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消防設備士 甲種1類「基礎的知識（機械・電気）」の一問一答
📖 消防設備士 甲種1類「基礎的知識（機械・電気）」の全50問と解説（一覧）
消防設備士 甲種1類の基礎的知識（機械・電気）に関する一問一答（全50問）の正解と解説の一覧です。上の一問一答で実際に解いてから、ここで復習・確認できます。
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問1．パスカルの原理によれば、密閉容器内の静止した流体の一部に加えた圧力は、流体のすべての部分に同じ大きさで伝わる。
正解：○（正しい）
解説：パスカルの原理。密閉流体に加えた圧力は減衰せず全方向へ等しく伝わり、水圧機（油圧ジャッキ）の原理となる。正しい。
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問2．静止した液体中のある深さにおける圧力（水圧）は、液面からの深さに比例して大きくなる。
正解：○（正しい）
解説：静水圧 p=ρgh。同じ液体では深さhに比例して圧力が増す。正しい。
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問3．水頭（ヘッド）で表すと、およそ1MPaの圧力は約10mの水柱の高さに相当する。
正解：×（誤り）
解説：誤り。約1MPaは約102m（およそ100m）の水頭に相当する。約10mの水頭に相当するのは約0.1MPaである。
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問4．水の密度をρ、重力加速度をg、水面からの深さをhとすると、その深さにおけるゲージ圧力はp=ρghで表される。
正解：○（正しい）
解説：静水圧の基本式 p=ρgh。液面を基準とするゲージ圧力を与える。正しい。
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問5．連続の式によれば、非圧縮性流体が管内を流れるとき、管の断面積が小さくなる部分ほど流速は遅くなる。
正解：×（誤り）
解説：誤り。連続の式 A×v＝一定より、断面積Aが小さいほど流速vは速くなる。断面積と流速は反比例する。
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問6．ベルヌーイの定理によれば、理想流体では圧力水頭・速度水頭・位置水頭の総和は流線に沿って一定に保たれる。
正解：○（正しい）
解説：ベルヌーイの定理はエネルギー保存則の表現で、圧力・速度・位置の各水頭の和が一定となる。正しい。
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問7．ベルヌーイの定理より、水平な管路で流速が増加する部分では、その部分の圧力は低下する。
正解：○（正しい）
解説：水平管では位置水頭が一定なので、速度水頭が増える（流速増）と圧力水頭が減る。よって圧力は低下する。正しい。
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問8．管路の摩擦による損失水頭は、管の長さに比例し、管の内径が大きいほど大きくなる。
正解：×（誤り）
解説：誤り。ダルシー・ワイスバッハの式より摩擦損失は管長に比例するが、管径には反比例する。管径が大きいほど損失は小さい。
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問9．管摩擦による損失水頭は、管内の平均流速の2乗に比例する。
正解：○（正しい）
解説：ダルシー・ワイスバッハの式 hf＝λ(L/d)(v²/2g) より、損失水頭は流速の2乗に比例する。正しい。
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問10．レイノルズ数が小さく粘性の影響が支配的な流れを乱流、大きく慣性が支配的な流れを層流という。
正解：×（誤り）
解説：誤り。逆である。レイノルズ数が小さいと層流、大きいと乱流になる。臨界レイノルズ数を境に遷移する。
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問11．物体に外力（荷重）が作用したとき、その内部に生じる単位面積あたりの内力を応力という。
正解：○（正しい）
解説：応力の定義。応力＝荷重／断面積で、単位面積あたりの内力を表す。正しい。
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問12．フックの法則によれば、弾性限度内では応力とひずみは互いに比例する。
正解：○（正しい）
解説：フックの法則。弾性範囲内で応力σ＝E×ε（Eはヤング率）が成り立ち、応力とひずみは比例する。正しい。
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問13．ひずみは、変形量をもとの長さで割った値であり、長さの単位（m）をもつ。
正解：×（誤り）
解説：誤り。ひずみ＝変形量／元の長さ で、長さ÷長さのため無次元量である。単位はもたない。
