航空大学校 平成30年度(H30)総合Part II 過去問解説

目次(27項目)

航空大学校受験NET 掲載用/受験生向け詳細解説 出典:平成30年度入学試験問題「総合 II」(問1〜問25・全25問・90分) 構成:問1〜6=社会・時事・地学/問7〜15=物理/問16〜25=数学 ※各問の配点は6点(連問(a)(b)は各3点)。

正解一覧(早見表)

正解分野難易度
1(3)社会・時事やや難
2(1)社会・時事やや難
3(5)社会・国会標準
4(3)社会・空港民営化やや難
5(5)地学・オゾンホール標準
6(2)地学・台風標準
7(a)(3)物理・等加速度標準
7(b)(5)物理・等加速度標準
8(5)物理・斜方投射やや難
9(4)物理・エネルギー変換標準
10(2)物理・円運動と摩擦やや難
11(a)(2)物理・運動量保存標準
11(b)(3)物理・運動量保存標準
12(1)物理・ドップラーやや難
13(3)物理・直流回路やや難
14(4)物理・クーロン力やや難
15(a)(2)物理・電流の磁界
15(b)(5)物理・電流間の力
16(3)数学・有理化の和やや難
17(5)数学・面積の範囲やや難
18(a)(4)数学・余弦定理標準
18(b)(2)数学・面積やや難
19(3)数学・三角形の高さ標準
20(4)数学・三角関数標準
21(1)数学・極値標準
22(1)数学・対数方程式標準
23(1)数学・ベクトルの最小標準
24(a)(4)数学・指数やや難
24(b)(4)数学・指数やや難
25(1)数学・積分方程式やや難

問1 正解:(3) 〔社会・時事〕 難易度:やや難

  • (ア)=誤:平成27年の公職選挙法改正で選挙権年齢は「満20歳→満18歳」(19歳ではない)。
  • (イ)=正:平成28年、航空機へのレーザー光照射を禁止する航空法施行規則改正。
  • (ウ)=誤:裁判員制度は裁判官3人+裁判員6人(12人ではない)、刑事事件(民事ではない)。

→ 誤・正・誤 = (3)


問2 正解:(1) 〔社会・時事〕 難易度:やや難

  • (ア)=誤:ボブ・ディランはノーベル文学賞(平和賞ではない)。
  • (イ)=誤:英国EU国民投票は離脱票が上回った(残留ではない)。
  • (ウ)=誤:最高裁はGPS捜査を令状が必要な強制捜査と判断(任意捜査ではない)。

→ 誤・誤・誤 = (1)


問3 正解:(5) 〔社会・国会の種類〕 難易度:標準

(ア)=1(常会は毎年1月召集)、(イ)=150(会期150日)、(ウ)=1/4(臨時会は総議員の1/4以上の要求)、(エ)=30(特別会は総選挙後30日以内)。 → (5)


問4 正解:(3) 〔社会・空港運営の民間委託〕 難易度:やや難

(ア)=国管理空港、(イ)=福岡空港(年間約2137万人で最大規模・3件目)、(ウ)=滑走路等とターミナルビル等を一体運営。 → (3)


問5 正解:(5) 〔地学・オゾンホール〕 難易度:標準

(ア)=紫外線(低緯度で多く生成)、(イ)=フロン(分解して塩素分子)、(ウ)=一酸化二窒素(化石燃料・窒素肥料から放出)。 → (5)


問6 正解:(2) 〔地学・台風〕 難易度:標準

(ア)=積乱雲、(イ)=17(最大風速17 m/s以上)、(ウ)=反時計(北半球で反時計回りに吹き込む)。 → (2)


問7 正解:(a)→(3)、(b)→(5) 〔物理・等加速度運動〕 難易度:標準

右向き20 m/s →10秒後に左向き10 m/s。加速度 a=102010=3a=\dfrac{-10-20}{10}=-3 m/s²。 (a)F=ma=10×3=30F=ma=10\times3=30 N(左向き)。→ (a)=(3) 30 N(b) 速さ0になるのは右向き運動の折り返し点。出発点からの距離 =v022a=2022×3=400667=\dfrac{v_0^2}{2|a|}=\dfrac{20^2}{2\times3}=\dfrac{400}{6}\approx67 m。→ (b)=(5) 67 m


