京都医塾物理科です。
このページでは「兵庫医科大学の物理」についての過去問分析コメントを紹介します。
・“医学部受験に興味がある”という方
・“兵庫医科大学医学部”の受験を考えている方
・“兵庫医科大学医学部の物理がどのような問題か知りたい”という方
オススメの記事となりますので、興味のある方はご一読ください。
目次
概要
【形式・制限時間・配点】2022年度
形式:記述式(ほぼ全ての設問で導出過程も問われる)
時間:2科目120分(B方式は1科目60分)
大問数:5題(全5分野から1題ずつ出題)
配点:100点(筆記試験全体の配点は500点)
出題の傾向と特徴
2016年度以降の7年分について、分野別の傾向をまとめます。
【力学】
毎年、1題は出題されています。出題テーマは
・「台の斜面上に置いた小物体の運動(2022)」
・「テニスボールを相手側コートに入れる条件(2021)」
・「摩擦のある斜面上における2物体の運動(2020)」
・「水中における木片のつりあい、摩擦のある円すい内面に沿った円運動(2019)」
・「2つの小物体を取り付けた軽い剛体棒のつりあい、糸に取り付けた小球の運動(2018)」
・「小球の斜方投射、糸やばねに取り付けた小球の円すい振り子(2017)」
・「小球どうしの衝突で引き起こされた円運動(2016)」
です。これらから分かるように、万有引力を除く全ての単元から、幅広く出題されています(単振動についても、2021年度に電磁気分野との融合問題である「電気ブランコ」で、周期や振れ角を問う設問が出題されています)。中でも、円運動は直近7か年のうち3回出題されており、やや頻度が高くなっています。円運動する物体については、その速さ \(v\) や向心加速度の大きさ \(a\) が
\(v=r\omega\) ,\(a=\frac{v^2}{r}=r\omega^2\) (\(r\):半径,\(\omega\):角速度)
となることを、必ず押さえておきましょう。
【電磁気】
毎年、1題は出題されています。出題テーマは
・「コンデンサーを含む直流回路(2022)」
・「コンデンサーのつなぎ替え、電気ブランコ(2021)」
・「一様な外部磁場の有無による電子の円運動の変化(2020)」
・「自己誘導、コンデンサーを含むブリッジ回路(2019)」
・「3枚の極板で形成されたコンデンサーの充電(2018)」
・「2つの点電荷がつくる静電場および2つの電流がつくる静磁場、RLC交流回路(2017)」
・「電磁場中の荷電粒子の運動(2016)」
です。これらから分かるように、電磁気も全ての単元から幅広く出題されていますが、中でも、コンデンサーが題材として含まれる場合が多く見られます(2017, 2018, 2019, 2021, 2022)。また、2020年度と2016年度で荷電粒子の運動が出題されましたが、荷電粒子の運動は、その多くが一様な電場または磁場で行われます。そのため、一様電場の場合は等加速度運動、一様磁場の場合は等速円運動になることを、必ず押さえておきましょう。
【波動】
毎年、1題は出題されています。出題テーマは
・「プリズムを通過する光の進路(2022)」
・「球面レンズと円筒面レンズを用いたニュートンリング(2021)」
・「ドップラー効果により波長の変化した音波の干渉(2020)」
・「電波望遠鏡における電波の干渉(2019)」
・「y–xグラフからy–tグラフへの変換、プリズムを通した光の進路(2018)」
・「ニュートンリング(2017)」
・「プリズムを通した光の進路(2016)」
です。波動もやはり幅広く出題されていますが、中でも、波の干渉に関する題材が直近7か年のうち4回出題されており、頻出と言えるでしょう。波の干渉、特に光波の干渉については、その干渉条件の式が、
強めあう条件:光路差\(=m\lambda\)
弱めあう条件:光路差\(=(m+\frac{1}{2})\lambda\) (\(m\):整数,\(\lambda\):真空における波長)
※ ただし、反射で位相が \(\pi\) ずれる(逆転する)ごとに、条件式が反転する。
とまとめられます。重要な関係式なので、必ず押さえておきましょう。
【熱力学】
毎年、1題は出題されています。出題テーマは
・「ピストンで閉じた気体の状態変化(2022)」
・「スターリングサイクル(定積・等温変化からなる熱サイクル)(2021)」
・「円筒容器内における気体の分子運動論(2020)」
・「ばね付きピストンで閉じた気体の状態変化(2019)」
・「p–Vグラフ(2018)」
・「気体の混合(2017)」
・「氷の融解および氷と水の比熱計算(2016)」
です。熱力学も、幅広く出題されています。2021年度のスターリングサイクルは、熱効率が理論的に最大となる有名な熱サイクルであり、他大学でも類題がよく見られます(2019愛知医科大学など)。そのため、一度は触れておきたい題材です。なお、その理論熱効率eは
\(e=1-\frac{T_L}{T_H}\) (\(e\):熱効率,\(T_L\):低温熱源の温度,\(T_H\):高温熱源の温度)
となることが知られています。知識にしておくとよいでしょう。
【原子物理】
直近7か年で、6回出題されています(2021年度は出題がありませんでしたが、これは新型コロナウイルスの流行による学校進度の遅れに配慮した、例外的なものと思われます)。出題テーマは
・「X線の発生、ブラッグ反射(2022)」
・「放射能に関する各種知識および定量計算(2020)」
・「電子線を用いたブラッグ反射、リン30に関する核反応(2019)」