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問14．はさみで紙を切るときのように、断面に沿って互いにずらす向きに働く応力をせん断応力という。
正解：○（正しい）
解説：せん断応力は断面に平行（沿う向き）に作用する応力で、リベットやボルトの切断はこの例。正しい。
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問15．材料が破断（または降伏）する基準の強さを、実際に使用する許容応力で割った値を安全率という。
正解：○（正しい）
解説：安全率＝基準強さ（引張強さ等）／許容応力。1より大きくとって余裕をもたせる。正しい。
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問16．安全率を大きくとるほど許容応力は大きくなり、より大きな荷重に耐えられる設計となる。
正解：×（誤り）
解説：誤り。許容応力＝基準強さ／安全率 なので、安全率を大きくすると許容応力は小さくなる。設計はより安全側になる。
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問17．静止した状態で一定の大きさと向きで作用し続ける荷重を静荷重、時間とともに大きさや向きが変わる荷重を動荷重という。
正解：○（正しい）
解説：荷重の分類。時間変化しないものが静荷重、変動・衝撃・繰返しなどを含むものが動荷重。正しい。
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問18．遠心ポンプ（渦巻ポンプ）は、羽根車の回転による遠心力を利用して水に運動エネルギーを与え、これを圧力に変換して送水する。
正解：○（正しい）
解説：渦巻ポンプの原理。羽根車で速度エネルギーを与え、渦巻室・案内羽根で圧力に変換する。消火ポンプの主流。正しい。
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問19．ポンプの吸込側で圧力が飽和蒸気圧より低下し、水中に気泡が生じて壊食や騒音・振動を起こす現象をウォーターハンマーという。
正解：×（誤り）
解説：誤り。これはキャビテーションの説明。ウォーターハンマー（水撃）は弁の急閉などで圧力が急変動する現象である。
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問20．ウォーターハンマー（水撃作用）は、管内の弁を急激に開閉したときなどに圧力が急変動して衝撃を生じる現象である。
正解：○（正しい）
解説：水撃作用。弁の急閉などで流速が急変し、圧力波が生じて管路に衝撃を与える。弁をゆっくり操作して防ぐ。正しい。
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問21．キャビテーションを防止するには、ポンプの吸込揚程を大きくとり、吸込配管をできるだけ長く細くするとよい。
正解：×（誤り）
解説：誤り。吸込揚程を小さくし、吸込配管を短く太くして吸込側の圧力低下を抑えることでキャビテーションを防止する。
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問22．呼水槽（呼水装置）は、水源の水位がポンプより低い場合に、ポンプおよび吸込管内を常に水で満たしておくために設ける。
正解：○（正しい）
解説：呼水装置は吸上げ式でポンプ内の空気を排し満水を保つための装置。フート弁と組み合わせて用いる。正しい。
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問23．フート弁は、吸込管の先端に設ける逆止弁付きの吸水金具で、ポンプ停止時に管内の水が水源へ落ちるのを防ぐ。
正解：○（正しい）
解説：フート弁は吸込管端の逆止弁で、ろ過用ストレーナを兼ねる。停止時の水抜けを防ぎ呼水を保持する。正しい。
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問24．同一のポンプを2台直列に運転すると、単独運転時に比べておもに吐出量（流量）が増加し、揚程はほとんど変わらない。
正解：×（誤り）
解説：誤り。直列運転はおもに揚程（圧力）を高める。吐出量を増やしたい場合は並列運転を用いる。
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問25．オームの法則によれば、導体を流れる電流Iは、加えた電圧Vに比例し、抵抗Rに反比例する（I＝V／R）。
正解：○（正しい）
解説：オームの法則 I＝V／R。電圧に比例、抵抗に反比例する。正しい。
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問26．複数の抵抗を直列に接続したときの合成抵抗は、各抵抗の値の総和に等しい。
正解：○（正しい）
解説：直列接続の合成抵抗 R＝R1＋R2＋…。同じ電流が流れ、抵抗値は加算される。正しい。
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問27．抵抗を並列に接続すると、合成抵抗は接続したどの抵抗の値よりも小さくなる。
正解：○（正しい）
解説：並列合成抵抗の逆数は各コンダクタンスの和となるため、合成抵抗は必ず最小の抵抗値より小さくなる。正しい。
