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物理基礎

 例年通り第1問の小問集合、第2問の波動・電気、第3問の力学と、各分野からまんべんなく出題された。分野の偏りはなく、教科書の基本事項からの出題である。

【大問数】変化なし

【設問数】変化なし

【マーク数】増加(+1)

【難易度】やや難

【全体概観】

 大問3題の構成で出題された。第1問の小問集合は、ばねの弾性力、摩擦による速度変化、電磁波の種類と周波数の序列、原子と放射線の基礎知識に関する正誤問題、比熱からの出題であった。原子と放射線の範囲からの出題は2015年以来である。

 第2問は、Aが気柱の共鳴、Bが二つの抵抗と直流電源からなる回路に関する出題であり、設問ごとに異なる設定を用いて問われている。気柱の共鳴問題は現行課程において本試験では初めての出題である。

 第3問は、Aが運動方程式およびエネルギーと仕事の関係に関する設問であり、Bが傾きの異なるなめらかな斜面をすべり落ちる二物体の運動の比較に関する問題であった。Aでは個々の物体に分けて考えることがポイントである。また、Bでは傾きによって到達時間は異なるが、到達速度の大きさは変わらないことがポイントである。Aでは2017年まで毎年出題されていたエネルギーの利用についても問2で問われている。また、Aの問題は2017年第3問Bとほぼ同じ設定の出題であった。

 組み合わせ選択肢の問題は昨年より1問多い6問出題、またグラフの問題が1問出題された。昨年出題されなかったエネルギーとその利用は、小問集合での出題に加えて、第3問力学のなかで1問出題されている。

 電磁波や原子に関する知識の出題、不慣れな気柱の共鳴問題、確かな基礎を問う力学問題が重なることで、難度はやや高かったと考えられる。

設問別分析

【第1問】小問集合

 第1問は、昨年同様に物理基礎のさまざまな分野を扱った小問集合であった。計算主体の昨年とは異なり、現象に関する正確な知識を問うものが増えた。

 問1は「床から離れる」ということが「垂直抗力がゼロ」であると理解できていればフックの法則で解答できる。

 問2は、なめらかな面では等速度運動、摩擦のある面では加速度が負の等加速度運動であることを把握し、それぞれの場合の速度変化がどのように表現されるか理解できていれば解答できる。

 問3は、電磁波の周波数に関する分類問題であり、知識問題であった。

 問4は、原子と放射線に関する正確な知識が問われる問題となっている。最も適切である解答がぼんやりとした表現になっているため、別の選択肢の誤りをすべて指摘できなければ正答は難しい。

 問5は、電力と比熱の定義を理解していれば解答できる基本的な問題である。

【第2問】波動、電気

 Aは気柱の共鳴に関する問題であった。気柱の共鳴は現行課程の本試験では初めての出題である。そのかわりに、現行課程の本試験では初めて正弦波のグラフを用いた問題が出題されなかった。

 問1は、共鳴時の管内での定常波の図が描ければ解答できる。

 問2は、ヘリウムガスによって音速が大きくなっても定常波が生じる音波の波長は変わらないことがわかっていれば解答できる。

 Bは二つの抵抗と直流電源からなる回路に関する出題であった。

 問3は、この回路が並列回路であることがわかるかどうかがポイントであった。回路図を自分で描けるよう学習することが重要である。

 問4は、抵抗値が長さに比例し断面積に反比例する、また抵抗に流れる電流の大きさが同じとき消費電力は抵抗値に比例する、という電気抵抗に関する基本事項が理解できていれば解答できる。

【第3問】力学

 Aは運動方程式とエネルギーと仕事の関係に関する出題であった。ほぼ同じ設定の問題が2017年度第3問Bでも出題されている。

 問1では、個々の力について「何が何を引く力であるのか」を把握すること、そして「どの物体について運動方程式を立てているのか」を明確にして、物体ごとに整理する力が問われている。

 問2でも、エネルギーに関して物体ごとに整理する力が求められており、物理基礎でよく出題されているエネルギーの分類に関する問いも加えられている。

 Bは同じ高度から傾きの異なる斜面をすべる二つの物体の運動に関する出題であった。斜面等をすべり下りる場合、一般に摩擦がなければ、エネルギー保存則より到達速度の大きさは等しくなる。一方で、到達時間は傾斜が急であるほど短い。このことはよく知られているので計算せずとも解答出来る受験生も多いだろう。

 問3は、傾斜角度をθとおいて、垂直抗力と到達時間を実際に計算してみることで確認すると良い。

 問4は、仕事の定義を理解していれば、計算せずとも解答できる。運動の方向に垂直な力は仕事をしないことを理解しているかが直接問われ、物理法則の正確な理解が求められた。

