久留米大学 一般選抜 出題傾向 物理
傾向と対策の概要
久留米大学医学部の物理の入試は、提供された2018年度から2025年度までの範囲において、試験形式が非常に安定しており、出題範囲も力学、熱力学、波動、電磁気学の全分野から満遍なく出題されるという特徴が一貫しています。
個々の問題は基本的な物理法則の正確な理解を前提としつつ、複数の法則や概念を組み合わせた応用的な状況(例:熱気球の浮力と熱力学、地球内部トンネルでの単振動、L字型の棒のつりあい)を題材とする傾向があります。解答には、複雑な計算や変数を用いた煩雑な数式処理能力が求められます。
試験形式の安定性と構成
試験形式は、2018年度から2025年度まで一貫して安定しています。
- 科目と時間:物理は「2科目 120分」の枠内で実施されています。
- 大問数:毎年、大問3題構成が継続しています。
- 出題形式:各大問は、さらにローマ数字(I, II, III)やアラビア数字((1), (2), (3)...)で細分化された小問群から構成されており、段階的に解答を導き出す形式です。
- 解答形式:多くの解答欄において、物理量をSI国際単位系による簡潔な形で記入するよう指示があります。
試験形式の大きな変化
2018年度以降の資料を見る限り、試験の全体構造や時間配分における大きな変更は確認されていません。出題テーマの選定には多様性が見られますが、形式的な枠組みは維持されています。
出題分野や出題テーマの傾向
出題は、物理の主要4分野(力学、熱力学、波動、電磁気学)からバランスよく選定され、年度により分野の比重が入れ替わる形です。
力学 (Mechanics)
毎年必ず出題され、様々なテーマが扱われています。
- 円運動と保存則:万有引力下の円運動(2018)、鉛直面内の円運動(2022)、円すい内面での等速円運動(2025)など、力学的エネルギー保存則や運動方程式を組み合わせる問題が定番です。
- 衝突と振動:平面上の完全弾性衝突や非弾性衝突(2019)、ばねを用いた衝突と摩擦(2021)、鉛直ばね振り子や地球トンネル内の単振動(2023)など、高度な設定での単振動の解析が求められています。
- つりあいとモーメント:L字型の棒のつりあい(2020)、摩擦を伴う棒のつりあいと滑らない条件(2024)など、力のモーメントの計算が重要です。
熱力学 (Thermodynamics)
出題頻度が非常に高く、複雑な状態変化や熱効率の計算が含まれます。
- サイクルと熱効率:定積変化や定圧変化を含む理想気体のサイクルにおける内部エネルギー変化、仕事、熱量、熱効率の計算(2018, 2021)が頻出です。
- 混合と膨張:理想気体の真空への自由膨張(断熱自由膨張)と温度変化(2019, 2024)、シリンダー内の気体の混合(2022)が出題されています。
- 応用問題:熱気球の浮力と密度・温度の関係(2025)や、ストッパー付きシリンダー内の状態変化(2021)など、具体的な装置や現象に応用した問題が多いです。
波動 (Waves/Optics)
光の干渉に関する応用的な出題が中心です。
- 薄膜と干渉:薄膜による干渉(2020)や、マイケルソン干渉計の原理を応用したと思われる光路差と位相差の分析(2023)が出題されています。特に反射時の位相変化の考慮が必要です。
- 全反射:屈折率の異なる媒質間での全反射条件(2020)も扱われています。
電磁気学 (Electromagnetism)
広範囲にわたり、電気と磁気の両面から深く掘り下げた問題が出されます。
- 荷電粒子の運動:電場・磁場中での電子やイオンの運動(ローレンツ力、円運動、速さの選別/質量分析の原理)が複数回出題されています(2018, 2021)。
- 回路と交流:RLC直列回路のインピーダンス、位相差、共振周波数の計算(2019)や、内部抵抗を持つ電池の端子電圧と消費電力の計算(2025)など、回路解析能力が求められます。
- 誘導と磁場:自己誘導・相互誘導(2024)や、時間変化する磁場による誘導起電力の計算(2022)が出題されています。また、直線電流がつくる磁場の重ね合わせと力の作用(2023)も扱われています。
- コンデンサー:金属板を挿入した平行板コンデンサーの電気容量や電界(2020)など、静電場の基礎的な問題も出題されています。
特徴的な傾向
- 物理的状況の複雑さ:問題の設定が複雑で、現実の現象をモデル化しているケースが多く見られます(例:熱気球、干渉計)。これは、現象を数理的に捉える応用力を試すものです。
- 計算の正確性と忍耐:最終的な解答を得るまでの途中の計算ステップが長く、変数が多い問題が目立ちます。特に熱力学や力学の応用問題、電磁気学の誘導/干渉の問題で顕著であり、計算ミスのない正確な処理が合否を分けます。
- 基礎法則の徹底:どんなに設定が複雑でも、問われているのは運動量保存則、エネルギー保存則、理想気体の状態方程式、熱力学第一法則といった基礎法則の厳密な適用です。
対策
久留米大学医学部の物理対策としては、出題傾向を踏まえ、以下の点に重点を置くべきです。
- 全分野の基本事項の徹底理解:どの分野も穴を空けずに学習し、基本的な法則(運動方程式、エネルギー・運動量保存則、熱力学第一法則、電磁誘導の法則など)を完璧に使いこなせるようにします。
- 熱力学と電磁気学の応用力強化:毎年頻出で計算が複雑になりがちな熱力学(サイクル、比熱、気体の混合)と、電磁気学(荷電粒子の運動、相互誘導、交流)を重点的に強化します。
- 計算力の徹底的な鍛錬:過去問演習を通じて、変数を用いた複雑な代数計算や三角関数を用いた幾何学的関係を迅速かつ正確に処理する能力を身につけることが極めて重要です。
- 単位の確認:答えにSI単位を付記するよう求められる小問が多いため、普段から物理量の単位を意識し、解答時にミスがないように訓練します。
この試験は、物理学を深く学び、その原理を応用的な問題に適用する能力を評価する、医師を志す者にふさわしい内容となっています。基礎から応用に至るまで、揺るぎない実力を培うことが最善の対策となります。