東大合格者が2022年北大物理を徹底解説!



2022年大学入試、旧帝大の第1弾は「北海道大学」です。

当ブログの解説記事は、読者の成績を最難関レベルまでグングン伸ばすことを目標にしており、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

各問の難易度
他分野や一般常識との関連事項
問題の躓きポイント
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



北大物理の特徴


北大の理科は2科目150分。東大含めほとんどの旧帝大と一緒ですね。

数年前までは120分だったのですが、150分になっても全然重みを感じませんが・・・北大は何がしたかったのか🤥❓150→180分になって難易度も記述量も増して逆に重くなった京大とはえらい違いですなあ🤷‍♂️


物理は去年に引き続き軽いですね~💦旧帝大の中では間違いなく一番軽いので、物理に自信のない旧帝大志望者はまず北大物理に取り組むことをを推奨します


問題を深く理解するには、全統記述模試で偏差値50~55程度は必要でしょう🤔


第1問





解答

(問1)

(1)

分析

斜方投射の式3つ覚えてますか?覚えなくても原理で理解してほしいところですが。

(1)では、鉛直方向の速度が0になったとして、かかる時間を求めます。

(2) やや易

分析

時間がわかったので、今度は距離を求める公式を使って距離を求めます。

(3) やや易

分析

(2)ができれば自動的にできます。

(4)

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分析

(1)ができれば当てはめるだけ。

(5) やや易

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分析

答えるのはhの何倍かであり、ℓではありません‼️その点注意ですね。

(問2)

(6)



分析

外力が働かないため、水平方向の運動量保存則が成り立ちます。

(7) 易〜やや易


分析

衝突前後の運動エネルギーの差を計算するだけです。

(あ)

分析

衝突しても鉛直方向の速度は0のままなので、 QからR1に到達するまでにかかる時間は(1)と同じです。

(8)


分析

水平方向の速さは衝突によりm/M+m倍になるため、進む距離もm/M+m倍になります。

(9) やや易


分析

床との衝突によって鉛直方向の速さがe倍になります。そして、QからR1まで、R1からR2までのそれぞれについて考えると出ます!

感想

(問1)は斜方投射の超典型的な問題。全統記述模試で偏差値55程度あれば、これは取れます✊

(問2)は衝突してからの斜方投射。運動量保存則の成立とはね返り係数がわかれば、これも問1に毛が生えただけの内容。注意するなら、問9で「PR₁間は最高点から最下点なのに対して、R₁R₂間は最下点から最下点である」ということでしょうか🤔

第2問





解答

(問1)

(1)

分析

コンデンサーの電気容量C、電気量Qが出せることより、Q =CVを用いて電位差Vを出すことができます☝️

(2)



分析

電気容量,電気量がわかっているので、ただ計算するだけです。

(3) 易〜やや易


分析

距離を広げることで電気容量が変化します。さらに、電気量Qは一定なので、電位差は電気容量に反比例します。



(4) 易〜やや易

分析

これも電気容量変化がわかれば、(3)と同様に解けます。

(5) やや易


分析

静電エネルギー変化が外力のした仕事FΔxに等しいとして解けます。

(問2)

(あ) やや易

分析

1-2間,3-4間に電位差が生じるのはわかるでしょう。しかし、2-3間にも電位差が生じることに注意です!!なお、2-3間の電場の向きは3→2方向ですよ~💡

(6) やや易

分析

1-2間,3-2間,3-4間の電圧はすべて等しく、さらに1-2間,3-2間,3-4間の電気容量もすべて等しいので、1の電気量をQとすると、3の電気量はQ+Q=2Qです!

