消防設備士

【消防設備士】基礎的知識(機械)の過去問まとめ【解答・解説つき】

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この記事で紹介する過去問および解答・解説をマスターすれば、消防設備士1~3および5・6類で出題される機械に関する基礎的知識ほぼ100点満点に近い点数が取れます!

1・2・3類の基礎的知識(機械)の問題数

  • 甲種‥6問
  • 乙種‥3問

水およびガス系の免状である消防設備士1・2・3類の基礎的知識は機械と電気の両方が甲・乙ともに3:2=機械:電気の割合で出題されます。

5・6類の基礎的知識(機械)の問題数

  • 甲種‥10問
  • 乙種‥5問

避難器具および消火器の免状である消防設備士5・6類は、機械に関する基礎的知識のみ出題されます。(※電気に関する問題は出ないので注意!)

強欲な青木
よって1~3および5・6類の全5種類の消防設備士試験で毎回、同じ問題が出ることになります。
最初の一回(例えば6類の勉強)で機械に関する基礎的知識をマスターしてしまえば、残りの試験では得点源に化けるサービス問題の宝庫です。
管理人

4類(自動火災報知設備など)と7類(漏電火災警報器)は電気に関する基礎的知識のみ

 

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以下の各ブログ記事および過去問(解答・解説つき)をご利用下さいませ。

 

ロープと滑車における力のつり合い

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【過去問】ロープと滑車における力のつり合い

下図において、1,600Nの重力を受けている物体とつり合うための力Fとして、正しいものは次のうちどれか。
ただし、ロープと滑車の自重および摩擦損失は無視するものとする。(乙6滋賀)

  1. 50N
  2. 100N
  3. 200N
  4. 400N

 

下図において、800Nの重力を受けている物体とつり合うための力Fとして、正しいものは次のうちどれか。
ただし、ロープと滑車の自重および摩擦損失は無視するものとする。(甲1大阪)

  1. 50N
  2. 100N
  3. 200N
  4. 400N

 

下図のように、半径Rのものと半径rのものを組み合わせた滑車に荷重Wを釣り下げたとき、この荷重につり合う力Fの大きさとして正しいものは次のうちどれか。

ただし、滑車とロープの摩擦は無視する。(乙3奈良)

  1. F=rW/R
  2. F=RW/r
  3. F=W
  4. F=(R+r)W

 

力のモーメント

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【過去問】力のモーメント

柄の長さ60cmのパイプレンチを使用して、丸棒を回転させるため、丸棒の中心から40cmのところを握って50Nの力を加えるとき、丸棒が受けるモーメントの値として、正しいものは次のうちどれか。(乙6滋賀)

  1. 20N・m
  2. 30N・m
  3. 200N・m
  4. 300N・m

 

梁(はり)の種類と曲げモーメント

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【過去問】梁(はり)の種類と曲げモーメント

下図の様な「はり」の断面のうち、上下の曲げ作用に対して、最も強い形状のものは次のうちどれか。(乙6京都)

 

下図のような2箇所に集中荷重が働く両端支持ばりの反力はRとRの値で正しいものは次のうちどれか。ただし、はりの自重は考えないものとする。(乙1大阪)

※うでの長さ単位:㎜

  1. RA=100N、RB=200N
  2. RA=200N、RB=300N
  3. RA=100N、RB=300N
  4. RA=200N、RB=200N

 

下図のような2箇所に集中荷重が働く両端支持ばりの反力RとRの値で正しいものは次のうちどれか。(甲5奈良)

※うでの長さ単位:㎜

  1. RA=100N、RB=200N
  2. RA=200N、RB=300N
  3. RA=100N、RB=300N
  4. RA=200N、RB=200N

 

3×10⁶N・mmの曲げモーメントを受けているはりの断面係数が6×10⁴m㎥の場合、曲げ応力として、正しいものは次のうちどれか。(乙6大阪)

  1. 0.02M㎩
  2. 0.04M㎩
  3. 50M㎩
  4. 100M㎩

 