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問28．抵抗に電流を流したときに発生するジュール熱は、流れる電流の大きさに比例する（電流の1乗に比例する）。
正解：×（誤り）
解説：誤り。ジュール熱 Q＝I²Rt より、発生熱量は電流の2乗に比例する。1乗ではない。
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問29．直流（DC）は時間とともに大きさと向きが周期的に変化する電流であり、交流（AC）は向きが一定の電流である。
正解：×（誤り）
解説：誤り。説明が逆。向きが一定なのが直流、大きさと向きが周期的に変化するのが交流である。
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問30．三相かご形誘導電動機は、回転磁界を利用して回転する電動機で、構造が簡単で堅牢なため消火ポンプの駆動などに広く用いられる。
正解：○（正しい）
解説：三相誘導電動機は固定子がつくる回転磁界で回転子を回す。かご形は構造が簡単・堅牢・保守容易でポンプ駆動に多用。正しい。
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問31．力率は、皮相電力に対する有効電力の比で表され、電圧と電流の位相差をθとすればcosθで表される。
正解：○（正しい）
解説：力率＝有効電力／皮相電力＝cosθ。位相差θが小さいほど力率は1に近づく。正しい。
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問32．絶縁抵抗は電気回路の絶縁の良否を示す指標であり、その値が大きいほど漏れ電流が小さく絶縁状態が良好である。
正解：○（正しい）
解説：絶縁抵抗が大きい（高い）ほど漏れ電流が小さく絶縁が良好。絶縁抵抗計（メガー）で測定する。正しい。
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問33．可動コイル形計器は直流専用の指示計器であり、目盛りが等分（平等目盛り）になるのが特徴である。
正解：○（正しい）
解説：可動コイル形は永久磁石と可動コイルによる直流用計器で、指針の振れが電流に比例し平等目盛りとなる。正しい。
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問34．電流計は測定したい回路に並列に、電圧計は測定したい部分に直列に接続して使用する。
正解：×（誤り）
解説：誤り。逆である。電流計は回路に直列、電圧計は測定部分に並列に接続する。
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問35．10Ωと20Ωの抵抗を直列に接続したときの合成抵抗として正しいものはどれか。
- ア．30Ω
- イ．15Ω
- ウ．6.7Ω
- エ．200Ω
正解：ア．30Ω
解説：直列合成は各抵抗の和。R＝10＋20＝30Ω。
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問36．30Ωと60Ωの抵抗を並列に接続したときの合成抵抗として正しいものはどれか。
- ア．45Ω
- イ．20Ω
- ウ．10Ω
- エ．90Ω
正解：イ．20Ω
解説：並列合成 R＝(R1×R2)/(R1＋R2)＝(30×60)/(30＋60)＝1800/90＝20Ω。
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問37．抵抗20Ωに100Vの電圧を加えたとき、流れる電流の値として正しいものはどれか。
- ア．20A
- イ．2000A
- ウ．5A
- エ．0.2A
正解：ウ．5A
解説：オームの法則 I＝V/R＝100/20＝5A。
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問38．100Vの電圧で4Aの電流が流れている電気機器の消費電力として正しいものはどれか。
- ア．40W
- イ．25W
- ウ．104W
- エ．400W
正解：エ．400W
解説：電力 P＝V×I＝100×4＝400W。
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問39．抵抗50Ωに2Aの電流が流れているとき、この抵抗の消費電力として正しいものはどれか。
- ア．200W
- イ．100W
- ウ．25W
- エ．400W
正解：ア．200W
解説：P＝I²×R＝2²×50＝4×50＝200W。
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問40．内径から求めた断面積が0.01m²の管内を、平均流速2m/sで水が流れている。このときの流量として正しいものはどれか。
- ア．2m³/s
- イ．0.02m³/s
- ウ．0.005m³/s
- エ．0.2m³/s
正解：イ．0.02m³/s
解説：流量 Q＝A×v＝0.01×2＝0.02m³/s。
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問41．実揚程40m、管路の摩擦損失水頭10m、ノズル放水圧力を換算した水頭が20mであるポンプの全揚程として正しいものはどれか。
