閉曲面上で積分すると、∫EndS=Q/ε0が成り立つ。ここでε0は、真空の誘電率である。この法則を(ア)とよぶ。無限に広い平面上に、面密度σで電荷が一様に分布している。このとき、平面垂直方向にお互いに逆向きで等しい大きさの電場が、平面をはさんだ2つの空間に生じる。このときの電場の大きさは、(ア)により(イ)と求められる。

@(ア)ガウスの法則 (イ)|σ|/ε0
A(ア)ガウスの法則 (イ)|σ|/2ε0
B(ア)ガウスの法則 (イ)2|σ|/ε0
C(ア)クーロンの法則 (イ)|σ|/ε0
D(ア)クーロンの法則 (イ)|σ|/2ε0


W−4 固体の結晶格子に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@ダイヤモンド型構造のブラベー格子は、面心立方格子である。
A立方晶はすべて4回回転対称性をもつ。
B立方晶系に属するブラベー格子は3種類ある。
C5回回転対称性をもつ周期格子は存在しない。
D面心立方構造は剛体球の最密充填構造の1つに対応する。


W−5 物質の磁性に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@マイスナー効果により、超伝導体は完全反磁性を示す。
A反強磁性体が常磁性に転移する温度をネール温度という。
B強磁性体の温度をキュリー点以上に上げると常磁性を示すようになる。
Cパウリの常磁性は、電子が原子核のまわりで行う軌道運動に起因する。
D鉄は室温で強磁性を示す。


W−6 SI単位系では、長さ:メートル(m)、質量:キログラム(kg)、時間:秒(s)、電流:アンペア(A)、温度:ケルビン(K)、物質量:モル(mol)、光度:カンデラ(cd)を基本単位とし、その他の単位はこれらの基本単位を用いた組立単位で表すことができる。次の組立単位単位に関する記述のうち誤っているものはどれか。

@周波数の単位ヘルツ(Hz)はs-1である。
A力の単位ニュートン(N)はm・kg・s-2である。
B圧力の単位パスカル(Pa)はm-1・kg・s-2である。
Cエネルギーの単位ジュール(J)はm2・kg・s-2である。
D電圧の単位ボルト(V)はm・kg・s-3・A-1である。


W−7 次の記述の、(ア)〜(エ)に入る語句の組合せとして正しいものは@〜Dのうちどれか。
「ある気体の内部エネルギーとは、その気体を構成する分子が互いに及ぼし合っている力による(ア)と分子の熱運動による(イ)の和を、すべての分子について合計したものである。1個の原子からなる単原子分子に比べ、2個の原子からなる2原子分子では、分子の(イ)のほかに(ウ)が加わる。したがって、同じ温度では、1原子分子と2原子分子分子とでは、分子1個あたりの平均の内部エネルギーは2原子分子の方が(エ)」

@(ア)運動エネルギー(イ)振動・回転エネルギー(ウ)位置エネルギー (エ)小さい
A(ア)運動エネルギー(イ)振動・回転エネルギー(ウ)位置エネルギー (エ)大きい
B(ア)位置エネルギー(イ)運動エネルギー(ウ)振動・回転エネルギー (エ)大きい
C(ア)位置エネルギー(イ)運動エネルギー(ウ)振動・回転エネルギー (エ)小さい
D(ア)運動エネルギー(イ)位置エネルギー(ウ)振動・回転エネルギー (エ)大きい


W−8 光の進み方に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。なお、入射角、反射角、及び屈折角は、境界面の法線となす角(0°≦θ≦90°)として定義する。

@光が屈折率の小さい媒質から大きい媒質へ入射する場合は、ある角度より入射角が大きくなると、全反射する。
A屈折率の大きい媒質と小さい媒質とでは、大きい媒質の方が光の速さは遅い。
B光が異なる媒質の境界面で反射する場合は、反射角は入射角に等しい。
C光が屈折率の小さい媒質から大きい媒質へ、境界面に対して斜めに入射する場合、屈折角は入射角より小さくなる。
D光が異なる媒質の境界面に斜めに入射する場合、その反射率は、偏光の向きによって異なる。


W−9 化学結合に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@H2Oは、Oの4つのsp3混成軌道のうち2つが電子対で満たされ、2つのsp3混成軌道の電子がHの電子と電子対を形成するため、原子価殻電子対反発により折れ曲がった分子となる。
ANaClはNa+とCl-が静電的な引力により結合した立方体の単位格子からなる結晶であり、CsClと同一のマーデルング定数もつ。
B水素結合は極性の強い水素化合物に多くみられるが、その結合エネルギーは多くの場合、共有結合の結合エネルギーよりも小さい。
CO2・F2の2p軌道由来の最外殻軌道における結合性軌道と反結合性軌道のエネルギー差は、σ結合の方がπ結合より大きい。
D分子結晶は、分子がファン・デル・ワールス力などの比較的弱い分子間力で結合した結晶で、一般に融点が低く、電気を通しにくい。


