物理
出題の意図
問題Ⅰ
設問(1) 直列につながれたばねの合成ばね定数を求められるかを問う。
設問(2) 力の釣り合いを理解できているかを問う。
設問(3) モーメントの釣り合いを理解できているかを問う。
設問(4) ばねの伸びに伴う物体に作用する力の変化を理解できているかを問う。
設問(5) 接着されていることを理解できているかを問う。
設問(6) 重心の等速度運動を理解できているかを問う。
設問(7) 与えられた条件下で単振動が生じることを見抜き，物体に作用する力を正しく記述できるかを問う。
設問(8) エネルギーの変化から仕事を正しく導けるかを問う。
設問(9) 共振現象を理解できているかを問う。

問題Ⅱ
設問(1) 電流が磁場から受ける力を理解しているかを問う。
力のつり合いを理解しているかを問う。
設問(2) ファラデーの電磁誘導の法則を理解しているかを問う。
設問(3) 電気抵抗が消費するエネルギーを理解しているかを問う。
設問(4) 等速度運動と作用している力の関係を理解しているかを問う。
設問(5) 磁気力と磁界の関係を理解しているかを問う。
設問(6) 磁気力と磁界の関係と, 力のつり合いを理解しているかを問う。
設問(7) エネルギー保存則を理解しているかを問う。

問題Ⅲ
設問(1) 波の位相と干渉についての基礎的な理解力を問うとともに，位相の異なる波が観測地点で強め合う条件を問う。
設問(2) 配置が異なる多数の波源から発生する波の干渉についての洞察力を問う。

問題I

正解・解答例(1) [答](2) [計算]k2
鉛直方向の力の釣り合いより

Mg +
よって

(3) [計算]k( S − 5H ) + k ( S − 5H ) + k ( S − 6H ) = 02[答］

272Mg
S=
H−55k

272Mg
H−55k

𝑆=

重心周りのモーメントの釣り合いよりk( S − 5H ) P − k ( S − 6H ) Q = 02設問(2)のSを代入して整理すると[答]

2Mg + 3kH
QMg − kH

𝑃=P=2Mg + 3kH
QMg − kH(4) [答]𝑡A

2N AkV2Mg
kV𝑡B𝑡CNC H+kV V(5) [答]ア(6) [答]Vt −2Mg 3+ H
k2(7) (あ)[答](い)[答]

4M(う)[答]2Mgk  6Mg  πt−+2M kV  2(え)[答]Vt − H(8) [計算]棒，ブロック A，B，C それぞれについて， t = 0 と t = t A の間での位置エネルギー，弾性エネルギー，運動エネルギーの変化は
6M 2 g2k棒： MgVt A =ブロック A

11 k1
9M 2 g 22： MV 2 + ⋅ (Vt A ) = MV 2 +22 22kブロック B

11  2Mg 
10M 2 g2
2： 2MgV ( t A − t B ) + ⋅ 2MV 2 + k  = MV +22  k kブロック C

1
118M 2 g2
2− 6MgH： k (Vt A − H ) − kH 2 =22k

2以上を合計してW=

6M2 g2 1
9M2 g2
10M2 g2 18M2 g2+ MV 2 ++ MV 2 ++− 6MgHk2kkk= 43(9) (お)[答]

k2M[答]

M2 g2
3− 6MgH + MV 2k2

43(か)[答]イM 2 g2
3− 6MgH + MV 2
k2

sha1_base64="(null)">(null)</latexit>

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sha1_base64="(null)">(null)</latexit><latexit<latexit(5) [答]磁場から受ける力N 極： m µB[答]棒磁石の質量

M1 =
EBdgR

(6) [答]EBdµK0 = RmE3gRBd
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vBd
2R
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E2R<latexit(1) [答]電流の大きさ<latexit

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問題II 正解・解答例[答]受ける力の大きさ

EBdR[答]おもりの質量

EBdgR[答]辺PDを流れる電流の大きさ

vBd2R[答]電流の向き

アv 2 B 2 d2
Rv0 = E

Bd

[答]磁場から受ける力

S 極：mBµ問題Ⅲ 正解・解答例(1) （あ）[答]

2𝜋𝑑𝜆（い）[答]

𝑑𝑛（う）[答]2𝑑2𝑚 1（え）[答]𝑑 cos 𝜙（お）[答]（か）[答]コ(2) （き）[答]

キ（く）[答]𝑞5（け）[答]

2𝑞3𝑞55（こ）[計算]（き）、（く）、（け）の経路差は の整数倍である。
よって、波が強め合う条件は、
𝑞𝑞𝑛𝜆 であることから 𝜆5𝑛 5（こ）[答]

𝑞𝑛 5（さ）[計算]

経路差は𝑠 sin 𝜙の整数倍となる。

よって、波が強め合う条件は、𝑛𝜆 であることから、𝜆𝑠𝑛 17（さ）[答]𝑠𝑛 17（し）[答]エ