点Pの高さは台座の高さ $r$ にパイプの半径 $r$ を足した $2r$。角度 $\varphi$ の位置の小球の座標は、点Pを中心に
📌 このページの使い方
- 過去問集をお持ちの方:本番と同じ60分(理科2科目120分の半分)で解き、答え一覧で採点してから解説へ
- お持ちでない方:各大問の「どういう問題か」を読めば、問題の中身がそのまま分かります
- 最後にそっくり類題セット(PDF版あり)を60分で解き、初見でも同じ解き方ができるか確かめる
※ 著作権に配慮し、入試問題の本文・図は掲載していません。解答欄の番号(1〜36)と、解答群の番号(①〜)は、本番の問題と対応しています。
⚠️ 問題等で誤りを発見された場合、修正しますので、TMPS医学館までLINEを下さい。(迅速に確認・更新いたします)
LINEで誤りを連絡3分で分かる 2025年度の東北医科薬科大の物理
- ✅ 全3大問・全36欄。すべて「解答群から選ぶ」形式。理科は2科目で120分。物理はⅠ力学・Ⅱ電気回路・Ⅲ熱力学で、時間は1科目あたり60分を想定します。
- ✅ Ⅰ力学は「円弧パイプ」が舞台。エネルギー保存→飛び出した後の放物運動→衝突→台車つきの運動量保存と、4つのテーマが1本の装置でつながっています。
- ✅ Ⅱ電気は「定電流電源」が相手。電流が決まっている電源なので、電圧は回路が決めます。コンデンサーとコイルが「十分に時間が経った後」にどうなるかが基本です。
- ✅ Ⅲ熱は定圧・断熱の組み合わせサイクル。$T_A$ を基準に、全部の量を $nRT_A$ の倍数で表す計算が続きます。選択肢の式の形が計算の答え合わせになります。
- ✅ 差がつくのは「向き・符号」と「相対」。台車の運動での相対速度、断熱圧縮での「外部からされた仕事」の符号は、落とし穴になりやすい所です。

60分の立ち回りマップ(物理に使う分)
本番は理科2科目で120分。ここでは物理に60分を使う想定で、解く順番と「捨てどころ」をセットで覚えておきましょう。
本番の答え一覧(採点用)
解説を読む前の採点用です。「欄の番号:解答群の番号」の形で書いています。すべての欄を、保存則の数値計算・運動方程式の数値積分・状態方程式の計算で独立に確かめ、さらに各欄の解答群の式を数値で比べて、ちょうど1つに決まることを確認しています。
Ⅰ 力学(問1:1〜5、問2:6〜8、問3:9〜12)
Ⅱ 電気回路(問1:13〜17、問2:18〜24)
Ⅲ 熱力学(問1:25〜26、問2:27〜28、問3:29〜31、問4:32〜35、問5:36)
※ 解答群の番号は、問題冊子の選択肢の並びをTMPSが読み取ったものです。手元の問題の選択肢の式と、解説に書いた式が一致することを確かめてください。16・17・23は、3つの言葉から選ぶ欄です(16:③ 減少する/17:② 変わっていない/23:③ 依存せず)。
採点したら → 30秒の得点診断へ大問Ⅰ 円弧パイプ ── エネルギー、放物運動、衝突、そして台車
1つの装置(円弧のパイプ)で、4つのテーマを順に問う大問です。前の小問の結果を次で使うつながりがあるので、1つ目を取り損ねると後ろに響きます。
水平な床の上の台座(高さ $r$)に、点Pを中心とする半径 $r$・開き角 $5\pi/6$ の円弧状パイプを固定。点Pの真下の床が原点O。パイプの両端がQ($\varphi=-\pi/2$)とR($\varphi=\pi/3$)、最も低い所がS。パイプの中の小球はなめらかに動き、飛び出した後は放物運動。
- 1:点Rを通過するときの小球の速さ
- 2・3・4・5:飛び出した小球が最高点に達するまでの時間、最高点の $y$ 座標、最高点から床に落ちるまでの時間、落下点の $x$ 座標
