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2024年度大阪医科薬科大学医学部の物理過去問対策・分析

2024年度大阪医科薬科大学医学部の物理過去問対策・分析

京都医塾物理科です。

このページでは「大阪医科薬科大学医学部の物理」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
・“大阪医科薬科大学医学部”の受験を考えている方
・“大阪医科薬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。

概要

【形式・制限時間・配点】2024年度

形式:記述式
時間:2科目120分
大問数:4題(小問集合1題)
配点:100点(1次試験全体の配点は400点)

出題の傾向と特徴

 2016年度以降の9年分について、分野別の傾向をまとめます。

※ (小)は、小問集合での出題となります。

【力学】

 毎年、1題は出題されています。出題テーマは

・「水平な床面上に並べて置いた2つの直方体とその上面を滑る小物体の運動(2024)」

・「斜面上でばねにつながれた2つの小球の連成振動(2023)」

・「万有引力と遠心力の合力としての重力、(小)金属棒でできた三角形の重心(2022)」

・「帯電させた小球による円錐振り子、(小)剛体棒のつりあい(2021)」

・「衝突を含む単振り子とばね振り子、(小)圧力の単位換算 (2020)」

・「天体の運動、(小)ばねはかりや台はかりの測る力(2019)」

・「摩擦のない水平面における三角柱と小物体の2体問題、(小)万有引力による円運動(2018)」

・「接触2物体の単振動、(小)剛体棒のつりあい(2017)」

・「鉛直面内における円運動、(小)万有引力による円運動(2016)」

です。

 テーマが似通ったものが多いのが特徴で、どちらかと言えばマイナーな単元である万有引力から4題も出題されています(2016, 2018, 2019, 2022)。また、2017年度と2021年度に出題された剛体棒のつりあいは、どちらもコの字型の針金のつりあいで、こちらも極めてよく似た問題でした。

 問題そのものはオーソドックスなものが多く、解法に沿って淡々と計算を進めていけば自然と解ける構成になっています。問題全体の見通しをよくするために一つだけ取り挙げると、接触2物体の単振動について、ばねが自然長の位置でこれらが離れることは知っておきましょう(つりあいの位置で離れると勘違いする人が多く見られます)。

【電磁気】

 2017年度を除き、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、(小)一様磁場中の荷電粒子の運動(2024)」

・「ミリカンの実験、(小)回路中の抵抗にかかる電圧(2023)」

・「磁場中を動く導体棒を組み込んだ回路(2022)」

・「磁場中を回転する導体棒を組み込んだ回路(2021)」

・「磁場中を動く導体棒を組み込んだ回路、(小)アルミパイプ中を落下する磁石(2020)」

・「電磁場中の荷電粒子の運動(2019)」

・「磁場中の荷電粒子の運動(2018)」

・「非線形抵抗を含む直流回路(2016)」

です。

 こちらもテーマが似通ったものが多いのが特徴で、磁場中を動く導体棒を組み込んだ回路(2020, 2021, 2022)、荷電粒子の運動(2018, 2019, 2023, 2024)と、同じ題材が何年も連続して出題されたこともあります。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】

 おおよそ隔年で出題されています。出題テーマは

・「(小)組み合わせレンズのつくる像(2024)」

・「(小)ガラス球を通る光の進路(2023)」

・「加速度運動する観測者におけるドップラー効果(2021)」

・「ヤングの実験(2019)」

・「弦を伝わる波の速さの導出、(小)ドップラー効果(2017)」

・「ヤングの実験(2016)」

です。

 過去の出題においては、ドップラー効果(2017, 2021)とヤングの実験(2016, 2019)と、題材が偏っています。どちらも一捻りある問題なので、最初から最後まで典型解法で押し通せるものではありません。しかし、過去問を見てそれに関するやや難しめの類題に当たっていれば、随分取り組みやすいものになっていたのではないかと思われます。

【熱力学】

 2016年度を除き、1題は出題されています。出題テーマは

・「熱気球の浮上(2024)」

・「細管でつながれた2室に閉じ込めた気体の状態変化(2023)」

・「円筒シリンダー内に閉じ込めた気体の状態変化(2022)」

・「(小)pVグラフ(2021)」

・「pVグラフ、(小)氷の融解(2020)」

・「(小)気体の混合(2019)」

・「(小)容器に閉じ込めた気体の状態変化(2018)」

・「(小)水の状態図における物質の三態(2017)」

です。

 pVグラフで表された熱サイクル(2020, 2021)が2年連続で出題されました。他の分野に比べると、熱力学は特にオーソドックスな印象を受けます。pVグラフで囲まれた面積が外部にした仕事を表すことや、等温・断熱・定積・定圧といった典型的な状態変化における特徴、また熱効率の定義式(\(e=\frac{W}{Q_\mathrm{in}}\))などは、教科書などを通して事前に完璧にしておきましょう。

【原子物理】

 2年に1題程度、出題されています。出題テーマは

・「(小)水素原子中の電子のエネルギー準位、(小)放射性崩壊(2024)」

・「(小)放射性崩壊(2022)」

・「放射性崩壊、α線による容器の加熱(2018)」

・「光電効果(2017)」

・「(小)放射性崩壊(2016)」

です。

 放射性崩壊(2016, 2018, 2022, 2024)を題材とした問題が、頻出となっています。最新の2024年度は、小問集合で放射能の強さ[Bq]の算出が出題されました。2018年度は、放射能計算に加えてα崩壊やβ崩壊の回数計算、およびこれとα線のエネルギーを与えてからの容器の加熱という熱力学的なテーマにつなげる問題が出題されました。2017年度の光電効果も、様々に実験条件を変えるという一見複雑な問題でした。しかし、光電効果は、基本的には以下の光電方程式