- ア．50m
- イ．60m
- ウ．70m
- エ．30m
正解：ウ．70m
解説：全揚程＝実揚程＋管路損失水頭＋放水圧力換算水頭＝40＋10＋20＝70m。
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問42．水の密度を1000kg/m³、重力加速度を9.8m/s²とするとき、深さ5mにおける水圧（ゲージ圧力）として最も近いものはどれか。
- ア．約490kPa
- イ．約4900kPa
- ウ．約4.9kPa
- エ．約49kPa
正解：エ．約49kPa
解説：p＝ρgh＝1000×9.8×5＝49000Pa＝約49kPa（約0.049MPa）。
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問43．6Ωと3Ωの抵抗を並列に接続した部分に、さらに8Ωの抵抗を直列に接続したときの回路全体の合成抵抗として正しいものはどれか。
- ア．10Ω
- イ．17Ω
- ウ．9Ω
- エ．6Ω
正解：ア．10Ω
解説：並列部分 (6×3)/(6＋3)＝18/9＝2Ω。これに8Ωを直列で加え、2＋8＝10Ω。
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問44．断面積が0.02m²の管内を水が流量0.06m³/sで流れているとき、管内の平均流速として正しいものはどれか。
- ア．1.2m/s
- イ．3m/s
- ウ．0.0012m/s
- エ．0.3m/s
正解：イ．3m/s
解説：連続の式 v＝Q/A＝0.06/0.02＝3m/s。
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問45．管の摩擦による損失水頭に関する記述として、最も適切なものはどれか。
- ア．流速や管長とは無関係で、管の材質のみで決まる
- イ．流速に比例し、管長に反比例する
- ウ．流速の2乗に比例し、管長に比例し、管径に反比例する
- エ．流速の2乗に反比例し、管径に比例する
正解：ウ．流速の2乗に比例し、管長に比例し、管径に反比例する
解説：ダルシー・ワイスバッハの式より、摩擦損失水頭は管長に比例し、流速の2乗に比例し、管径に反比例する。
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問46．遠心ポンプの運転に関する記述として、誤っているものはどれか。
- ア．水源がポンプより低い位置にある場合は呼水装置を設ける
- イ．羽根車の遠心力を利用して水に圧力を与える
- ウ．吸込側の圧力が下がりすぎるとキャビテーションが生じる
- エ．揚程を高めたいときは2台を並列に運転する
正解：エ．揚程を高めたいときは2台を並列に運転する
解説：並列運転はおもに吐出量（流量）を増やす方法で、揚程を高めたい場合は直列運転を用いる。よって『並列運転で揚程を高める』が誤り。
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問47．材料の力学に関する用語の説明として、正しいものはどれか。
- ア．安全率は基準となる強さを許容応力で割った値である
- イ．フックの法則は塑性域で応力とひずみが比例する法則である
- ウ．ひずみは変形量そのもので、長さの単位をもつ
- エ．応力は物体全体にかかる荷重の総量である
正解：ア．安全率は基準となる強さを許容応力で割った値である
解説：安全率＝基準強さ／許容応力。ひずみは無次元、応力は単位面積あたりの内力、フックの法則は弾性範囲での比例関係。よって安全率の説明が正しい。
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問48．三相交流のΔ結線（デルタ結線）における電圧・電流の関係として、正しいものはどれか。
- ア．線間電圧は相電圧の√3倍になる
- イ．線電流は相電流の√3倍になる
- ウ．線間電圧・線電流とも相電圧・相電流に等しい
- エ．線電流は相電流の1/√3倍になる
正解：イ．線電流は相電流の√3倍になる
解説：Δ結線では線間電圧＝相電圧（等しい）、線電流＝√3×相電流。Y結線ではその逆となる。よって『線電流は相電流の√3倍』が正しい。
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問49．力率が0.8、皮相電力が10kVAの交流回路における有効電力として正しいものはどれか。
- ア．2kW
- イ．10kW
- ウ．8kW
- エ．12.5kW
正解：ウ．8kW
解説：有効電力＝皮相電力×力率＝10kVA×0.8＝8kW。
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問50．三相交流のY結線（スター結線）における電圧・電流の関係として、正しいものはどれか。
- ア．線間電圧・線電流とも相電圧・相電流に等しい
- イ．線間電圧は相電圧の1/√3倍になる
- ウ．線電流は相電流の√3倍になる
- エ．線間電圧は相電圧の√3倍になる
正解：エ．線間電圧は相電圧の√3倍になる
解説：Y結線では線間電圧＝√3×相電圧、線電流＝相電流（等しい）。Δ結線ではその逆になる。よって『線間電圧は相電圧の√3倍』が正しい。