Physics Zen

日本

共通テスト 物理

大学入学共通テスト「物理基礎」「物理」に向けた重点演習。運動、熱と気体、波、電気と磁気、原子を扱います。模擬試験ではありません。剛体の回転運動と流体の流れは学習指導要領の範囲外で、このコースにも含みません。

58スキル · g = 9.8 m/s²

取り決め

  • このコースは、令和7年度（2025年1月）の試験から出題されている学習指導要領の「物理基礎」「物理」の内容に沿っています。「物理」の問題は「物理基礎」の内容を前提とするため、物理基礎も含めています。
  • 重点演習であり、模擬試験ではありません。半導体、電子の比電荷、コンプトン効果、素粒子、放射線の単位は練習の対象外です。
  • 問題では g = 9.8 m/s² を使用します。
  • 本番はマーク式で、番号の選択肢または数値の解答欄にマークします。共通テスト形式の問題は数値の解答欄を使い、そのほかの問題は数値の入力か4択で答えます。
  • Physics Zenは独立した試験対策演習であり、公式の試験教材ではなく、大学入試センターとは提携していません。

このコースの単元

物理基礎：運動とエネルギー

  • 等速直線運動: 一定の速度で進むときの距離・速さ・時間の関係と、km/h から m/s への換算
  • 等加速度直線運動: 等加速度運動の公式を使い、v-t グラフを読み取る
  • 自由落下: 重力のもとで落とす・投げる運動：落下時間、着地の速さ、最高点の高さ
  • ニュートンの運動の法則: F = ma を使い、一直線上の力を合成し、質量と重さを区別する
  • 摩擦力: 垂直抗力から摩擦力を求め、すべる物体にはたらく合力を求める
  • 斜面上の運動: 重力を斜面に沿った方向に分解し、摩擦がある場合とない場合の加速度を求める
  • 仕事: 運動の向きと角をなす力がする仕事や、摩擦に逆らってする仕事を求める
  • 運動エネルギーと位置エネルギー: 運動エネルギーと重力による位置エネルギーを計算し、そこから速さや高さを逆算する
  • 力学的エネルギー保存則: 摩擦のない経路で高さと速さを交換し、摩擦が奪う分も考える
  • 仕事率: 仕事・時間・力・速さを仕事率（単位 W）で結びつける
  • 密度と圧力: 質量・体積・密度を結びつけ、深さに応じた圧力を求める
  • 浮力: 浮力、見かけの重さ、浮いている物体が沈んでいる割合を求める

物理：様々な運動

  • 放物運動: 投げ出された運動を水平方向と鉛直方向に分け、滞空時間と水平到達距離を求める
  • 斜方投射: 初速度を成分に分解し、最高点までの時間、最高点の高さ、水平到達距離を求める
  • 運動量と力積: 運動量と力積を求め、運動の変化を生む平均の力を求める
  • 運動量保存則: 合体する衝突や反動に運動量保存則を使う
  • 弾性衝突: 運動エネルギーも保存される衝突を、等しい質量の場合から扱う
  • 反発係数: 反発係数と運動量保存則を使い、衝突後の速さを求める
  • 重心: 物体系の質量で重みをつけた中心を求め、その動きを調べる
  • 等速円運動: 円周上の周期・振動数・速さを結びつけ、向心加速度を求める
  • 向心力: 張力から摩擦力まで、物体を円軌道に保つ力を求める
  • 万有引力: 逆2乗の法則で、表面の重力加速度、軌道速度、公転周期を求める
  • ばねとフックの法則: フックの法則を使い、ばねにつけたおもりの振動の周期を求める
  • 単振り子: 単振り子の周期と、重力加速度が変わると周期がどう変わるかを求める
  • 単振動のエネルギー: 振幅、最大の速さ、振動のエネルギーの間を行き来する
  • 力のモーメントと慣性モーメント: 力が物体を回転させるはたらきと、回転軸のまわりの慣性モーメントを求める

熱と気体

  • 比熱: 温度変化に必要な熱量と、混合したあとの温度を求める
  • 状態変化: 融解や沸騰に必要な熱量を、温度上昇に必要な熱量と合わせて求める
  • 気体の法則と分子運動論: 理想気体の状態方程式とボイル・シャルルの法則を、常にケルビン単位で使う
  • 熱力学第1法則とエントロピー: 加えた熱と気体がした仕事から、内部エネルギーの変化を求める
  • 熱機関と効率: 熱機関の効率と、その上限であるカルノー効率を求める

波

電気と磁気

  • 電荷とクーロンの法則: 2つの電荷の間にはたらく力と、電荷を担う電子の数を求める
  • 電場: 試験電荷が受ける力から、また離れた点電荷から電場を求める
  • 電位: 電位、静電気力による位置エネルギー、電圧で加速された電荷の速さを求める
  • オームの法則と抵抗: 電圧・電流・抵抗を結びつけ、導線の寸法から抵抗を求める
  • 直列と並列: 抵抗を直列・並列に合成し、枝分かれした電流の分かれ方を求める
  • 電力: 電力を3通りの式で求め、機器が使う電力量を kWh で求める
  • キルヒホッフの法則: 電源が2つある回路に第1法則（電流）と第2法則（電圧）を使う
  • 電気量・電気容量・静電エネルギー: 電気量、電圧、極板の形状、蓄えられるエネルギーを結びつける
  • 電流がつくる磁場: 直線導線のまわりとソレノイドの内部の磁場を求め、2本の導線の磁場を合成する
  • 磁場から受ける力: 磁場中を動く荷電粒子と、電流が流れる導線が受ける力を求める
  • 電磁誘導: ファラデーの法則で、磁束の変化がコイルに生じる誘導起電力を求める
  • 交流と変圧器: 実効値と変圧比から電圧の変化を計算し、高電圧送電の理由を説明する
  • インダクタンスと LC 回路: コイルの自己誘導起電力と蓄えられるエネルギー、交流でのリアクタンス、LC 回路の周期を求める

原子

  • 光子と光電効果: 波長から光子のエネルギーを求め、飛び出す電子の運動エネルギーを求める
  • 物質波とX線: 粒子のド・ブロイ波長、X線管の限界波長、ブラッグ反射から面の間隔を求める
  • エネルギー準位: 原子の遷移で放出される光子を、eV と nm で求める
  • 放射性崩壊: 半減期ごとに放射能の強さを半分にし、崩壊後の核種を答える
  • 質量とエネルギー: 質量欠損をエネルギーに換算し、核子1個あたりの結合エネルギーを求める

Physics Zenでできること

このコースでは、両科目の土台となる58スキルを、学習指導要領に沿った6単元で練習します。物理基礎の運動とエネルギーから始め、放物運動、衝突、円運動、単振動と万有引力、熱と気体、波と光、電気と磁気、原子へ進みます。24問は共通テストの形式で作成し、その多くは有効数字2桁の解答欄（ア.イ×10^ウ の形）で答えます。全体を通して数値が変わる問題、即時採点、詳しい解説を利用できます。

このコースのトピック

Physics Zenは独立した演習ツールです。College Board、IQB、フランス教育省、その他いかなる試験機関とも提携していません。

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運動学から始めよう

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