W−10 化学反応に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@ 気体分子の衝突頻度は、圧力に比例する。また、二分子反応の反応速度とその二分子の衝突頻度は比例関係にある。
AA+B→Cの素反応(A、B、Cは分子種を表す)における反応断面積はAとBの衝突断面積に反応確率を掛け合わせたものである。
B化学反応の原系と生成系におけるそれぞれの化学ポテンシャルの総和の大小は、この反応が発熱反応であるか吸熱反応であるかに反映し、また、反応の平衡定数にも大きく影響する。
C反応速度定数の温度変化についてのアレニウスの式は、指数関数項と頻度因子の積で表され、指数関数項には活性化エネルギーが含まれる。活性化エネルギーとは、反応物の活性錯合体と原系との間のエネルギー差である。
D化学反応の律速段階は大別して、拡散律速と反応律速に分類される。高速反応として知られる酸・塩基中和反応は反応律速反応である。


W−11 物質の状態に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@純水では1モル当たりのギブズ自由エネルギーが、1気圧、100℃で液相と気相とで等しく、また、1気圧、0℃で液相と固相とで等しい。
A一成分系の状態図で、気相、液相、固相が平行にある点を三重点という。また、高温・高圧で気相と液相が区別できなくなる点を臨界点といい、臨界温度以上の気体は、どれだけ圧力を加えても液化しない。
B理想気体とは、分子間の相互作用がない気体である。標準状態においては、二酸化炭素の方が、窒素よりも理想気体からのずれが小さい。
C気体を加熱して一定温度上昇させるとき、圧力が一定の場合は、体積が一定の場合よりも多くの熱を必要とする。その差は気体が外界に対する仕事の大きさの違いによる。
D低温・低圧の状態では、氷が液相を経ずに、直接、水蒸気に昇華することがある。


W−12 多元素同時分析法として最も適切なものは、次のうちどれか。

@酸化還元滴定法
A赤外吸収分光法
Bキレート滴定法
C比色分析法
D蛍光X線分析法


W−13 合成繊維の力学的性質はガラス転移点に表れる。このガラス転移点を決定する要素で、最も影響の少ないものは次のうちどれか。

@モノマー種類
A立体規則性
B残留モノマーの量
C分子量
D延伸度


W−14 元素の地殻中での存在比で、誤っているものは次のうちどれか。

@酸素>ケイ素
Aアルミニウム>鉄
Bカルシウム>鉄
Cナトリウム>カリウム
D塩素>カリウム


W−15 次の物性の中で、ガラスでは実現しにくいものは、次のうちどれか。

@熱膨張率の低いガラス
A光透過性の良いガラス
B異方性の大きいガラス
C電気伝導度の小さいガラス
D屈折率の大きいガラス


W−16 次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@アルカンの炭素数が4個以上になると、構造異性体が存在する。
AOH-、Cl-、H2O、H+のうち、求核剤はH+である。
B芳香族に電子を供与する官能基を付加したものは、求電子置換反応の速度が増加する。
Cカルボン酸やフェノールはアルコールよりも酸性が強い。
D2、4ージメチルヘキサンは不斉炭素をもつ。


W−17 次の記述のうち、正しいものはどれか。

@海水に含まれるコバルトを定量するためには、イオンクロマトグラフィーに結合させた誘導結合プラズマ質量分析装置が適する。
A海水に含まれるコバルトを定量するためには、イオンクロマトグラフィーに結合させた吸光分光光度計が適する。
B海水に含まれるコバルトを定量するためには、イオンクロマトグラフィーに結合させた蛍光分光分析装置が適する。
C海水に含まれるコバルトを定量するためには、採取した海水を直接吸光分光光度計で測定することが適する。
D海水に含まれるコバルトを定量するためには、採取した海水を直接蛍光分光分析装置で測定することが適する。


W−18 ヒ素とその水質汚染に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@自然由来のヒ素汚染の1つとして、鉱物由来の無機ヒ素が溶出し、温泉水や地下水に高濃度に含まれることが挙げられる。
A我が国の水道水の水質基準では、ヒ素の基準値は0.01gL-1以下となっている。
B半導体材料として用いられる金属ヒ素は、水にほとんど溶解しない。
Cヒ素は、揮発性があるため、火成岩や変成岩にはあまり含まれない。
D水を含む地表付近の環境下では、亜ヒ酸塩とヒ酸塩の鉱物が形成される。


