《物理》 設問別分析

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【第１問】小問集合
問１では、波の諸現象の名称とその特徴が理解できていなくてはいけない。
問２は点電荷間のクーロン力と、そのつり合い条件を考察する。
問３では単振動する台上で受ける慣性力と摩擦力との関係に注目する。慣性力の最大値は単振動の加速度の最大値から決まる。
問４は理想気体の状態方程式を利用する。
問５では、ちょうつがいの位置のまわりの力のモーメントのつり合いを考えればよい。

【第２問】電磁気
Ａはダイオードを含んだ簡単な回路と、交流についての問題である。気をつけないとミスをしやすい。
問１では、整流作用により順方向にのみ電流が流れることと、そのときのCD間電圧の極性に注意すること。
問２では交流の実効値を用いて電力計算をするとよい。その際、電流の流れる時間が半分しかない点に気をつける。

Ｂは粒子加速器（サイクロトロン）の中での荷電粒子の運動に関する問題である。
問３では、電極間を通過するごとに、エネルギーqVが与えられる事に気づけばよい。
問４は、電極内のローレンツ力による円運動の方程式を立てればよい。
問３、４とも比較的得点しやすいと思われる。

【第３問】波動
Ａは平面波の屈折に関する問題である。
問１では、両媒質内で波の振動数が共通であることを利用する。
問２では境界における山の間隔と波長の関係を図形的に考察すればよい。2012年にも旧課程物理�Tの小問集合で同様の出題があった。

Ｂは水面波の干渉を扱った問題である。仕切り板の両側で、逆位相の波が生じている事に注意したい。
問３では、AとBが逆位相の２波源になることから、経路差と強めあう条件の式を立てる。
問４は、AとBが同位相の２波源になるように仕切り板を移動させればよい事に気づけばよい。波源を操作する設定は受験生にとって考えにくかったかもしれない。

【第４問】力学
Ａは小球の水平投射と壁面との非弾性衝突に関する問題であった。
問１は水平方向の等速度運動を、問２は鉛直方向の自由落下を考察すれば、それぞれ簡単に解けるはずである。
問３では、衝突により水平方向の速度の大きさだけe倍になる事を利用する。鉛直方向の運動に関しては力学的エネルギーは変化していない。

Ｂはばねの弾性力の性質と、仕事の計算についての問題である。
問４は小球に働く力のつり合いを考えればよい。上下のばねとも変形している事に気をつける。
問５では、小球の重力による位置エネルギーと、2本のばねの弾性エネルギーの和がどれだけ変化したかを計算すればよい。変化後は下のばねが自然長になっているのがポイント。

【第５問（選択）】熱力学
理想気体の状態変化（断熱、等温、定圧）に関する問題である。
問１では、熱の出入りがないのは断熱過程であり、内部エネルギーが変化しないのは等温過程である。
問２では、グラフの囲む面積が仕事に対応するから、面積の大小を比較すればよい。1995年の追試験の小問集合で同様の出題があった。
問３は定圧変化では体積と温度の比が一定（シャルルの法則）よりグラフが直線となること、断熱圧縮では気体の温度が上昇することに気づけばよい。

【第６問（選択）】原子
原子核の発見と原子の構造に関する基本問題である。
問１のα粒子の散乱では、原子核に近づいたα粒子ほど大きく曲げられ、原子核の遠くを進むα粒子はあまり曲がらない事から図を選ぶ。
問２は、ラザフォード模型の問題点と、ボーアの仮説による解決の流れを、教科書等の記述から理解できていればよい。
問３は、軌道円周上に電子の物質波が定常波をつくる条件を立てる。物質波（ド・ブロイ波）の式を正しく書けなくてはならないが、至って基本的な内容である。これを「ボーアの量子条件」と呼ぶ。