東大合格者が2021年九大物理を徹底解説!


2021年入試、旧帝大の第3弾は「九州大学」です。


当ブログの解説記事は、読者が必死に3年間努力すれば東大(理三以外)・京大(医以外)・九大医レベルに80%以上の確率で合格できることを目的に作成しています


市販の問題集のように、解法を丁寧に示すだけではありません!多角的なアプローチで問題を解きほぐしています✊


しかし、扱う内容はハイレベルなので、全くの初心者が手を出しても収穫は得られません

① 各問の難易度
② 他分野や一般常識との関連事項
③ 問題の躓きポイント
④ 極力曖昧な表現をしない説明

を示しています。

イマイチ成績が突き抜けられない受験生に貴重な情報が提供できればと思いますm(__)m

九大物理の特徴

九州大学の理科は2科目で制限時間は150分です。そのうち物理は3題構成で、力学、電磁気、波動 or 熱力学から成ります。

今年の九大物理は旧帝大にしては拍子抜けするレベルで簡単でした(笑)


とはいえ、全統記述レベルはあるので、深く理解するには、全統記述模試で偏差値50~55程度は欲しいですね🧐

全統記述模試の難易度や受験者レベルについては、各自で確認されてくださいm(__)m

第1問

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解答

(問1)
(1)(2)

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分析

作用・反作用の法則は超基本ですが、ちゃんと意識できましたか👀❓注意点はそこだけですね。



(問2)

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(1) 
D+d

分析

図3で、右側のばねは自然長ですが、2つのばねの縮みの和がD+dより、左側のばねの縮みはD+d。

(2) やや易

スライド3


分析

エネルギー保存則を用いる。衝突時、左側のばねの縮みはD。

(3)~(5) 易~ やや易

スライド4


分析

(3)~(5)は超典型問題。運動量保存則とはね返り係数が理解できていれば楽勝ですね☝



(6)易~やや易

スライド5

分析

最も縮んだとき、小球の速さは0。エネルギー保存則を思いつくのは容易いでしょう。


(7) 易~やや易

スライド6


分析

(6)の衝突後は、自然長の点を中心とする単振動をすることから、中心から端点までにかかる時間は、振幅と無関係にT/4となりますね☝


(8) 標準~やや難

スライド7

感想

ばね付きの単振動の問題です。

問2(7)まではボーナス問題かよ?と思えるくらい簡単なので、まともな九大受験生なら、ここまでは取りましょう!

問2(8)はやや難しいですが、物理で高得点を狙う人は確保したいですね💪

第2問

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解答

(問1)
(1)
V

分析

t=0でコンデンサーの電気量は0(=電位差も0)なので、抵抗にかかる電圧はVです。

(2)

スライド2

分析

これは公式を覚えていれば楽勝だったでしょう🙄


(3) 
W=QV

分析

電池の-側から+側に+Qの電荷をくみ上げた」と考えます。


(4) 易~やや易
仕事Wの一部が抵抗のジュール熱となった。

(5) やや易

画像25

分析

コンデンサーの電気量Qが大きくなると、抵抗にかかる電圧は減少し、流れる電流も減少します。




(問2)

(1) 

スライド3

分析

エネルギー保存則を使うだろうことは演習積んでいればすぐわかりますね☝



(2) 易~やや易
表から裏

分析

フレミング左手の法則を使えたかどうかの問題です。今一度、図で確認しておきましょう👇

画像25


(3) 易~やや易
荷電粒子Pには、進行方向と垂直な方向にローレンツ力が常に働くから。


分析

円運動では、合力が常に進行方向と垂直な向きに働きます。

何でそれで円運動なのかを詳しく説明するとなると難しいけど、大学受験レベルでは「向心力→円運動だ!」程度の認識で問題ありません

(4) やや易

スライド4


分析

求める答は半径を2倍です。よって、半径がわかればいいですね。

ローレンツ力がかかることを考えれば、円運動の式を立てるのは明らかでしょう👀

(5) やや易~標準

スライド5




感想

全体を通してすごく易しい。第1問といい、何だ今年の九大は??簡単すぎやしないか😅❓


問1はコンデンサーの問題。電池の仕事,静電エネルギー,ジュール熱の関係が理解できていれば全く問題なく解けたと思います。

問2は磁場内での荷電粒子の円運動。これも演習を積んでいれば、ただの典型問題だとわかります。

第3問

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解答

(1) やや易~標準
断熱変化の式を使う。




分析

まず、AとCが同体積であることに着目しましょう👀

また、TAとTDは直接繋げられないので、Tcを経て繋ぐ必要がありました。

易しい第1,2問と比較すると、最初の壁がえらい高く感じましたね(笑)

(2) やや易

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分析

単原子分子の定積モル比熱が3R/2」の知識が前提として必要でした💦

また、「(定圧モル比熱)=(定積モル比熱)+R」の知識も必要ですね。

ただ、両者とも演習を積んだ受験生からすると、もはや常識なんですが(笑)

(3) 標準

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分析

断熱変化のときは、熱力学第1法則(Q=ΔU+W)より、された仕事がそのまま内部エネルギーに変わる性質があります☝

これと(1)の結果を利用すると、答が出ます。(1)の正解が前提なんですが💦

(4) 標準

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分析

(3)と同じ考え方で解けます。

(5) 標準

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分析

図を描くこと自体はさほど難しくないでしょう・・・頻出のTとVの関係式なら記憶にあったかもしれないので😅

とはいえ、ちゃんと導出するには上の手順を踏んでほしいところ💦

画像29

(6)

(ア) やや易

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分析

熱サイクルで、熱を得た過程と熱を放出した過程は明らかでしょう。あとは熱効率の式に代入するだけです。



(イ),(ウ),(a) 標準

分析

2通りの式で表せと求めています。(2)~(4)では何のためにQ/RTの形を出させたのか?・・・それを考えると、上記のような解答をするという方針が立つと思います。


(エ) やや難

画像34


分析

TDの部分を変えてe₂を求め、e₂-e₁を求めにいけばいいでしょう。ただ、計算処理は煩雑ですね~😥



(b) やや難

分析

簡単な問題なんですが、(エ)の正解が前提なので、必然的に「やや難」となります💦

感想

(1)は最初の問題にしては手こずる印象。

(5)以降はやや難しめで差がついたと思われます。

(6)は数学的要素が強くてなかなか難しいですね💦

総括

第1問ラスト、第3問(5)(6)以外はやや易〜標準レベルなので、きちんと勉強していれば得点になったと思われます😳強いて言うなら第3問(1)が山場ですが、得点率85%までは難しくないです。

合格点は

非医:65%

医:80〜85%

というとこでしょうか🤥

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