W−19 大気の組成やプロセスに関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

@京都議定書で先進国による排出が規制されているのは、二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素、クロロフルオロカーボン(CFCs)、六フッ化硫黄(SF6)の6つである。
Aクロロフルオロカーボン(CFCs)は地表付近では化学的に安定であるが、成層圏に達して紫外線により分解され、酸素原子を放出しオゾン層を破壊する。
B0.1〜1μmの大きさのエーロゾルは、大気中に比較的長い時間にわたって安定に浮遊し、レイリー散乱によって太陽放射を散乱する。
C地表面から大気上端までの大気中に含まれる水蒸気の積算量を可降水量と呼び、全球・緯度別平均では、赤道付近で最大で両極方向に行くにしたがって減少する。
D大気境界層中の乱流のエネルギースペクトルは、慣性小領域において、波数の-4/3乗に比例する。


W−20 陸水の化学組成に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@我が国では降水量が多く河川が急流であるため、水の循環速度が大きいこと、また蒸発濃縮が少ないため、大陸の河川に比べて一般に成分濃度が小さい。
A陸水における水素と酸素の同位体比の間には、おおむね反比例関係があり、陸水の多くが海水に由来することを示す。
B酸性河川の酸性水の起源として、火山起源の硫酸・塩酸、硫酸や硝酸を含む酸性の降雨、鉱山排水などが挙げられる。
C蒸発が活発な湖沼や乾燥地を通過した河川水、河口付近の河川水は、高濃度の塩を含み、海水の組成に近くなる傾向にある。
D陸水に石灰岩が溶解すると弱アルカリ性になり、カルシウムイオンの濃度が増大し、炭酸カルシウム型の水質となる。


W−21 河川における水の全球平均滞留時間として、最も適当なものは次のうちどれか。

@260日
A130日
B65日
C13日
D24時間


W−22 次の計算結果のうち、誤っているものはどれか。

@太陽定数を1,368Wm-2、地球を球と仮定したとき、全球平均・年平均した地球に入射する太陽放射は、342Wm-2である。
A間隙率40%の土壌において体積含水比が30%ならば、飽和度は75%である。
Bある帯水層の水理水頭差が水平距離100mあたり0.3mであり、透水係数が1×10-3cms-1であるとき、ダルシーの法則によればその流動速度は、約0.95m/年である。
C北半球と南半球、それぞれの海陸比は61:39と81:19である。水半球の海陸比は91:9であるならば、陸半球の海陸比は、51:49である。
D年降水量1500mmの面積10km2の流域において、降水のうち60%が河川に流出するとすれば、流域の出口の河川における平均流量は2.85m3s-1になる。


W−23 物理探査における計測データの処理に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@同一観測条件での複数の計測データのスタッキングにより、重ね合わせ数に比例してS/N比を向上させることができる。
A2つの時系列データの周波数ごとの類似の程度を表すために、周波数領域における相互相関関数に対応するコヒーレンスが使われている。
Bセンサーから出力されるアナログ信号をA/D変換する際には、その信号に含まれる最も高い周波数の2倍以上のサンプリング周波数で離散化する必要がある。
Cバンドパスフィルタによって特定の周波数帯域の成分を減衰させることなく、通過させ、その外側の周波数帯域の成分を遮断させることができる。
D時系列データのフーリエ係数を高速に計算するアルゴリズムであるFFTでは、データ数が2のべき乗の場合に効率的に計算時間を短くできる。


W−24 物理探査に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@重力探査では、観測される重力値から求められる重力以上の分布に基づいて地下の密度分布を推定することができる。
A表面波探査法は、人工震源により発生した波動を観測し、表面波の分散曲線を求めて、表層地盤のS波速度分布を推定する探査方法である。
Bタイムラプス調査は、ある時間間隔で繰り返し行われる物理探査であり、探査実施の時間に依存したランダムノイズの影響を評価し、探査データの精度を向上させるために使われている。
C地中レーダは、深度数mの地下浅部での電磁波の伝播現象を用いるもので、埋設管や空洞の探査、構造物の維持・管理、遺跡調査などのために利用されることが多い。
D環境振動の評価では、人間の振動感覚を考慮した量である振動レベルが用いられており、その計測にはJIS規格に則った振動レベル計が使われる。