応力ーひずみ曲線と安全率

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【過去問】応力ーひずみ曲線と安全率

機械の材料に働く荷重に関する次の記述において、文中の【 】に当てはまる語句として、正しいものは次のうちどれか。
「材料は荷重が加わると変形する。この変形量のもとの長さに対する割合を【 】という。」(甲5大阪)

  1. ひずみ
  2. 応力
  3. ヤング率
  4. 弾性限度

 

金属材料の基準強さと許容応力との比として、正しいものは次のうちどれか。(乙1大阪)

  1. たわみ
  2. 安全率
  3. 弾性係数
  4. 断面係数

 

金属材料の基準強さ、許容応力および安全率の関係を示す式として、正しいものはどれか。(乙6奈良)

  1. 許容応力=安全率÷基準強さ
  2. 許容応力=安全率×基準強さ
  3. 許容応力=基準強さ÷安全率
  4. 許容応力=基準強さ×安全率

 

下図は軟鋼を常温で引張試験したときの応力―ひすみ線図を示したものである。次の文中の【 】に当てはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。

「荷重を加えたとき点【ア】の付近の応力では、荷重を除くとひずみもなくなる。点【ア】の応力を【イ】という。」(乙6奈良)

  1. 【ア】A、【イ】弾性限度
  2. 【ア】B、【イ】上降伏点
  3. 【ア】C、【イ】下降伏点
  4. 【ア】D、【イ】極限強さ

 

降伏点が340MPaの材料について、降伏点を基準強さとし、安全率を5としたときの許容応力として正しいものは次のうちどれか。(甲2奈良)

  1. 34MPa
  2. 68MPa
  3. 850MPa
  4. 1,700MPa

 

次の文中の【 】に当てはまる語句の組合せとして、正しいものはどれか。

「金属材料を選定する場合の重要な要素の一つとして、使用される部分の荷重条件により設定する安全率があるが、これはその材料の【ア】と【イ】の比であり、一般に【ウ】の場合は、【エ】の場合よりも大きな数値で設定しなければならない。」(乙5大阪)

【ア】【イ】【ウ】【エ】
1基準強さ許容応力静荷重動荷重
2曲げ強さ基準強さ静荷重動荷重
3基準強さ許容応力動荷重静荷重
4曲げ強さ基準強さ動荷重静荷重

 

せん断応力τ(タウ)の計算

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【過去問】せん断応力τ(タウ)の計算

下図のように、断面積1m㎡のピアノ線4本で天井から垂直に吊っている物体に、引張荷重Fを加えたところ、ピアノ線1本当たりの応力が10M㎩であった。このときのFの値として、正しいものは次のうちどれか。(甲5奈良)

  1. 1N
  2. 4N
  3. 10N
  4. 40N

 

下図のように、直径の異なるリベットAおよびBによって固定されている2枚の鋼板を、力F〔N〕で引っ張った場合、AおよびBに生じるせん断応力について、正しいものは次のうちどれか。
ただし、Aのリベットの直径がBのリベットの直径の1/2である。(甲2奈良)

  1. Aのリベットに生じるせん断応力は、Bのリベットに生じるせん断応力の1/2倍である
  2. Aのリベットに生じるせん断応力は、Bのリベットに生じるせん断応力と同じである。
  3. Aのリベットに生じるせん断応力は、Bのリベットに生じるせん断応力の2倍である。
  4. Aのリベットに生じるせん断応力は、Bのリベットに生じるせん断応力の4倍である。

 

せん断応力を表す式として、正しいものは次のうちどれか。(甲2奈良)

  1. せん断応力 = せん断ひずみ ÷ 断面積
  2. せん断応力 = せん断ひすみ × 断面積
  3. せん断応力 = せん断荷重 ÷ 断面積
  4. せん断応力 = せん断荷重 × 断面積

 

下図のように断面積50m㎡のリベットによって固定されている2枚の鋼板を500Nで引っ張った場合、リベットに生じるせん断応力として正しいものは次のうちどれか。(乙6奈良)

  1. 5MPa
  2. 10MPa
  3. 50MPa
  4. 100MPa

 

下図のような軟鋼丸棒に、軸線と直角に1,500Nのせん断荷重が働くとき、軟鋼丸棒に生じるせん断応力として、正しいものは次のうちどれか。ただし、軟鋼丸棒の断面積は300m㎡とする(乙6京都)

