2022年共通テストの徹底解説(物理)



今回は、2022年共通テスト物理の解説を展開していきます🤥✊

本記事は主に理系受験生の対象です。文系で物理・・ほとんどいなそうだし。



理科も数学と同様に難化したとの噂ですが、正直、私的には例年通りじゃない?と思いました💦






第1問

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(問1)
<答>



分析
2つの波源が同位相で振動したとするとき、経路差が波長の整数倍なら波は強め合います🌊

しかし、ここでは逆位相で振動するので、求める条件は2となります☝️



(問2)

(2) やや易
<答>


(3) 標準
<答> 


分析
内容は、中学理科で習う凸レンズの作図問題です。y方向だけでなくx方向にも同様の作図をするだけの問題でした。

(3)の1,2は引っ掛けですね!y>0,y<0にある物体がスクリーン上に実像を作るとき、その光路は以下のように表すことができます👇


・y>0の部分

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・y<0の部分

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光が部分的に遮られることから、像の形はそのままで暗くなると言えます🤔



(問3) やや易
<答>


分析

剛体が登場した場合は力のモーメントを意識しましょう🤔

∠CPO=θとおき、点C周りの力のモーメントのつりあいを考えると、Mgxsinθ=mg(d-x)sinθ →x=md/M+mです。

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(問4) 易~やや易
<答>



分析
状態方程式PV=nRTに着目すると、PVが最小の点Aで温度Tも最小であることがわかります☝

また、B→Cは断熱変化かつ気体が外部に仕事をするため、内部エネルギーは減少します。よって、2が正解。






(問5) やや易
<答>



分析
すべて基礎知識の理解度を聞いています👂



ア → 直流電流が作る磁場の向きは「右ねじの法則」で特定します。

イ→導線2が受ける力については「フレミング左手の法則」を用います。

ウ→導体棒が受ける力F=IBℓから求めると、F=I₂ℓ× μ₀I₁ /2πr = μ₀I₁I₂ℓ/2πr。




・右ねじの法則

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・フレミング左手の法則

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第2問

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(問1) やや易
<答>



分析

Aさんの仮説によると、vは比例定数kを用いて、v=kF×1/m=(k/m)×Fと表されます。まず、vはFに比例しmに反比例するので、候補は1か4。さらに、mの大小でグラフがどう推移するかを考えると、4が適切です。





(問2)

(8) やや易
<答>

(9) 標準
<答>





分析

(8)
ばねの弾性力kxを考えると、力を一定にするには、ばねばかりの目盛り(ばねの伸び)は常に一定にします。


(9)
Bさんは「速さvがm,Fによってどのように変化するのか?」を調べたいから実験1,2を企画したのでしたね☝

すると、(実験1)ではmの値が変わっては困ります!よって、質量を一定にすべきと考えます🧐




(問3) やや易
<答>



分析
Aさんの仮説によると、vはkF/mで与えられるので、同じFの値が続けば当然同じvの値になります。

しかし、図2によると台車が次第に加速しているので、Aさんの仮説は間違いのようです💦





(問4) やや易~標準
<答>



分析
題意を読み取るのに苦労した受験生もいたでしょう💦「力積は一定なので、ア~ウ運動量変化も一定である」と考えれば、答えるグラフは4です☝





(問5) やや易~標準
<答>



分析
2は引っ掛けです!小球が離れる際、小球の速度の水平成分は台車と同じV₁になるので🤔

そもそもBさんは何をしたいのか?」を考えてみましょう。Aさんの仮説「速度は質量に反比例する」が間違いであることを示すのが目的でしたね☝





(問6) やや易
<答>


分析
水平方向には外力が働きませんが、鉛直方向の運動は床が阻害します。よって、水平方向にのみ運動量が保存します。






第3問



(問1)
<答> 5.0×10⁻¹(m/s)

分析
小学生の算数(笑)?

オシロスコープの波の間隔は0.7-0.3=0.4(s)で、0.2mの距離を通過するのに0.4(s)要したと解釈します。すると、0.2÷0.4=0.5(m/s)が出ます。


(問2) 標準
<答>(16)、(17)、(18)


分析
物理現象の定性的理解が求められる問題でした。二次試験では出にくいタイプでは👀❓

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(16)
台車の磁石から出る(または磁石に入る)磁場は上図のようになります👆そして、磁場変化に伴い誘導電流が発生し、台車を減速させようとする力を生じます🤔

(17)
台車に働く力は電流が大きいほど大きいので、そうなるためには内部抵抗を大きくしてその結果電流を小さくすればいいですね☝

(18)
(力)=(質量)×(加速度)を思い出すと、質量が大きいほど加速度小(=減速しにくい)ので、質量が大きいほど空気抵抗の影響は小さいですね☝

なお、空気抵抗の力がkv(kは比例定数)で表されることは、演習豊富な理系受験生ならがわかるでしょう💡





(問3) やや易~標準
<答>

分析
誘導起電力VがV=-NΔΦ/Δt(Nはコイルの巻き数)で表され、Φ=BS(Bは磁束密度,Sは断面積)で表されることを考慮すると・・・起電力を2倍にするには磁束密度を2倍にすればよいことがわかります☝

答は5。3では磁束は不変、4では起電力が生じません。



(問4) やや易
<答>

分析
コイル1の波形が大きさそのままで逆転しています!よって、コイルの巻き数はそのままで向きを反転させたことがわかります。



(問5) やや難
<答>

分析
台車は等加速度運動、台車が速くなるほど誘導起電力も大きくなる」・・この点をまずつかみましょう☝

すると、候補は3~5に絞れます。

さらに、コイル1,2間を移動する時間より、コイル2.3間を移動する時間の方が短いことを考慮すると、求めるグラフは④です。



第4問


(問1) やや易
<答>


分析
v=rωより、ω=v/r。

図2より、v₁,v₂の差分は2vsinωΔt/2ですが、ωΔtは微小であり、sinωΔt=ωΔtと近似できます。

∴求める差分はv²Δt/rとなります。


(問2) やや易
<答>

スライド2を拡大表示


分析
万有引力とクーロン力の式を覚えているかどうかの確認問題です。10の何乗かかだけ答えればいいので、細かい計算をする必要はありません✋




(問3) やや易〜標準
<答>

スライド3を拡大表示



分析
軌道半径rが与えられているので、vもrも消去できます!

あとは、問題の誘導に従ってエネルギー準位を計算するだけですが・・・計算はやや煩雑💦


(問4) やや易
<答>

分析
(光子のエネルギー)=hνを知っていれば、エネルギー保存則を用いて簡単に求められます。




総括

2022年共通テスト物理は、2次試験のような数式処理系の問題は少なく、むしろ基本原理をきちんと理解しているかを問う問題が多かったように感じます。


1問あたりの配点が化学より大きく、定性的理解が曖昧だった受験生は思いの外点数を落としたと思われます😵💦



難化?というよりは、演習量だけで突っ込んだ受験生が軒並みやられるセットだったと考えるのが妥当ですね💨

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