平成28年から令和7年の物理で繰り返し出題されている問題。
1. 電流と磁界、エネルギー
この分野は非常に出題頻度が高く、実験装置の仕組みや数値計算が多用されます。
• 回路とオームの法則: 抵抗の異なる電熱線を用いた直列・並列回路の電流・電圧計算や、回路図の作成が繰り返し問われています。
• 電力と熱量: 消費電力(W)や発生した熱量(J)の計算、電熱線による水温上昇の規則性が頻出しています。
• 磁界と電流による力: コイルや導線に電流を流した際に生じる磁界の向きや、磁石から受ける力の向き(モーターの仕組み)を問う問題が定番です。
• 電磁誘導: コイルの中を磁石が通過する際の電流(誘導電流)の発生や、検流計の針の振れ方を問う実験が見られます。
2. 身近な物理現象(光・音)
図を用いた作図や、公式を用いた計算問題が中心です。
• 光の反射・屈折と凸レンズ: 鏡による光の反射、水やガラスへの屈折のほか、凸レンズによる実像の形成や焦点距離を求める実験が非常に多く出題されています。
• 音の性質: モノコードを用いた音の高さの変化や、オシロスコープの波形から振動数(Hz)を計算する問題、空気中と水中での音速の差を利用した距離計算などが繰り返し登場します。
3. 力と運動
物体の動きをグラフ化したり、エネルギーの移り変わりを考察したりする内容が重要視されています。
• 物体の運動とグラフ: 斜面を下る小球の運動を記録タイマーやストロボスコープで測定し、速さと時間の関係をグラフ化する問題が頻出です。
• 力学的エネルギーの保存: 高い位置にある物体が持つ「位置エネルギー」と、動いている物体が持つ「運動エネルギー」の移り変わりについての考察が定番です。
• 力のつり合いと合成・分解: 2力のつり合い、ばねののびと力の関係(フックの法則)、斜面上の物体にはたらく重力の分解(作図)などが詳しく問われます。
4. 仕事と圧力、浮力
• 仕事と仕事率: 滑車(定滑車・動滑車)を用いた仕事の原理や、仕事率(W)の計算が繰り返し出題されています。
• 圧力と浮力: 面積あたりの力の大きさ(Pa)の計算や、水中の物体にはたらく浮力と沈んだ体積の関係、密度を用いた浮き沈みの判断が取り上げられています。
これらの項目は、単独の知識としてだけでなく、実験データ(表やグラフ)から規則性を読み取り、計算や記述で説明させる形式で繰り返し出題される傾向があります。