              \(K_\mathrm{max}=h\nu-W\) (\(K_\mathrm{max}\):光電子の最大運動エネルギー,\(h\):プランク定数,\(\nu\):光の振動数,\(W\):仕事関数)

を駆使すれば解き進めることができるため、見かけ以上にワンパターンになります。類題演習を通して、使いこなす訓練を積んでおきましょう。

【その他の特徴のある出題】

 大阪医科薬科大学の特徴として、毎年のように電力輸送に関する問題が小問集合で出題されています。他大学では類題が見られないため、過去問演習を通して解法を確実に身に付けておきましょう。ただし、2022年度以降は3年続けて出題されていません。

 また、次元解析(2016, 2018, 2021~2023)も小問集合でとてもよく出題されています。むしろ、2021年度以降は毎年のように出題されているため、こちらが電力輸送に替わる定番の問題となっています(ただし、2024年度の前期では出題されていません。なお、後期では出題されています)。普段から単位や次元を意識的にチェックする習慣をつけ、過去問演習で理解を試しましょう。

【制限時間に対する問題量】

 2024年度は2科目120分で大問4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15分となります。したがって、長考する時間はあまり取れません。問題自体が誘導形式になっていることが多く、そのヒントにうまく従って解き進められるかが勝負となります。

2024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】 

 題材は、水平な床面に並べて置いた2つの直方体とその上面を滑る小物体の運動です。(1)は摩擦力の仕事の大きさを直接求めればよいでしょう。(2)はAの上面を滑る前後でPについての仕事とエネルギーの関係から求められます。(3)は床面に対するBの加速度が問われているので、床面から見たBの運動方程式を立式します。以上が前半であり、完答必須です。

 後半の(4)からはPとBの2体問題となります。大きな方針としては、それぞれについての運動方程式から加速度を導出し、それを利用していけばよいでしょう。ただし、(4)については一体化した速度が問われているため、水平方向に外力が働かない状況を踏まえて運動量保存則から求めるのが手早くてよいでしょう。また、やや計算が煩雑で量が多いので、vtグラフでの整理が見通しをよくする上で有効です。類題を通して練習しておきましょう。

≪2024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…7~8割

【第2問】 

 題材は、熱気球の浮上です。本問の熱気球は外気に通じており、空気の出入りがあります。このような状況では物質量が変化するため、理想気体の状態方程式から、圧力をp、密度をρ、温度をTとして、

\(\frac{p}{\rho T}=一定\) (\(p\):圧力,\(\rho\):密度,\(T\):温度)

が一般に成り立つことを積極的に利用しましょう。このことを知っていて、なおかつ類題演習の経験が十分であれば、設問はいずれも平易なので、完答も狙えます。

≪2024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…6~8割

【第3問】

 題材は、コンデンサーを含む直流回路です。コンデンサーの過渡現象を問う問題であるため、基本的には、

・スイッチを切り替えた直後:コンデンサーの電荷が直前と同じ

・十分時間が経過:コンデンサーから分岐点までの電流が0

となることを踏まえて回路を整理します。特別な発想を要する設問はないため、基本に忠実に整理することができれば、完答も十分狙えます。ただし、(2)において、コンデンサー1にかかる電圧は極板A側を低電位としてEとなりますが、回路図をよく見なければこれを逆に捉えてしまうかもしれません。以後の設問にも連鎖するミスとなりますので、回路図は慎重に整理しましょう。

≪2024年度の目標値≫
物理を得点源にしたい受験生…9~10割
他教科を得点源にしたい受験生…7~8割

【第4問】

 全4問からなる小問集合です。題材は、(1)が組み合わせレンズのつくる像、(2)が一様磁場中の荷電粒子の運動、(3)が水素原子中の電子のエネルギー準位、(4)が放射性崩壊です。

 (1)については、レンズの公式(写像公式・倍率公式)を適用するだけであり、平易です。(2)については、一様磁場中で垂直に運動するため、等速円運動となります。その軌跡を大まかに作図した上で、「原点から打ち出して、点(a, b, 0)を通る」という条件を反映させましょう。雑に解くと間違えかねません。(3)については、リュードベリの公式が与えられているため、光子のエネルギー\(\frac{hc}{\lambda}\)と見比べるだけなので、平易です。(4)については、放射能の強さが半減期に従って減少することを踏まえれば、計算も含めて平易です。

 以上のように、多くの設問は基本的な知識の組み合わせで解けるものでした。そのため、すぐにその知識が出てこなかったり解法を思いつかなかったものについては、教科書や普段使っている基本的な問題集を見直しておきましょう。

≪2024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…7~8割

【総評】

 例年に比較して、難易度はやや易化しており、標準レベルの問題が並びました。また、典型題も多く、問題の分量や計算量もそれほど多くありませんでした。そのため、解きやすいと感じた受験生が多かったものと思われます。

 また、本学の傾向として、問題に図が描かれていない(あるいは描かれてあっても簡素である)ことが多く、2024年度も大問2で図がありませんでした。そのため、状況を自分で整理して解き進める力が一層重要になります。知識を詰め込むだけでなく、それをアウトプットする訓練を十分に積んでから、試験に臨みましょう。

まとめ

というわけで、今回は大阪医科薬科大学医学部の物理についてまとめてみました。皆さんの参考になれば幸いです!

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