・「ウラン238とウラン235の天然存在比、光電効果(2018)」
・「素粒子に関する各種知識、X線の発生およびそれによるコンプトン効果(2017)」
・「ウラン235に関する核反応、ボーアモデル(2016)」
です。全体的に見て、他大学よりも幅広い知識が問われる傾向にあります。また、2017年度は、素粒子に関する知識も問われました。多くは教科書基本レベルですが、最後の単元の素粒子まで満遍なく学習しておく必要があります。教科書を最後まで通読して、できる限り知識を詰め込んでおきましょう。
【制限時間に対する問題量】
2022年度は2科目120分で大問5題を解答する必要がありました。1科目60分と考えると、大問1題あたりの時間は12分となり、非常に時間制限は厳しいです。したがって、思考に使える時間はほとんどないと考えておきましょう。
2022年度(最新の過去問)の分析
さらに踏み込んで、最新の入試問題を具体的に分析したいと思います。
※以下、過去問をお手元にご覧になるのが理想的ですが、過去問がなくても問題なくお読み頂けます。
【第1問】
台の斜面上に置いた小物体の運動を考察する問題です。糸が鉛直方向となす角と台が床となす角がそれぞれ別の値として与えられていたため、手際よく計算しなければ時間を多く消費してしまう煩雑な問題です。Ⅰ~Ⅲで分けられた1つ1つの状況設定は明快で、ゆっくりと落ち着いて考えるには考察を深められる良問ですが、12個もの設問を答えなければならないため、時間をかけすぎるとこれ以降の問題を解く時間がなくなってしまいます。Ⅱ以降は糸を切っているため、Ⅰほどに煩雑な計算にはならないのですが、なかなか本番の緊張感の中、適宜見切りをつけて解いていくことは難しかったのではないかと思われます。
≪2022年度の目標値≫
物理を得点源にしたい受験生…6~8割
他教科を得点源にしたい受験生…4~5割
【第2問】
コンデンサーを含む直流回路を考察する問題です。ⅠとⅡはオーソドックスにコンデンサーの過渡現象を考えるだけなので、短時間で得点の取りやすい問題です(スイッチを閉じた直後はコンデンサーの電荷が0で、十分時間が経過したときはコンデンサーの電荷が一定となり電流が0となります)。
一方で、Ⅲはコンデンサーの静電エネルギーを、回路のある可変抵抗の抵抗値を変数にグラフ化する問題ですが、理論式の導出は平易なものの、グラフ描図は慣れていなければ時間がかかります。兵庫医科大学では例年のようにグラフ描図を求めるので、練習はしておくべきですが、時間がかかりすぎると思った場合、いったん後回しにする勇気も必要です。
≪2022年度の目標値≫
物理を得点源にしたい受験生…8~10割
他教科を得点源にしたい受験生…6~7割
【第3問】
プリズムを通過する光の進路を考察する問題です。典型かつ基本的で類題も多く、全5題中、大問4と並んで最も平易な問題です。プリズムが二等辺三角形であるという図形的な性質から、その底角が90°-θ/2となることを見落とさなければ、十分に完答も狙えます。最後の数値計算も、それほど煩雑ではありません。
≪2022年度の目標値≫
物理を得点源にしたい受験生…8~10割
他教科を得点源にしたい受験生…6~7割
【第4問】
ピストンで閉じた気体の状態変化を考察する問題です。大問3と並び、典型かつ基本的で類題も多くある平易な問題です。ただし、Ⅱでは気体を準静的に断熱変化させているため、ポアソンの法則「PVγ=一定」が成立しますが、これが問題文に与えられていません。多くの類題ではこれが与えられるため、そのこと自体が間接的な誘導となりますが、本問のように与えられないこともあります。「与えられていないから、成立しない」と早合点せず、注意して解き進めましょう。
≪2022年度の目標値≫
物理を得点源にしたい受験生…8~10割
他教科を得点源にしたい受験生…6~7割
【第5問】
前半はX線の発生、後半はブラッグ反射を考察する問題です。前半のX線の発生については、類題に多くあるX線スペクトルのグラフが与えられていないため、どのような実験であるかという全体像をポイントとともに把握しておかなければなりません。波長の値として、連続X線の最短波長とある特性X線の波長が与えられていますが、これらのうち加速電圧に関係するものは、前者の連続X線の最短波長のみです。後者は、受験生を惑わすためだけに与えられた値であるため、引っかからないように注意しましょう。
後半のブラッグ反射については、X線と電子線の両方で実験を行っています。X線はそのままブラッグの条件式を立て、電子線ではいったんそのド・ブロイ波長を求めてから同様の条件式を立てます。設問で、ド・ブロイ波長の導出が問われているため、その通りに解き進めればよいでしょう。最後の設問は計算も煩雑なため、時間制限上スキップしてもよいでしょう。
≪2022年度の目標値≫
物理を得点源にしたい受験生…7~8割
他教科を得点源にしたい受験生…5~6割
【総評】
例年、難易度は基本~やや難まで幅広く、時には高校物理を超えた内容も出題されます。しかも、1科目あたり60分で5題を解かなければならないため、時間的な余裕は全くありません。そのため、そのような問題を見極めて取捨選択し、標準レベルまでの典型題を素早く解き進める必要があります。2022年度もこの通りの出題であったため、各大問の後半は見切りをつけ、大問1の力学に時間をかけ過ぎないことが、合格点を取るために必要であったと思われます。また、全ての設問において導出過程も記すことになるため、解答時間を意識した過去問演習を十分に積んでおきましょう。
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