物理 [分析] 2024年度大学入学共通テスト速報 | 大学入試解答速報

さまざまな分野からの小問集合。問１は、直角二等辺三角形の板のつり合いの問題。加える力を大きくしていくと、板がどこを支点として回転し始めるかに注目する。問２は、単原子分子理想気体とみなせる原子核１個あたりの運動エネルギーの平均値を問う問題。原子核の種類によらず、運動エネルギーは温度に比例することがポイントである。問３は、光が水からガラス、空気の層に向けて進むとき、どの境界面で全反射するかと、そのときの臨界角の正弦を求める組合せ問題。問４は、一様な磁場中の荷電粒子の運動から磁場の方向を求める問題。問５は、原子核反応において原子核の全質量の増減から核エネルギーが放出されるかどうかと、半減期に関する組合せ問題。

ペットボトルロケットに関する探究の問題。ペットボトルロケットから噴出する水の速さ、ペットボトル内の水面が下降する速さ、ペットボトルロケット内の圧縮空気がする仕事、ペットボトルロケットが受ける力の大きさ、ペットボトルロケットが打ち上がる速さ、これらの間に成り立つ関係式を問１〜問５で求める問題である。微小時間を考え、その間に成立する仕事と運動エネルギーの関係や力積と運動量の関係を用いることによって解答が得られる。このような微小時間での変化を扱う手法は教科書の例題や標準的な入試問題集にはほとんど掲載されておらず、多くの受験生が戸惑ったと思われる。

弦の共振に関する実験問題。金属線に流れる電流が中央部に置かれた磁石から力を受けるため、弦に定在波が生じる。問１は、このことから中央部に腹が生じる。問３、問４、問５は、実験データがグラフや表に表示されており、それらを読み取って、弦に伝わる横波の速さ、引く力の大きさ、線密度の間の関係式を推定する問題である。速さの公式を覚えている受験生にとっては、そこから選択肢を選ぶことも可能であったであろう。

電場と電位についての問題。問１は、大きさが同じで符号が逆の二つの点電荷が作る電位について、教科書にも載っている等電位線の模式図を選択する問題である。問２は、等電位線と電気力線についての基本的な知識の問題である。問３以降は、電流が流れている導体紙上の電位を測定するという実験に基づいた問題であり、多くの受験生にとって初めて見た問題であっただろう。問３は、等電位線は導体紙の辺に垂直になっていることから、辺の近くでは電場の向きは辺に平行であり、その向きに電流が流れることを見抜く。問４は、図３のグラフの傾きから電場の大きさを求めればよい。問５は、複数の関係式を用いる必要があるため難しい。