物理基礎

総評と分析

会話文形式による問題、数値を直接マークする問題がなくなった。また、A、Bに分割された問題もなくなった。


出題形式は、第1問は小問集合、第2問は例年A、Bに分割されての出題であったが、今年は第3問同様A、Bの分割のない問題となった。また、昨年出題された会話文を交えた問題、数値を直接マークする問題が見られなかった。基本問題を中心とした問題であるが、第1問の問2、第3問の問2など注意力の必要な問題が目立った。

問題分析

大問数 3で昨年と変更なし。
設問数 昨年の11から13に増加。
解答数 昨年の17から16に減少。

問題量

  • 問題記載ページは昨年の17から15に減少。
  • 数値計算の設問は昨年の3から6に増加。
  • グラフ選択の問題は昨年の2から1に減少。

出題分野・出題内容

  • 第1問は、力学2題、熱1題、波動1題の小問集合。
  • 第2問は、力学より水平投射、自由落下、鉛直投げ上げ運動。
  • 第3問は、電磁気より発電、送電に関する知識と計算。

出題形式

  • 第1問は小問集合形式。第2問はA、Bに分けての出題ではなかった。

難易度(全体)

  • 難易度は昨年並み。個々の設問の物理的内容は平易で解答数・計算量も減少した。今年は会話文の出題はなくなり、典型的な設問がやや増加したが、思考力・文章読解力・注意力を要する設問、定性的に考察をさせる設問も多く見られた。今年は文字式を答えさせる設問と数値を答えさせる設問の数に大きく差がなかった。

第1問 (16点満点)

配点 出題内容 難易度
問1 4 運動方程式 やや易
問2 4 ばねの力とエネルギー やや難
問3 4 気体の状態変化 標準
問4 4 弦の振動・うなり やや易

各分野からの小問集合であるが、電磁気からの出題はなかった。問1は水平面上で一直線に接触させて並べられた3つの箱のうち、端の1つの箱に力を及ぼしたときの中央の箱にはたらく力の様子を問う設問である。図の矢印は力の大きさの参考にならないため、加速度に着目して運動方程式を考える必要がある。問2は天井に取り付けられた2つのばねにそれぞれ同じ質量のおもりを取り付けたときの伸びの違いから、弾性エネルギーの比を考える。ばね定数の違いに注意して、力のつり合いと弾性エネルギーの式で両者を比較する。問3はピストン付きシリンダーに封入された気体を気圧が一定の部屋で加熱した際のエネルギー収支を考察する。熱力学第一法則および内部エネルギーと温度の関係に着目したい。問4はギターの調律(チューニング)をテーマに、4倍音と音さによるうなりと、うなりがなくなるような操作について問う設問である。弦の張力と波の速さについては説明が与えられているため、波の基本式とうなりの式を頼りに丁寧に考えればよい。

第2問 (18点満点)

配点 出題内容 難易度
18 重力下での水平投射・鉛直運動 標準

昨年と出題形式が変わり、A、B分割での出題とならなかった。しかしながら、問3までは水平投射、問4以降は鉛直運動について考えるため、設問の雰囲気が少し変わる。問1は水平投射の時刻と水平位置についての数表が与えられており、穴埋めをする。水平方向には等速運動であることからすぐにわかるだろう。概数で考えてもよい。問2は鉛直方向の自由落下運動に着目する。問われているものが速さであることを間違えなければ難なく解けるだろう。問3では実験条件を変更し、初速を大きくした場合、元と同じ場合、小さくした場合の3つの場合を比較し考察する。着地までの時間は、鉛直方向の運動で決まるため同時であり、着地時の速さは力学的エネルギー保存の法則から初速の運動エネルギーの大小で決まることが運動のイメージとともに捉えられるかがポイントである。問4からは自由落下運動をする小球Aと、鉛直投げ上げ運動をする小球Bの運動を比較して考察する。着地までの時間が共通であることに着目して等加速度運動の式を連立して解けばよい。問5では小球Aを放す高さと小球Bの最高点の高さおよび着地時の両者の運動エネルギーをそれぞれ比較する。高さに着目した誘導が与えられており、運動エネルギーと位置エネルギーを相互に変換して考えられるかが試されている。

第3問 (16点満点)

配点 出題内容 難易度
16 発電・送電・変圧器 標準

昨年度は多分野に関連した会話文形式の出題であったが、今年は電磁気のみからの出題で、探究活動の設定であるが会話文形式ではなかった。問1は風力発電と太陽光発電を例にエネルギーの変換を問う設問である。問2はグラフで与えられた風力発電による発電電力(kWのグラフ)と一般家庭での1日の消費電力量(kWh単位)を考察する。kWとkWhの違い、1日の24時間への換算などに注意して解答しよう。問3は送電時の電力損失と電流や送電電圧の関係を10の累乗で答えさせる設問である。問4は変圧器の原理と入出力電圧の関係を問う設問である。問1・問3・問4は度々出題されているテーマであり、得点できるようにしたい。

平均点(過去5年分)

年度 2022年度 2021年度 2020年度 2019年度 2018年度
平均点 30.4点 37.55点 33.29点 30.58点 31.32点
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