  1. 5MP
  2. 45MPa
  3. 50MPa
  4. 450MPa

 

下図のような軟鋼丸棒に、軸線と直角に1,500Nのせん断荷重が働くとき、軟鋼丸棒に生じるせん断応力が5MPaとなる丸棒の断面積として、正しいものは次のうちどれか。(甲1滋賀)

  1. 300m㎡
  2. 333m㎡
  3. 450m㎡
  4. 750m㎡

 

直径20㎜の軟鋼丸棒に31,400Nのせん断荷重がかかったとき、この丸棒に生ずるせん断応力として、正しいものは次のうちどれか。ただし円周率πは3.14とする。(甲2奈良)

  1. 10,000MPa
  2. 1,000MPa
  3. 100MPa
  4. 10MPa

 

鉄鋼材料の分類と物性

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【過去問】鉄鋼材料の分類と物性

鉄鋼材料に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。(甲1大阪)

  1. 鉄鋼は、熱および電気の伝導性がよいため、純金属に近い状態で電熱材料や導電材料に用いられることが多い。
  2. 合金鋼は、炭素鋼にニッケルやクロム、モリブデンなどの金属元素を加えたもので耐摩耗性や耐食性などの優れた性質を有している。
  3. 炭素鋼は、鉄と炭素の合金で炭素濃度が0.02~2.14%までのものを指し、おもに構造用の材料として用いられる。
  4. 鋳鉄は2.14%~6.67%の炭素を含む、鉄と炭素の合金で炭素鋼に比べて伸びにくく硬くて脆いが鋳造性に優れている。

 

金属材料の耐食性について、最も不適当なものは次のうちどれか。(乙6京都)

  1. アルミニウムは、大気中で酸化して、ち密な皮膜を作る。
  2. 鉄鋼は、水中ではさびを生じない。
  3. マグネシウムおよびその合金は、一般に耐食性が悪い。
  4. 銅および銅合金は、大気中で緑青ができ、その表面は次第に侵される。

 

鋳鉄の種類で、合金鋳鉄に分類されるものとして、正しいものは次のうちどれか。(甲3奈良)

  1. パーライト可鍛鋳鉄
  2. 黒心可鍛鋳鉄
  3. ねずみ鋳鉄
  4. 高けい素鋳鉄

 

金属材料のクリープに関する次の記述において、文中の【 】に当てはまる語句の組合せとして、最も適当なものはどれか。

「ある一定の温度において、ある一定時間後に一定の【ア】に収束させる応力の【イ】をその温度における【ウ】という。」(甲5奈良)

【ア】【イ】【ウ】
1クリープ限度最小値クリープひずみ
2クリープ限度最大値クリープひずみ
3クリープひずみ最小値クリープ限度
4クリープひずみ最大値クリープ限度

 

金属のクリープ現象の説明として、正しいものは次のうちどれか。

  1. 材料に切り欠きなどがあると、その部分の応力が特に高くなる現象をいう。
  2. 材料の弾性限度内における応力によって生じたひずみが、外力を除けば原形に復する現象をいう。
  3. 一般に高温において、材料に一定荷重をかけると、時間の経過とともにひずみが増加する現象をいう。
  4. 材料に外力を加えて変形させ、その外力を取り除いても変形が残る現象をいう。

 

炭素鋼の熱処理

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【過去問】炭素鋼の熱処理

炭素鋼の熱処理について、誤っているものは次のうちどれか。(乙6京都)

  1. 焼入れとは、高温に加熱して急冷することをいう
  2. 焼戻しとは、一度焼入れしたものを焼入れ温度以上の高温に加熱した後、急冷することをいう。
  3. 焼なましとは、高温に加熱してから炉中、空気中および灰の中などで徐冷することをいう。
  4. 焼ならしとは、低温で圧延などの加工を受けた鋼の内部のひずみの除去、材料の軟化などの目的で焼入れ温度程度まで加熱した後、徐冷することをいう。

 

炭素鋼の焼入れについて、誤っているものは次のうちどれか。(乙6奈良)