- 6:衝突直後の小球Bの速さ
- 7・8:衝突後に小球Aが初めて点Sに戻る時間、最大の振れ角(振幅が小さいとき)
- 9・10:台車ごと動くとき、小球が点Sを通過する瞬間の小球の $x$ 座標と速さ
- 11・12:小球が点Rで飛び出すときの $x$ 座標、台車の速さと「台車から見た小球の速さ」の比
準備装置の幾何を1つの式にする
端点Q($\varphi=-\pi/2$)は点Pと同じ高さ $2r$、端点R($\varphi=\pi/3$)は $y=2r-\dfrac r2=\dfrac{3r}{2}$、$x=\dfrac{\sqrt3}{2}r$。最低点Sは $y=r$。
問1(1)点Rを通過するときの速さ(欄1)
パイプの中は摩擦がないので力学的エネルギー保存。点Qで静止している小球が、点Rまで高さ $\dfrac r2$ だけ下がります。
問1(2)飛び出した後の運動(欄2〜5)
点Rでの小球の速度は、円の接線方向です。半径方向が $(\sin\varphi,-\cos\varphi)$ なので、接線は $(\cos\varphi,\sin\varphi)$。$\varphi=\dfrac\pi3$ のとき
欄2(最高点までの時間):$v_y=gt$ から
欄3(最高点の高さ):点Rの高さ $\dfrac{3r}{2}$ に、上がる高さ $\dfrac{v_y^2}{2g}=\dfrac{3gr/4}{2g}=\dfrac{3r}{8}$ を足して
欄4(最高点から床まで):高さ $\dfrac{15}{8}r$ からの自由落下なので
欄5(落下点の $x$):水平方向は等速。点Rの $x$ 座標 $\dfrac{\sqrt3}{2}r$ に、$v_x\times(\text{全時間})$ を足します。

問2(1)衝突直後の小球Bの速さ(欄6)
小球Aは点Qから点Sまで、高さ $r$ だけ下がるので、衝突直前の速さは $\sqrt{2gr}$。衝突の式は運動量保存と反発係数の2本です。
問2(2)衝突後の小球Aの振動(欄7・8)
点Sのまわりの小さい振動は、長さ $r$ の単振り子と同じ運動です。周期は $2\pi\sqrt{r/g}$。点Sを出て、また点Sに戻るのは半周期なので、
最大の振れ角は、点Sでの運動エネルギーが最大の振れ角での位置エネルギーに変わるとして($1-\cos\varphi\doteqdot\varphi^2/2$)
問3(1)台車つきの装置:点Sを通過するとき(欄9・10)
台車は床の上でなめらかに動きます。小球とパイプ・台車を一緒にした全体に、水平方向の外力は働かないので、全体の重心の $x$ 座標は変わらず、水平の運動量の和は0のままです。
最初、小球は $x=-r$(点Q)、台車などの重心は $x=0$。全体の重心は
点Sを通過するとき、小球は点Pの真下なので、小球と台車の $x$ 座標が同じ。それが重心の座標です。
欄10(速さ):小球の速度を $v$(右向き)、台車を $V$ とすると、運動量保存 $mv+M'V=0$。エネルギー保存は(小球の落下 $r$)
問3(2)台車つきの装置:点Rで飛び出すとき(欄11・12)
点Rでは小球は点Pの $r\sin\dfrac\pi3=\dfrac{\sqrt3}{2}r$ だけ右にいます。台車(点P)の座標を $X$ とすると、重心が変わらないことから
欄12:台車から見た小球の速さを $u$ とします。向きは円の接線 $(\cos\varphi,\sin\varphi)$ なので水平成分は $u\cos\dfrac\pi3=\dfrac u2$。地面から見た小球の水平速度は $V+\dfrac u2$。運動量保存から