問8 正解:(5) 〔物理・斜方投射〕 難易度:やや難

崖の高さ hh、仰角45°、初速 v0v_0。水平距離 2h2h の海面に落下。 水平:2h=v02tt=22hv02h=\dfrac{v_0}{\sqrt2}t \Rightarrow t=\dfrac{2\sqrt2 h}{v_0}。鉛直:0=h+v02tg2t20=h+\dfrac{v_0}{\sqrt2}t-\dfrac g2 t^2v02t=2h\dfrac{v_0}{\sqrt2}t=2h を代入:0=h+2hg2t2t2=6hg0=h+2h-\dfrac g2 t^2 \Rightarrow t^2=\dfrac{6h}{g}t2=8h2v02=6hgv02=4gh3v0=2gh3t^2=\dfrac{8h^2}{v_0^2}=\dfrac{6h}{g} \Rightarrow v_0^2=\dfrac{4gh}{3} \Rightarrow v_0=2\sqrt{\dfrac{gh}{3}}。 → (5) 2gh32\sqrt{\dfrac{gh}{3}}


問9 正解:(4) 〔物理・位置エネルギー→熱〕 難易度:標準

mgh=mcΔTΔT=ghc=9.8×10042000.23mgh=mc\Delta T \Rightarrow \Delta T=\dfrac{gh}{c}=\dfrac{9.8\times100}{4200}\approx0.23 ℃(c=4.2c=4.2 J/(g·K)=4200=4200 J/(kg·K))。 → (4) 0.23 ℃


問10 正解:(2) 〔物理・円運動と摩擦〕 難易度:やや難

滑り出す条件:最大静止摩擦=向心力。μmg=mω2rω2=μgr=0.5×100.2=25\mu mg=m\omega^2 r \Rightarrow \omega^2=\dfrac{\mu g}{r}=\dfrac{0.5\times10}{0.2}=25ω=5\omega=5 rad/s。 回転数 n=ω2π=52π0.80n=\dfrac{\omega}{2\pi}=\dfrac{5}{2\pi}\approx0.80 回/s。 → (2) 0.80 回/s


問11 正解:(a)→(2)、(b)→(3) 〔物理・運動量保存〕 難易度:標準

A(3 kg, 5 m/s 右)、B(1 kg, 3 m/s 上)が一体化。 (a) x方向:3×5=4vxvx=3.753.83\times5=4v_x \Rightarrow v_x=3.75\approx3.8 m/s。→ (a)=(2)(b) y方向:1×3=4vyvy=0.751\times3=4v_y \Rightarrow v_y=0.75 m/s。→ (b)=(3)


問12 正解:(1) 〔物理・ドップラー効果〕 難易度:やや難

円運動するラジコン。最接近時 fmax=VfVvf_{max}=\dfrac{Vf}{V-v}、最遠時 fmin=VfV+vf_{min}=\dfrac{Vf}{V+v}fmaxfminfmax+fmin=vV\dfrac{f_{max}-f_{min}}{f_{max}+f_{min}}=\dfrac{v}{V} より

v=fmaxfminfmax+fminV.v=\frac{f_{max}-f_{min}}{f_{max}+f_{min}}V.

(1)


問13 正解:(3) 〔物理・直流回路〕 難易度:やや難

中央ノードM(Rxの上)に3枝が集まる並列回路。VM=UV_M=U(下を0)として

1.5U10+4.5U2.0=0.60.\frac{1.5-U}{10}+\frac{4.5-U}{2.0}=0.60.

解くと U=3U=3 V。Rx=U0.60=30.60=5.0 ΩR_x=\dfrac{U}{0.60}=\dfrac{3}{0.60}=5.0\ \Omega。 → (3) 5.0 Ω


問14 正解:(4) 〔物理・クーロン力〕 難易度:やや難

糸が45°なので tan45°=1=Fmg\tan45°=1=\dfrac{F}{mg}、すなわち クーロン力 F=mgF=mgF=kQqr2=mgF=\dfrac{kQq}{r^2}=mg より

Q=mgr2kq=1.5×103×9.8×0.3029.0×109×3.3×1064.5×108 C.Q=\frac{mg\,r^2}{kq}=\frac{1.5\times10^{-3}\times9.8\times0.30^2}{9.0\times10^9\times3.3\times10^{-6}}\approx4.5\times10^{-8}\ \text{C}.