  1. 焼入れは、材料のひずみを取り除くために行う。
  2. 焼入れは、材料をかたくするために行う。
  3. 焼入れは、高温に加熱しておいて急冷する操作をいう。
  4. 焼入れは、材料を強くするために行う。

 

炭素鋼の熱処理のうち焼入れについて、誤っているものは次のうちどれか。(甲1滋賀)

  1. 炭素鋼を硬化させ、強さを増大させる目的で適切な温度に加熱し、その温度に十分時間を保持したのちに急冷する操作をいう。
  2. 焼入れとは、マルテンサイトがオーステナイトという組織に変わることである。
  3. 焼入れによる欠陥として、焼割れ・焼入れ変形・焼むらなどがある。
  4. 同じ組成の鋼材を同じように焼入れしても、その材料の直径や厚さが異なれば冷却温度が異なり焼入れの程度が異なってくる。

 

非鉄金属(合金)の物性とは?

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【過去問】非鉄金属(合金)の物性とは?

アルミニウムの一般的な特徴として、最も不適当なものは次のうちどれか。(乙1大阪)

  1. 空気中で酸化すると、ち密な被膜を作る
  2. 密度は、ほぼ鉄と同等である。
  3. 熱の良導体である。
  4. 電気の良導体である。

 

金属材料の耐食性について、最も不適当なものは次のうちどれか。(乙6京都)

  1. アルミニウムは、大気中で酸化して、ち密な皮膜を作る。
  2. 鉄鋼は、水中ではさびを生じない。
  3. マグネシウムおよびその合金は、一般に耐食性が悪い。
  4. 銅および銅合金は、大気中で緑青ができ、その表面は次第に侵される。

 

銅合金のうち、一般に黄銅と呼ばれるものは、次のうちどれか。(乙6滋賀)

  1. 銅とすずとの合金
  2. 銅と鉄との合金
  3. 銅とりんとの合金
  4. 銅と亜鉛との合金

 

ねじ(ボルト・ナット)

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【過去問】ねじ(ボルト・ナット)

日本産業規格(JIS)上、[M10]で表されるねじがある。このねじの種類として正しいものは次のうちどれか。(甲3大阪)

  1. 管用テーパねじ
  2. メートル並目ねじ
  3. 管用平行ねじ
  4. ユニファイ並目ねじ

 

次の文中の〔 〕に当てはまる語句として、正しいものはどれか。

「ねじの大きさは、おねじの〔 〕で表し、これをねじの呼び径という。」(甲1大阪)

  1. ピッチ
  2. 有効径
  3. 谷の径
  4. 外径

 

ねじが機械の振動などによって緩むことを防ぐ方法として、誤っているものは次のうちどれか。(乙6大阪)

  1. 止めナットを用いる方法
  2. リード角が異なるねじを用いる方
  3. 座金(ざがね)を用いる方
  4. ピン・小ねじ・止めねじを用いる方法

 

ねじに関する説明として、誤っているものは次のうちどれか。(甲3奈良)

  1. ピッチとは、隣り合うねじ山の対応する点を、ねじの軸と平行に測った距離をいう。
  2. リードとは、ねじを1回転させて、ねじが軸方向に動く距離をいう。
  3. リード角とは、ねじ山に描かれたつるまき線とねじ軸と垂直の水平面とにできた傾きをいう。
  4. 一条ねじとは、2本のねじ山が一対となって巻き付けて作られたねじをいう。

 

ボルトの種類と使用方法の例について、最も不適当なものは次のうちどれか。(甲5奈良)

  1. 基礎(アンカー)ボルトは、機械などをコンクリート基礎にすて付けるときに使用する。
  2. 通しボルトは、通し穴を使ってボルトとナットで締め付け、部品を固定するときに使用する。
  3. 押さえボルトは、両端がねじのボルトの一端を本体に強くねじ込み、他端をナットで締め付け、部品を固定するときに使用する。
  4. アイボルトは、機械や重い部品をつり上げるときに使用する。

 

軸受(ベアリング)の種類

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【過去問】軸受(ベアリング)の種類

転がり軸受でないものは、次のうちどれか。(甲1大阪)

