【旧帝大7校リーグ】成績がグングン伸びる!2021年大学入試問題の徹底解説(名大物理)



2021年入試、旧帝大の第4弾は「名古屋大学」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

名大物理の特徴

名古屋大学の理科は2科目選択で制限時間は150分です。

物理は全3問で、力学、電磁気、波動or熱力学から出題される感じです。2010年頃から凶悪に難しい問題が出てくる時代が続きましたが、今年は他の旧帝大並の程良い難易度に戻りました💦とはいえ、旧帝大の中では問題は重めかな~と思います💨


名大物理深く理解するには、今年の難易度だと、全統記述模試で偏差値60~65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】

(1) やや易
<答>

スライド2

分析
点Pが静止することより、Pに働く合力は鉛直・水平方向ともに0であることに注意しましょう⚠




(2)
<答> 標準~やや難

スライド3

分析

まず剛体棒に働く力を確認します。すると、剛体が静止していることより、(1)と同様に、鉛直・水平方向の力のつりあい式が立つでしょう!ただ、見慣れている小球と違い、扱いに悩んだ受験生もいたのでは🙄❓


しかし、未知数が3個なので、つりあい式2つでは解けません!よって、もう1つ条件式を導かなくてはなりません。剛体なので、考えるのは力のモーメントのつりあい式です!ただ、通常は誘導形式のところを今回はノーヒントなので、その分難度は高いと思います😥

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(3) 標準~やや難
<答>

スライド4


分析
なかなか重い(2)の正解が前提のため、難易度は高めです。RP⊥QPに着目しましょう👀

(4) 標準
<答>

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スライド5


分析
張力自体は円運動の式とエネルギー保存則より出せますが、θが小さいほどvも大きくなることに着目して答を導くのがやや難所だったと思います💦



(5) 標準
<答>

スライド6



<分析>
単振り子の話です。「復元力が(近似の結果)xに比例し単振動とみなせる」という内容でした。(え)は勘でもわかるでしょう。

(6) 標準~やや難
<答>

スライド7



分析
「図6,7は何を言いたいのか?」を考えると、y方向についてはより長い糸に繋がれるとみなせる、ということ。このことに着目すれば、単振り子の周期式より、y方向の方が周期が長いといえます☝

(7)
<答>

スライド8



分析
x方向,y方向で周期が異なるので、円や楕円を表す(ア),(エ),(オ)は消去できます。(イ)と(ウ)の区別はかなり難しいですね、交点に着目すれば突破口が見えるのか?とも思いますが💦

ここは、(イ)と(ウ)の2択に絞れれば上出来でしょう😅




感想
問題が長い長い・・・内容も簡単とは言い難いですが、どこまで食らいつけたでしょうか😅❓

剛体を扱う(2)、図6と7から周期の違いを読み取る(6)で差が付いた印象です。(2)では物体がある程度の大きさと形をもつことから、力のモーメントに意識したいところでした✊

(7)はイとウの2択に絞れれば上出来です!絞るのが非常に難しいので😥





第2問

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【解答】

(1) やや易
<答>


分析
電源から繋がる導線はYへ。Yには+Q、X,Zには-Qが与えられます。また、「Y→X→抵抗器1」と「Y→Z→抵抗器2」は並列回路です。

以上より、答は(イ)。



(2) やや易~標準
<答>
十分時間がたつと、電荷は移動しなくなり、抵抗器1,2に流れる電流は0。Y,Zからなるコンデンサーの電気容量をCとすると、YXの方は2C。

スライド2


分析
電気量保存はまあお馴染みなのでいいとして、未知数2つよりもう1つ関係式がほしいですね。ここでは、「YX間とYZ間の電位差は常に等しい」ことに着目しましょう👀