(4) 4.5×10⁻⁸ C


問15 正解:(a)→(2)、(b)→(5) 〔物理・電流の磁界と力〕 難易度:難

導線P(6.0 A 下向き)、Q(2.0 A 上向き)、R(3.0 A 上向き)。H=I2πdH=\dfrac{I}{2\pi d}(a) R位置:HP=6.02π×0.30=10πH_P=\dfrac{6.0}{2\pi\times0.30}=\dfrac{10}{\pi}HQ=2.02π×0.20=5πH_Q=\dfrac{2.0}{2\pi\times0.20}=\dfrac{5}{\pi}。 Pは下・Qは上でRでの磁界は逆向きなので差をとる:H=10π5π=5π1.6H=\dfrac{10}{\pi}-\dfrac{5}{\pi}=\dfrac{5}{\pi}\approx1.6 A/m。→ (a)=(2) 1.6 A/m

(b) Q位置での磁束密度:BP=μ06.02π×0.10=1.2×105B_P=\mu_0\dfrac{6.0}{2\pi\times0.10}=1.2\times10^{-5} T、BR=μ03.02π×0.20=3.0×106B_R=\mu_0\dfrac{3.0}{2\pi\times0.20}=3.0\times10^{-6} T。 P-Qは逆向き電流で斥力(Qは右へ)、R-Qは同向きで引力(Qは右へ)→ 同方向で和F=(BP+BR)IQL=(1.2×105+0.3×105)×2.0×1.0=3.0×105F=(B_P+B_R)I_Q L=(1.2\times10^{-5}+0.3\times10^{-5})\times2.0\times1.0=3.0\times10^{-5} N。→ (b)=(5) 3.0×10⁻⁵ N

電流の向き(P下・Q,R上)を図から正確に読むことが必須。


問16 正解:(3) 〔数学・有理化の和(telescoping)〕 難易度:やや難

1k+k+1=k+1k\dfrac{1}{\sqrt k+\sqrt{k+1}}=\sqrt{k+1}-\sqrt k(有理化)。和は

k=1120(k+1k)=1211=111=10.\sum_{k=1}^{120}(\sqrt{k+1}-\sqrt k)=\sqrt{121}-\sqrt1=11-1=10.

(3) 10


問17 正解:(5) 〔数学・面積の範囲〕 難易度:やや難

ひし形の対角線 p,qp,qp+q=ap+q=a。面積 S=12pqS=\dfrac12 pq。 相加・相乗平均 pq(p+q2)2=a24pq\le\left(\dfrac{p+q}{2}\right)^2=\dfrac{a^2}{4} より Sa28S\le\dfrac{a^2}{8}S>0S>0。 → (5) 0<Sa280<S\le\dfrac{a^2}{8}


問18 正解:(a)→(4)、(b)→(2) 〔数学・余弦定理と面積〕 難易度:標準〜やや難

A=120°, AB=3, AD=5\angle A=120°,\ AB=3,\ AD=5(a) BD2=32+52235cos120°=34+15=49BD=7BD^2=3^2+5^2-2\cdot3\cdot5\cos120°=34+15=49 \Rightarrow BD=7。→ (a)=(4) 7(b) △ABDの面積 =1235sin120°=1534=\dfrac12\cdot3\cdot5\sin120°=\dfrac{15\sqrt3}{4}。 △BCD(BD=7, BC=8, CD=5)はヘロンで s=10s=10、面積 =10325=103=\sqrt{10\cdot3\cdot2\cdot5}=10\sqrt3。 合計 =1534+103=5534=\dfrac{15\sqrt3}{4}+10\sqrt3=\dfrac{55\sqrt3}{4}。→ (b)=(2) 5534\dfrac{55\sqrt3}{4}


問19 正解:(3) 〔数学・三角形の高さ〕 難易度:標準

AB=5, BC=6, CA=7。ヘロンで s=9s=9、面積 =9432=66=\sqrt{9\cdot4\cdot3\cdot2}=6\sqrt6。 高さ h=2×面積CA=2×667=1267h=\dfrac{2\times\text{面積}}{CA}=\dfrac{2\times6\sqrt6}{7}=\dfrac{12\sqrt6}{7}。 → (3) 1267\dfrac{12\sqrt6}{7}


問20 正解:(4) 〔数学・三角関数〕 難易度:標準

sinθcosθ=a\sin\theta-\cos\theta=asin3θcos3θ=(sinθcosθ)(1+sinθcosθ)\sin^3\theta-\cos^3\theta=(\sin\theta-\cos\theta)(1+\sin\theta\cos\theta)(sinθcosθ)2=a2sinθcosθ=1a22(\sin\theta-\cos\theta)^2=a^2 \Rightarrow \sin\theta\cos\theta=\dfrac{1-a^2}{2}。 よって a(1+1a22)=a(3a2)2a\left(1+\dfrac{1-a^2}{2}\right)=\dfrac{a(3-a^2)}{2}。 → (4) a(3a2)2\dfrac{a(3-a^2)}{2}