大問Ⅰ:小問の型と着眼点
| 小問 | 型 | 着眼点 |
|---|---|---|
| 問1(1) | エネルギー保存 | 高さの差 $r\cos\varphi$。Qは点Pと同じ高さ |
| 問1(2) | 放物運動 | 接線方向 $(\cos\varphi,\sin\varphi)$ で初速を分解。水平は等速、鉛直は等加速度 |
| 問2(1) | 衝突 | 運動量保存+反発係数の2本 |
| 問2(2) | 単振り子 | 半周期 $\pi\sqrt{r/g}$。最大角 $=|v_A|/\sqrt{gr}$ |
| 問3 | 台車と運動量保存 | 重心の $x$ 座標は一定。台車から見た速度は水平成分に分けて足す |
🩺【自己診断】大問Ⅰで手が止まった人への処方箋
- 問1速さが合わない → 点Rの高さは $2r-r\cos(\pi/3)$。Qとの差は $r\cos(\pi/3)=r/2$
- 問1(2)時間・距離が合わない → 初速は接線方向。$v_x=v\cos\varphi$,$v_y=v\sin\varphi$ に分けてから放物運動
- 問2衝突後の速さが違う → 反発係数 $e=(v_B-v_A)/v_0$。分子は「離れる速さ」
- 問3台車が動くと分からない → 水平方向の外力なし。重心の $x$ 座標・運動量の和が一定。台車から見た速度は地面基準に直して足す
大問Ⅱ 定電流電源 ── 「十分に時間が経った後」を決める
電流が決まっている電源なので、電圧は回路の素子が決めます。問1は抵抗とコンデンサー、問2はコイルとコンデンサーです。
定電流電源(電流 $I$ を一定に供給)に、問1は抵抗 $R$ とコンデンサー $C$ を並列に、問2はコイル $L$ とコンデンサー $C$ を並列に(スイッチ経由で)つないだ回路。導線の抵抗と自己インダクタンスは無視できる。
- 13・14・15:電流 $I$ を一定にして十分に時間が経ったとき、抵抗の電圧、電源が供給する電力、コンデンサーの電気量(抵抗 $R$ とコンデンサー $C$ の並列回路)
- 16・17:コンデンサーの電気容量を瞬時に $2C$ にしたとき、直後の電力の変化と、その後十分に時間が経ったときの電力の変化
- 18・19:コイルとコンデンサーの並列回路(スイッチつき)で、電流が定常になったときのコイルのエネルギーとコンデンサーの電気量
- 20:スイッチを開いた直後にコイルの両端にかかる電圧
- 21・22:その後の振動でコンデンサーの電気量の最大値とコイルの電圧の最大値
- 23・24:コイルの電流が初めて0になるまでの時間が、電流の大きさ・電気容量にどう依存するか
問1(1)(2)定常状態(欄13〜15)
十分に時間が経つと、コンデンサーには電流が流れ込まなくなります。電源の電流 $I$ は全部抵抗を流れます。
問1(3)電気容量を瞬時に $2C$ にする(欄16・17)
誘電体をすばやく挿入するので、その瞬間にコンデンサーの電荷 $Q=CRI$ は動きません(電流が有限なら電荷は急には変わらない)。電気容量が $2C$ になると、電圧は
抵抗はコンデンサーと並列なので、電圧は $\dfrac{RI}{2}$ に下がります。電源の電力 $P=IV$ は減少する。十分に時間が経つと、また電流 $I$ が全部抵抗を流れて電圧は $RI$ に戻り、電力は挿入前と変わっていません。
問2(1)(2)スイッチを閉じて定常→開く(欄18〜20)
スイッチを閉じて十分に時間が経つと、コイルを流れる電流が一定になり、コイルの両端の電圧は0(コイルの電圧は $L\,di/dt$)。コンデンサーも電圧0なので電気量0。電流 $I$ は全部コイルを流れます。