(3) やや易~標準
<答>

スライド3


分析
公式から求めるだけの簡単な問題。しかし、(2)の正解が前提なので、難易度設定も(2)と同じとしました。



(4) 易~やや易
<答> QV


分析
電気量+Qを電圧Vだけくみ上げたと解釈すると、電池がした仕事はQVです。


<QV=仕事のイメージが難しい方へ>
電気量Qの荷電粒子を電場Eで距離dだけ移動させた」と解釈すると、力(QE)×d=Q×(Ed)=QVと解釈できませんか🙄❓

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(5) やや易
<答>
エネルギー保存則を用いる。

スライド4


分析
エネルギー保存則より、電池がした仕事QVは以下2種のエネルギーに変換されます☝

2つのコンデンサーの静電エネルギー
抵抗器1,2で発生したジュール熱

(6) やや易~標準
<答>

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分析
電気容量が極板間距離に反比例することから、距離変化に着目してみましょう👀

X,Zの電荷分布は図1から変化します。また、スイッチは1,2とも開いており、Yの電気量Qは移動できません




(7) やや難
<答>

スライド6



分析
(6)の正解が前提になります。コンデンサーが3個登場し、計算も煩雑なため、難度は高めです!



(8) やや難
<答>V₂=V


分析
発想系の問題です💡

操作を繰り返すと、「スイッチを開いてもコンデンサー1へ電荷が移動しなくなった」と解釈できますね🤔よって、十分時間経過後のYの電位がVであることより、コンデンサー1の電圧もVと考えられます!


感想
状況把握が面倒ですが、概ね典型問題。第1問より完答はしやすいけど、(6)(7)あたりの計算処理が厄介で差が出たかと思います💦

(8)は「極板間電圧が一定→スイッチを開閉しても電気量が変わらない」と解釈したいですね!






第3問

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【解答】

(1)  やや易
<答>

スライド2


分析
知識問題ですね💦干渉の式自体は演習慣れすれば問題なく立てれます。

屈折率の大きい面での反射は位相がπずれる」ことは必ず覚えておきましょう☝本問では1<nA<nなので、両反射光は反射時に位相がずれます。





(2) やや易
<答>

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分析
(1)と同じ考え方。今度は、薄膜Bでの反射光のみ位相がπずれます

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(3) 標準~やや難
<答>
(あ) 
(い) 
(う) 



分析

(あ)
2つの反射光に位相πずれがなければ両者は弱め合います。「A,B間での反射光」は位相のずれなし、「A,ガラス板間での反射光」は位相がπずれます!

(い)
「薄膜B表面の反射光」と「B,A間の反射光」も強め合います。

(う)
透過光は下図で表されます。①~③はすべて位相のずれがないので、光の強さは変わりません。








(4) やや易
<答> (n-1)u


分析
下側の長さuの区間において、光路長はⅠ側でnu,Ⅱ側でuだから、答は(n-1)uとなります☝ 




(5) やや易
<答>


分析
図5から、u=dsinθであることを読み取れば解けます。

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(6) やや難
<答>

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スライド5


分析
隣接する2本の光路を考えて、入射波と屈折波の光路差を考える問題です。難関大はもちろん、全統記述の応用問題レベルでも出題されるので、よく考え方を習得しておきましょう☝

本問では(5)の条件を上手く使う点も、何気に難しかったと思います💦




(7) やや難
<答>

スライド7



感想
光の位相差と光路差を正しく理解しているかをよく問う良問だったと思います。原理を正しく理解している受験生には、第3問が一番完答しやすかったでしょう。

(6)は難関大で差が付く問題でしょう。「入射波どうしの経路差」と「屈折波どうしの経路差」を把握し、正しく2光間の経路差を求められたかがkey🔑




総括

今年の物理は標準~やや難の問題が大半で、程良い難易度に収まりました。

第1問の(6)(7)は着眼点を見出すのが難しく完答は厳しいですが、第2問と第3問は原理をきちんと理解していれば完答可能なので、9割も得点可能なセットだと思います✊



とはいえ、問題量は結構多い(特に第1問)ので、時間内に全問を処理するのはやはり厳しいと思います。





合格点は

非医で55~60%医で70~75%

程度でしょうか🙄


第1問(5)まで、第2問(6)まで、第3問(5)までの難しくない問題だけ取っても8割弱は可能なので、やはり基礎理解が大事ですね!

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