一般入試後期D日程 物 理
Ⅰ
■出題のねらい
力学の基本的な理解を確める問題で,一定の力が加わった場合の質点の等加速度運動の基本 と加速度のある系での運動を問いました。斜面上の質点が斜面に沿った方向の重力成分を受け て運動する場合,斜面が固定されている場合と斜面が置かれている床面に対して自由に動ける 場合の つの場合を対比して考察する問題です。
■採点講評
( )の問い ア , イ , ウ までは斜面方向の力の成分を求めることから始めて,
斜面に沿った等加速度運動を考えれば容易に解ける問題です。これらの問題で,斜面上の重力 を受けた質点の運動理解を確認しました。これに対し,( )では等加速度運動する座標系で の運動を考える問題となっています。この場合,どの座標系から運動を見るかを明確にするこ とが重要になります。作用反作用から斜面は質点に力を及ぼすと同時に質点も斜面に力を及ぼ し,床面上から見ると斜面も等加速度運動をすることになります。また,斜面上から見ると質 点は慣性力を受けて運動することになります。このように座標系を意識して問題を見ることが できているかを確認しました。
全解答の一部を用いて平均点を算出すると %程度の出来でした。 ア , イ , ウ の 問の正答率は高く,大半が理解できていました。( )の問題も,問題文に導出の過程を 示していますので,丁寧に読んで解答すれば正答にたどり着けます。しかし,( )の正答率 にくらべて( )の正答率は低くなりました。数値を求める問 は,用いる式も与えられてい ますので素直に数値を代入すれば正答にたどり着けます。このため,( )の中では正答率も 比較的高い結果となりました。最後の問 のグラフは,⑧式自体が簡単な式のため容易に描け ると期待していましたが,正答率は 割以下と大変低いものとなり残念でした。
問題自体はこの分野の典型的なものですので,問題文をしっかり読んで正答する必要があり ます。また,グラフの作成は,問題が要求していない場合でも物理理解にとっては重要です。
問題を解いた場合,その結果が何を意味しているかをグラフや運動の軌跡などに描いて理解す る習慣をつけてほしいと思います。
Ⅱ
■出題のねらい
物理の異なる分野(力学と電磁学)の知識を総合的に利用する力,物理の知識を利用し身の 周りの物理現象を説明する力を問いました。また,電磁気学におけるコンデンサーの充電・放 電,オームの法則やキルヒホッフの法則等の基本事項に関して理解度と計算力をみました。
■採点講評
ア は力学分野の運動エネルギーを電磁学分野の電気エネルギーへ変換する問題であり,
ハイブリッド自動車等にある回生ブレーキがこの原理を利用しています。この問題の正答率は
%と半分以下です。それぞれのエネルギーの表し方が異なりますが,エネルギーとしては同 じであることを理解していれば容易に解けるはずです。このような物理の異なる分野の知識を 総合的に利用する力をもっと身につけてほしいです。 イ はオームの法則に関する基本的な 問題なので,正答率が %と比較的高かったです。 ウ は抵抗を流れる電流から抵抗上の消 耗電力を計算する簡単な問題で, イ が正しければ ウ も容易に正答できるはずです。し かし,正答率は %と低かったです。抵抗値,電圧値や電流値から電力を計算する基本的な方 法をしっかり勉強しておいてください。 エ はキルヒホッフの第 法則に関する問題で,正 答率が %と各問の中で最も高く,よくできていました。一方, オ と カ はキルヒホッ フの第 法則に関する問題で,正答率がそれぞれ %, %と一気に低くなりました。キルヒ ホッフの第 法則を正確にあつかえるよう更に学習しておいてください。 エ , オ と カ の連立方程式を解いて, キ の結果が得られますが, キ の正答率は %と比較的 高く,正しい解き方で結果を計算したかは疑問です。 ク は再び電力計算の問題で, ウ 同様,正答率が %と低かったです。「問い」はコンデンサーの充放電性質を問う問題です。
正答率は %でした。このような物理現象を具体的なイメージをもって理解するように努めて ください。
Ⅲ
■出題のねらい
水の表面上に広がった薄膜を題材として,光の屈折,反射,干渉といった光の基本的内容の 理解度をみました。
■採点講評
全体としての出来はよくありませんでした。前半部分はどの教科書にも取り上げられている 内容なので,しっかり理解しておいてください。
問 〜問 は比較的よくできていましたが,問 をn C とする誤答が多く見受けられまし た。これらの設問は,光に関する基本的性質ばかりなので必ず確認しておいてください。
ア と イ の正答率はあまりよくありませんでした。まず,経路(ⅰ)における点Cでは,
光が屈折率の大きな薄膜から入射し,屈折率のより小さな水との境界面で反射する場合なので,
光の位相は変化しません。一方,経路(ⅱ)における点Bでは,光が屈折率の小さな空気から 入射し,屈折率のより大きな薄膜との境界面で反射する場合なので,光の位相がπ だけ変化 します。これらは非常に重要な内容なので,必ず理解しておいてください。 ウ と エ の 各光路長の導出は,単に幾何学的に計算すればよいだけですが,出来はよくありませんでした。
オ と カ は ア と イ の結果を踏まえて考えれば,特に難しい内容ではありません。
問 では,式①でi= °とし,式③を用いて強め合う場合を計算すれば自ずと可視光の波長が 求まります。問 では,(a)長くなるという答えを選択している誤答が多く見られました。
入射角iが大きくなると,薄膜中での光路が長くなるので,勘違いしたのかもしれません。実 際,式①よりi の増加とともに,光路差ΔL は短くなっていきます。なお,正答している場 合でも,理由が不十分なものが多く見受けられました。
本問で高得点を目指すには,式の暗記だけではなく,各設問の物理的意味を把握する必要が あります。それらを踏まえて,今後,学習するよう心がけてください。