  1. 深溝玉軸受
  2. 自動調心玉軸受
  3. うす軸受
  4. 円すいころ軸受

 

転がり軸受でないものは、次のうちどれか。(甲2奈良)

  1. ピボット軸受
  2. 自動調心玉軸受
  3. 円すいころ軸受
  4. 深溝玉軸受

 

任意の方向に軸を傾けることができる軸受として、正しいものは次のうちどれか。

  1. 円すい軸受
  2. 球面軸受
  3. ピボット軸受
  4. つば軸受

 

液体と気体の性質

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【過去問】液体と気体の性質

液体の表面張力について誤っているものは次のうちどれか。(乙6奈良)

  1. 液体は分子間引力により、液体表面では収縮する力が働いている。
  2. 植物の葉っぱの上の水滴が球状となるのは、表面張力のためである。
  3. コップの水に細い管を垂直に入れると管内の液面が上昇するのは付着力と表面張力のためである
  4. 表面張力は物質によって異なるが、その物質の温度には影響されない。

 

次の文中の〔 〕に当てはまる語句として、正しいものはどれか。(甲1大阪、乙6奈良)
「密閉された液体の一部に圧力を作用させると、その圧力が増減なく液体の各部分に伝わる。これを〔 〕をいう。」

  1. アルキメデスの原理
  2. ベルヌーイの定理
  3. トリチェリーの原理
  4. パスカルの原理

 

1気圧でないものは次のうちどれか。(乙6奈良)

  1. 約40㎝・Hg
  2. 約1,013hPa
  3. 約101,325N/㎡
  4. 約1atm

 

ボイル・シャルルの法則による、一定質量の気体の圧力と絶対温度と体積の関係として、正しいものは次のうちどれか。(甲1大阪)

  1. 気体の圧力は、絶対温度に比例し、体積に比例する。
  2. 気体の圧力は、絶対温度に反比例し、体積に比例する。
  3. 気体の圧力は、絶対温度に比例し、体積に反比例する。
  4. 気体の圧力は、絶対温度に反比例し、体積に反比例する。

 

気体の性質について、正しいものは次のうちどれか。ただし、圧力は一定である。(乙6滋賀)

  1. 273℃を超えると、すべての物質は気体になる。
  2. 液体が気体になると、体積は273倍になる
  3. 温度が1℃上昇するごとに、0℃のときの体積の1 / 273ずつ膨張する。
  4. 温度が1℃降下するごとに、0℃のときの体積の1 / 273ずつ液化する。

 

一定質量の気体の圧力を5倍にし、絶対温度を3倍にした場合、ボイル・シャルルの法則によると、その気体の体積は何倍になるか。(乙6兵庫)

  1. 1/5倍
  2. 1/3倍
  3. 3/5倍
  4. 5/3倍
強欲な青木
迷わずに回答できましたか?
もし、まだ自信がないのであれば繰り返し「過去問テスト」等を使って類題を解くことをオススメします!
管理人

消防設備士「過去問テスト」は、その名の通り“過去に出た問題” のテストです。

ブログでお馴染みの管理人が過去問に関する情報収集を積み重ね、その中からピックアップして過去問ベースの模擬試験を作成したものです。

\そのまま試験に出ます/

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上記以外に新傾向問題の情報など提供あり次第、解説を毎年追記して更新しています。これから消防設備士の試験を受けられる方は是非ご覧下さい。

  • この記事を書いた人

aokimarke

ニッポンを、強欲に! 消防設備士10年目やってます。
【◎経 歴】
鈴鹿高専 ⇨ 静岡大学(3年次編入)⇨ 院 ⇨ 鈴与㈱ ⇨ 消防設備士など
【◎免 許】
消防設備士全類、危険物取扱者全類、第二種電気工事士、工事担任者(AI・DD総合種)、電験三種、予防技術検定(消防用設備等)など
【◎活 動】
月刊誌:電気と工事(オーム社)にてコラム執筆、消防設備士「過去問テスト」の制作・販売、YouTubeチャンネル「強欲な青木&消防設備士」の動画作成・編集、青木マーケ㈱、㈱防災屋、(一社)予防団など

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