W−25 次の語句のうち、電気・電磁探査に関係のないものはどれか。

@電極配置
A表皮効果
Bニアフィールド効果
CIP効果
Dエトベス効果


W−26 地震探査に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@反射法地震探査では、探査深度とほぼ同じ程度の最大オフセット距離を設定する必要がある。
A反射法地震探査では、地層境界面で反射して地表に戻ってきた反射波を用いており、反射波の波長よりも層厚の厚い地層の検出が難しい。
B反射法地震探査では、CMP編集されたデータからNMO補正に用いる最適な重合速度を求める速度解析が行われる。
C屈折法地震探査では、地層の速度が深部ほど順次大きくなる場合でも、中間層の層厚が小さいとブラインド層となり、屈折波が初動として現れない。
D屈折法地震探査のデータ解析では、特別な場合を除いて全走時や原点走時が一致していることを確認しなければならない。


W−27 次の用語のうち、島弧火山活動と直接関係のない用語はどれか。

@マントルウェッジ
A背弧
B火山前線
C沈み込み帯
D中央海嶺


W−28 次の鉱物のうち、偏光顕微鏡により同定が困難なものはどれか。

@黄鉄鉱
A普通角閃石
B単斜輝石
C黒雲母
Dジルコン


W−29 次の珪酸塩鉱物のうち、フィロ珪酸塩に分類されるものはどれか。

@カンラン石
A雲母
B輝石
C角閃石
Dザクロ石


W−30 次の金属鉱床のうち、斑岩銅鉱床に分類されるものはどれか。

@リオティント
A神岡
Bカッパーベルト
Cチュキカマタ
Dマッカーサーリバー


W−31 分析方法や分析機器はしばしば略称で呼ばれる。次の略称とその意味の組合せのうち、誤っているものはどれか。

@GC/MS:ガスクロマトグラフ質量分析
AXRF:蛍光X線分析
BNAA:中性子放射化分析
CEPMA:電子プローブマイクロアナライザー
DFTIR:フィッショントラック法


W−32 付加体の特徴に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@メランジュ(混在岩)は、硬質で変形しにくい岩塊状の砂岩及び花崗岩を、剥離性の強い泥質岩や蛇紋岩が取り囲むような状態にあるため、斜面において岩塊の抜け落ちなどの問題を生じやすい。
A強い剥離性を示す結晶片岩は、付加体深部の岩石が高温・高圧下で再結晶してできた岩石であり、力学的な異方性を示す。
B膨潤性地山として知られる蛇紋岩には、鱗片状で光沢のある剥離面を形成しているものがあり、地すべりを起こしやすい。
C海溝付近の堆積物にはプレートの圧縮応力で衝上断層が出でき、堆積物はこの断層の連動に伴って大陸プレートへ付加されていく。
D沈み込み帯の海溝付近の大陸斜面ではしばしば海底地すべりが発生し、海山は断裂を生じて海溝へ向かって崩壊していく。


W−33 地すべり調査において、最も関係のないものは次のうちどれか。

@地形判読
Aリングせん断試験
B孔内傾斜計観測
C定歪み速度圧密試験
D伸縮計観測


W−34 岩石の風化・変質作用に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

@火成岩では、有色鉱物を多く含む黒っぽい岩石ほど風化に対して不安定である。
A黒色の磁鉄鉱から赤鉄鉱や褐鉄鉱への変化が風化の層に現れているが、これは主に空気中の酸素が岩石を構成している鉱物に及ぼす酸化作用によるものである。
B堆積岩のスレーキングの発生機構の1つとして、岩塊中に水分が浸透することで間隙中の空気を圧縮し、岩塊中に圧縮力を発生させることが挙げられる。
Cグリーンタフ地域に分布する新第三紀の地層では、熱水変質により地層が著しく脆弱化していることが多い。
D風化・変質作用は原岩を軟弱化させるのが一般的であるが、珪化作用のように強度を増加させるものもある。


W−35 次のうち、堆積構造の記載に最も関係のないものはどれか。

@インブリケーション
Aフルートキャスト
B皿状構造
Cデュープレックス
D炎状構造


正解
問題 正解 問題 正解 問題 正解 問題 正解 問題 正解 問題 正解 問題 正解
1 4 6 5 11 3 16 2 21 4 26 2 31 5
2 3 7 3 12 5 17 1 22 5 27 5 32 1
3 2 8 1 13 3 18 2 23 1 28 1 33 4
4 2 9 2 14 5 19 4 24 3 29 2 34 3
5 4 10 5 15 3 20 2 25 5 30 4 35 4