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名城大学 2020年度入試 物理

こんにちは、大学受験予備校の武田塾小牧校です。

2020年度名城大学の物理の問題を解くために必要な考え方を紹介します。

目次

  1. 第1問 小問集合
  2. 第2問 円錐面上の運動
  3. 第3問 虹 反射 屈折
  4. 第4問 回路 コイル

 

1 小問集合 

(1)

問題文にある情報で立式ができるものを書いていく

物体Aは東に進む

物体Bからみる物体Aは北東へ進む この時BからみたAの速度を相対速度と考える

ベクトルで考えるとVBA=VAーVBとなる

VBAはベクトルVAの根本から出て、ベクトルAの先端からベクトルBを逆向きに足してその先に向けて→を引きます。

VBAの方向は北東なので東から45度角度が付きます。

その方向で書くとちょうど2等辺三角形の形と比になるのでBの方向は南東になります。

この問題はベクトルでの引き算表示の三角形が書ければこの問題は非常に簡単に解けます。

相対速度をベクトルで表して、視覚的に考えることができるようにしておきましょう。

(2)

速さを求める力学的エネルギーと点電荷の周囲の仕事を同じ次元で扱えることを理解しておくこと。

そのことを踏まえて、aと2aでの電場によってされた仕事の差をそのまま力学的エネルギーの式とつなげることができます。

 

(3)

熱力学の公式がどの条件でどの式を使えるのかを判断する問題。

問題では変形しない断熱の容器を使っているので体積は変化しない。

そのため気体は何も押しも引きもできないので仕事をしない→Wが0

与えられた熱量がそのまま内部エネルギーの変化になる。

変化後から変化前の内部エネルギーの差がQになる式を立てればよい。

そのまま変化後のPを求めれば答えが出ます。

(4)

ボーアの量子条件を使って演習と波長の関係式を作ることができれば1分もかからずに終わる問題です。

原子分野だけでなく物理分野の公式を覚えるときに式だけでなく図と条件も一緒に覚えるようにすれば小問集合の問題は時間がかからずに解くことができます。

公式の文字の意味も理解しながら勉強をすればこの第1問は満点の狙える問題です。

 

 

2 円錐面上の運動

(1)

問題集でよく見る角度の付いた斜面上での重力加速度を求める問題とθの場所が違うことに気を付ければ間違えることはありません。

(2)

点Pから点Aまでの距離をhを使い求めて(1)で求めた加速度を用いて時間を求める

(3)

球が円錐面上から離れずに運動をしていることから面の垂直方向には静止していると考えて、円錐面上の球に対して上と下の方向でつり合いの式をNを用いて立てれれば解けます。

(4)

問題文の水平面内を等速円運動をしたと書いてあるところで、球は円錐面上を一定の高さに留まって運動をしていることにはっきりと気づいていれば向心力に関する式を立てることができます。

この運動で球が下に落ちながら動くという可能性を考えてしまうと厳しい問題です。

(3)では垂直方向を使ったので(4)では水平方向の力を問う問題なのかもしれないと考えても解ける問題です。

(5)

円運動をしているが外力がないことからエネルギーの保存で求めることができる。

 

(6)

何倍と聞かれたら分母に基準値を置いて、分子に測りたいものを置く。

運動エネルギーと位置エネルギーの式になるため分子分母共通の位置エネルギーと分子にだけある運動エネルギー内の文字を(4)(5)の式を使ってghに変換できれば位置エネルギーと文字が揃います。

大問の最後の問題なので今まで解いた問題が使えないかを考えてみましょう。

式数と文字数を数えて確定できるのか、確定できないのか、減らすことはできないのかなどを比較できるようにしておけばかなり簡単な問題になります。

3 虹 反射 屈折

(1)

見慣れない屈折反射問題ですが、入射角屈折角の関係を問題の図を見てそのまま当てはめて考えましょう。

(2)

これは物理というよりも数学の図形問題と捉えて補助線や円周角や2等辺三角形を用いて求めてください。

(3)

三角形の内角の和を利用して式を立てる。

わかっている条件を全て書き込んでそろえておくことが重要です。

(4)

点Pから点Oに引いた水平線に垂線を下した高さがbになるので直角三角形の三角比を求めれればyを求めることができる。

(5)

(1)をそのままyに置き換えるだけなのでサービス問題

そのまますぎて抵抗を覚えるレベルですね。

(6)

説明文にある式をそのまま使うことに慣れていないと難しい問題です。

1発で正解を出す必要はこの問題まで進むとないので、その場で与えられた式を使ってみてください。

正しく使えればそのまんまの問題です。

(7)

(6)と手順が同じです。

(8)

(2)の結果を使ってΔを使って置き換える、そして(6)の結果を使い問題で指定された文字のみにする

(9)

(8)の結果=0にしてyを求めるのみなので素直に代入しましょう。

4 回路  コイル

(1)

直列回路なのでそれぞれのコイルには同じ電流が流れるため図1の変化からそのまま誘導起電力を求めればよい

(2)

T0のときのI0を使ってコイルのエネルギーを求めればよい

(3)

並列回路の場合はコイルのジコインタクダンスに応じて流れる電流が変化するため、その電流で誘導起電力をもとめればよい

(4)

並列回路なのでどちらも同じ電圧になる。どちらの回路でもいいので誘導起電力を求めればそれが答えになる

(5)

コイルのエネルギーの公式に今まで求めたIを使って代入すると求めることができる

(6)

並列部分の誘導期蓮欲はどちらも同じになります、L3の方鬼は電流がそのまま全部流れます。

これを用いて誘導起電力を求めればよい

直列と並列の性質を踏まえて図4を考えればよい

(7)

(5)の結果用いてそれぞれのエネルギーを足せばよいので代入をしていけば求めることができます

 

全体的に基礎レベルの問題であり、難しく書いてあっても小問の順番に解いていき、最後の方の問題の誘導にもなっているので解きやすい問題です。

理系的な計算として、与えられた公式や近似式を使ってみるということに慣れておけば制限時間内に解いて合格最低点分を解くのは十分に可能な問題でした。

 

 

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