新高3生へのアドバイス

◆現象を物理学的に正しく捉えることを心がける

 皆さんが受験される2020年1月のセンター試験が、最後の実施となります。「物理基礎」は、力学、熱、波動、電磁気、エネルギーの利用などを扱います。専門的な内容は「物理」で扱うため、物理基礎は日常的な内容が中心となります。

 「物理」のように、計算を通じて複雑な現象を解析する問題はほとんどありません。「物理基礎」においては「自然現象を物理学的に捉えることができるか」が主題とされており、計算はわずかです。

 「物理基礎」の学習にあたって重要なのは、扱われている現象の物理学的な捉え方を身につけることです。数学と異なり、自然現象を扱っているため、計算には現象にそった意味合いがあります。ただ覚えるだけでなく、これを理解することが先決です。

 教科書などでは、図や写真を多用して現象の捉え方を丁寧に説明しています。計算問題を解く前に、時間変化とともにどのように現象が起こっているのかについて、理解することを心がけましょう。

◆基本問題から解いていく

 現象の捉え方についての理解が深まってから問題演習を行うと「物理基礎」に関する理解が深まります。ただし、いきなりセンター試験の過去問や予想問題を解くのではなく、基本問題から始めるのが重要です。まずは、基本的な問題を題材に、それを解くだけでなく、「現象を物理学的に正確に捉えられているか」を自問自答しながら理解を深めていきましょう。

 その上で、センター試験の過去問や予想問題を解き、センター試験の出題形式に慣れたり、現状の学力がどれくらいなのかを測ったりすることが有効です。「答えが出たらおしまい」という考え方を捨て、「何を原因として、何が起きたのか」を丁寧に1つ1つ明らかにしましょう。

◆模試を受験してセンター試験の出題形式に慣れる

 センター試験では、限られた制限時間内で正解を求められる独特の出題形式があります。物理の学力が身についたとしても、センター試験の出題形式に戸惑って実力が十分に発揮できないと、それまでの努力が報われません。

 例年、センター試験の「物理基礎」は、複数の答えの組み合わせを答える問題やグラフの選択問題など、独特の出題形式が見られます。また、「物理基礎」とそれ以外の基礎科目で合わせて解答時間が60分なので、時間配分に慣れておかないといけません。

 センター試験本番で実力を発揮するためにも、センター試験と出題形式や出題範囲が同じ全国統一高校生テストを含めて年間6回実施される「センター試験本番レベル模試」を受験し、センター試験の出題形式や時間配分に慣れておく必要があります。

 もちろん、模試は受けっぱなしにするのではなく、不正解だった問題や偶然正解した問題について復習することも重要です。出来なかった問題を復習し、類題が解けるようになれば、更なる高得点が期待できます。

新高2生へのアドバイス

◆大学入学共通テストも教科書からの出題

 2021年1月に、これまでのセンター試験にかわって大学入学共通テストが実施されます。しかし、大学入学共通テストもセンター試験と同様に教科書の内容から出題される試験です。センター試験の傾向や形式を確認しておくことも十分に対策となりますので、どのように出題されているか確認しておきましょう。

◆物理基礎とは

 「物理基礎」は、力学、熱、波動、電磁気、エネルギーの利用などを扱います。さらに専門的な科目である「物理」があるため、「物理基礎」は日常的な内容が中心となります。物理は、教科書等に出てくる知識や式を記憶するだけで、できるようになる教科ではありません。物理現象や式の意味を正しく理解し、整理することが必要です。

◆中学理科の物理分野を確認しておく

 「物理基礎」の内容は、中学校で学んだ理科の物理分野が基礎となります。物理は積み上げ型の科目ですから、基礎となる中学理科の理解が不十分だと、「物理基礎」の理解も難しくなります。

 したがって、「物理基礎」の学習を始める前にまず行うことは、中学理科の復習です。中学理科では、力学、波動、電磁気などの内容を学んでいます。中学の内容だからと言って軽んじることなく、復習してみると忘れている知識やあいまいな内容がいくつもあることに気づかされるはずです。このような不完全な学習項目をそのままにしておかず、復習してより理解を深めることで、「物理基礎」の学習のスタートラインに立てると言えます。

◆まず授業や教科書を活用する

 大学入学共通テストへとテスト形式が様変わりしても、物理基礎の出題範囲と出題傾向は変わりません。「物理基礎」の学力を向上させるためには、まず教科書の内容を十分に理解することです。

 そのためには「物理基礎」の授業をしっかりと活用することが重要です。授業の予習・復習によって「物理基礎」の学力を身につけ、教科書の演習問題は解けるようにしておく必要があります。一見、地味に感じるかもしれませんが、物理は積み上げ型の科目です。地道な努力の積み上げが2年後の合格につながると言えます。(東進ハイスクール提供)

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