(い) やや易~標準
<答>

分析

3つのコンデンサーの電位差がすべて等しいことに着目すると、並列回路であることがわかります☝

さらに、その電位差は電源電圧に等しい点を考えると、コンデンサーが2つ以上直列になることはありません!また、消去法的に(イ)を選ぶこともできます。

(7) やや易~標準
<答>

分析

(い)で並列回路であることがわかれば、あとはコンデンサーの合成容量の公式に従って立式すれば終わりです。C+C+C=3Cですね。

(8) やや易
θ/π

分析

上下で重なっている部分にだけ電場が発生して電位差が生じます。あとは、電気容量が面積に比例して変わることがわかればOKです。



(9) やや易
θ/π

分析

電気量一定より、電気容量変化さえわかれば、後は静電エネルギーの式に当てはめて計算するだけです。

感想

(問1)は頻出のコンデンサー操作とエネルギー収支の問題です。これは、静電エネルギー変化と外力の仕事の関係を理解して得点を稼ぎたいところ。

(問2)は前半の回路把握に少し頭を使います。並列回路を見抜ければ勝ちなんですが、正解したからいいのではなく、なぜ並列回路でなきゃいけないのか説明できるレベルで理解しておきましょう🤔

問2後半は、数年前の東北大後期に類題がありました。まあ東北大後期の方が全然ムズイんですが、本問が楽勝だった方はトライする価値ありです✊

第3問



解答

(問1)

(1) 易~やや易




分析

「腹が1つの定常波」を基本振動(波長は2LA)と把握することが第一歩です👣あとは、公式v=fλに当てはめるだけの問題です。

(2)

分析

考え方は(1)と同じ。腹が2つになると、今度は波長がLAになります。よって、振動数は波長に反比例することから、2倍になります。

(3) やや易




分析

弦AとBでは波長が違うことから、当然、波の振動数も違います。だから、うなりが生じるのだ!と理解したいところですね🤔

(4) やや易

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分析

「うなりが消える=弦Aと弦Bの振動数が等しくなる」を意味します。これに着目してv/λに関する等式を立てるとよいでしょう。

(問2)

(5)
dsinθ

分析

超頻出の回折格子の問題です。2本の光が平行とみなせることから、点Aからもう1本の光に対して垂線を下ろして経路差dsinθを求めます。

ソース画像を表示






(あ)

分析

光が強め合う条件は、(経路差)=(波長の整数倍)でしたね!点PはOに最も近いことから、経路差はλです。

(6) やや易

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分析

(5)と(あ)の結果を使い、さらに与えられたsinθの近似式を使えば出ます。

(7)
1/n

分析

屈折の公式を使えば一発です。真空での波長(速さ)が1/n倍になることと、経路差がn倍になることの対応は大丈夫でしょうか🤔❓速さV/nの波がλ進むのにかかる時間と速さVの波がnλ進のにかかる時間は同じということですよ

(8) やや易~標準


分析

これ、経路差=nλとしてドボンした受験生は結構いたでしょう。一度経験がありよく理解していれば凌げたのかな?とは思いますが💦

なぜ(n−1)λなのか、間違えた方はよく理解しておきましょう。ヒントは「」です。経路長ではありません✋

(い) やや易

分析

これもよく見る問題です👀

Aを通る光とBを通る光は経路差λより強め合うのですが、Cを通る光は経路差λ/2よりA(B)を通る光と弱め合うのです。よって、消えはしないけど、明線は暗くなるといえます☝

(う) やや易

分析

AとCの経路差がλになればOKなのです。しかも、xの値は波長λに比例するので、答は2λとなるのです。

感想

(問1)は弦上の波の振動に関する問題です。頻出問題であり、全統記述模試よりも全然軽い印象です。振動数の異なる音が複数あるとうなりが生じるのです☝

問2はスリットを用いた光の干渉の問題。(い)のように、真ん中にスリットを開ける系の問題も頻出事項ですね💡全然軽い問題ですが、間違えるとすれば(8)の薄膜の経路差でしょうか💦💦

総括

非常に基本的な問題から成るセットでした(去年もか💦)

差が付くとすれば、第1問(9)、第2問(6)(7)、第3問(8)くらいですね。他は非医でも物理が得意な受験生なら取れてしまうレベルです。

正直、全統より簡単です(笑)全統物理で80点以上安定させるとなると、今年の北大物理は9割は欲しいかなというレベルです🤔

気になる合格点ですが

非医で65~70%

医で80~85%

程度でしょうかね🤔むしろ医学科では差が付かないかも??

今年も物理は簡単でした~💦💦



では、以上で解説を終わります。

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