問21 正解:(1) 〔数学・極値〕 難易度:標準

f(x)=3x2+2ax+bf'(x)=3x^2+2ax+b の解が 1,3-1,3。和 2a3=2a=3-\dfrac{2a}{3}=2 \Rightarrow a=-3、積 b3=3b=9\dfrac b3=-3 \Rightarrow b=-9f(x)=x33x29x2f(x)=x^3-3x^2-9x-2f(3)=29, f(1)=3f(3)=-29,\ f(-1)=3f(3)f(1)=32f(3)-f(-1)=-32。 → (1) −32


問22 正解:(1) 〔数学・対数方程式〕 難易度:標準

log3x+log3(x8)=2log3x(x8)=2x(x8)=9x28x9=0(x9)(x+1)=0\log_3 x+\log_3(x-8)=2 \Rightarrow \log_3 x(x-8)=2 \Rightarrow x(x-8)=9 \Rightarrow x^2-8x-9=0 \Rightarrow (x-9)(x+1)=0x>8x>8 より x=9x=9。 → (1) x=9


問23 正解:(1) 〔数学・ベクトルの最小〕 難易度:標準

a+xb=(1x,2+3x)\vec a+x\vec b=(1-x,\,2+3x)a+xb2=(1x)2+(2+3x)2=10x2+10x+5|\vec a+x\vec b|^2=(1-x)^2+(2+3x)^2=10x^2+10x+5。 最小は x=12x=-\dfrac{1}{2} で、最小値2=10145+5=52^2=10\cdot\dfrac14-5+5=\dfrac52、最小値 =52=\sqrt{\dfrac52}。 → (1) x=12x=-\dfrac12 のとき最小値 52\sqrt{\dfrac52}


問24 正解:(a)→(4)、(b)→(4) 〔数学・指数〕 難易度:やや難

a=13, b=14a=\dfrac13,\ b=\dfrac14(a) (a1/6+b1/6)(a1/6b1/6)(a2/3+a1/3b1/3+b2/3)(a^{1/6}+b^{1/6})(a^{1/6}-b^{1/6})(a^{2/3}+a^{1/3}b^{1/3}+b^{2/3})。 前2因子 =a1/3b1/3=a^{1/3}-b^{1/3}。これと第3因子で (XY)(X2+XY+Y2)=X3Y3=ab(X-Y)(X^2+XY+Y^2)=X^3-Y^3=a-bab=1314=112a-b=\dfrac13-\dfrac14=\dfrac{1}{12}。→ (a)=(4) 112\dfrac{1}{12}

(b) ab3a3b43ab53\dfrac{\sqrt{ab^3}\cdot\sqrt[3]{a^3b^4}}{\sqrt{a\sqrt[3]{b^5}}} を指数で整理すると a1b2=ab2a^1\cdot b^2=ab^2ab2=13116=148ab^2=\dfrac13\cdot\dfrac{1}{16}=\dfrac{1}{48}。→ (b)=(4) 148\dfrac{1}{48}


問25 正解:(1) 〔数学・積分方程式〕 難易度:やや難

xf(x)=3x46x2+2+2xf(t)dtxf(x)=3x^4-6x^2+2+\displaystyle\int_2^x f(t)\,dt。両辺を xx で微分: f(x)+xf(x)=12x312x+f(x)f(x)=12x212f(x)=4x312x+Cf(x)+xf'(x)=12x^3-12x+f(x) \Rightarrow f'(x)=12x^2-12 \Rightarrow f(x)=4x^3-12x+Cx=2x=2 を元式に代入:2f(2)=4824+2=26f(2)=132f(2)=48-24+2=26 \Rightarrow f(2)=134824+C=13C=54\cdot8-24+C=13 \Rightarrow C=5f(x)=4x312x+5f(x)=4x^3-12x+5。 → (1) f(x)=4x312x+5f(x)=4x^3-12x+5

「定積分を含む等式は両辺微分」「ax\int_a^xx=ax=a で0」を使う典型問題。


出題分析メモ(指導用)

  • 社会・時事(問1〜4):選挙権18歳・裁判員制度(6人・刑事)・ノーベル賞・Brexit・GPS捜査・空港民営化。数字と事実の正確さが問われる。
  • 地学(問5・6):オゾンホール(フロン・N₂O)、台風(17 m/s・反時計回り)。
  • 物理(問7〜15):問8(斜方投射)、問13(並列回路の節点法)、問15(電流の向きを読んで磁界の和・差を判断)が要注意。
  • 数学(問16〜25):有理化のtelescoping・面積の最大・余弦定理・三角・極値・対数・ベクトル・指数・積分方程式と総合的。問16は有理化、問24(a)は X3Y3X^3-Y^3 の因数分解、問25は両辺微分。

※本解説の正解・解説は出題文・図に基づき作成。時事系(問1〜4)は出題時点(平成28〜30年前後)の事実に基づく。