スイッチを開くと、コイルの電流は急には変わらないので、直後も $I$ が流れ続けます。この電流がコンデンサーに流れ込み、コンデンサーの電圧は0から増え始めます。つまり直後のコイルの両端の電圧(=コンデンサーの電圧)は0。
問2(3)(4)その後の振動(欄21〜24)
スイッチを開いた後は、コイルとコンデンサーだけの回路で、エネルギーがやり取りされる振動です。コイルの電流が0になった瞬間、エネルギーは全部コンデンサーに移っています。
電流が初めて0になるのは1/4周期後。周期は $2\pi\sqrt{LC}$ なので
この式に $I$ は入りません(電流の大きさに依存せず)。電気容量を2倍にすると、$\sqrt{2}$ 倍。

大問Ⅱ:小問の型と着眼点
| 小問 | 型 | 着眼点 |
|---|---|---|
| 問1(1)(2) | 定常の並列回路 | コンデンサーは電流0。電流 $I$ は全部抵抗へ |
| 問1(3) | 容量の瞬時変化 | 電荷が保存。電圧は $Q/C'$ で逆算 |
| 問2(1)(2) | コイルの定常と遮断 | 定常でコイル電圧0。電流は急に変わらない |
| 問2(3)(4) | LC振動 | エネルギー保存。電流0は1/4周期後。周期は $2\pi\sqrt{LC}$ |
🩺【自己診断】大問Ⅱで手が止まった人への処方箋
- 問1定常が分からない → 「十分に時間が経つ」とコンデンサーは電流0、コイルは電圧0
- 問1(3)電力の増減が決まらない → 急に変わらないのは電荷。電荷から電圧を決め、$P=IV$
- 問2コイルの電流の扱いが分からない → コイルの電流は急に変わらない。コンデンサーの電荷は急に変わらない
- 問2(4)時間の式が出ない → 振動のエネルギー保存で $Q_{\max}$。周期 $2\pi\sqrt{LC}$ の4分の1
大問Ⅲ ピストンとサイクル ── すべてを $nRT_A$ の倍数で書く
単原子分子理想気体を、定圧加熱 → 断熱圧縮 → 定圧冷却 → 断熱膨張で1周させる問題です。計算量は多いですが、型は決まっています。
大気中に鉛直に立てた断熱シリンダーに、質量 $m$・断面積 $S$ のなめらかなピストン。$n$ [mol] の単原子分子理想気体。加熱器・冷却器つき。A(高さ $h$)→B(高さ $2h$、加熱)→C(高さ $h$、おもり $M$ を置く)→D(冷却)→A(おもりを取り除く)。B→C と D→A は断熱変化、断熱では $pV^\gamma=$ 一定。
- 25・26:状態Aの圧力 $p_A$ と絶対温度 $T_A$
- 27・28:状態A→Bで内部エネルギーの増加と、加熱器が与えた熱量
- 29・30・31:状態B→Cで置いたおもりの質量 $M$、状態Cの温度 $T_C$、気体が外部からされた仕事
- 32・33・34・35:状態Dのピストンの高さ、温度 $T_D$、C→Dでの内部エネルギーの減少と冷却器が取り去った熱量
- 36:1サイクルで気体が外部にした仕事の合計
問1状態A(欄25・26)
ピストンのつり合いから $p_AS=p_0S+mg$。状態方程式 $p_ASh=nRT_A$。
問2A→B:定圧加熱(欄27・28)
ピストンは自由に動くので、圧力は $p_A$ のまま一定。体積が2倍だから温度も2倍、$T_B=2T_A$。
問3B→C:断熱圧縮(欄29〜31)
断熱変化で体積が $2Sh\to Sh$(半分)になるので、圧力は $2^\gamma$ 倍。
一方、状態Cでのピストンのつり合いは $p_C=p_0+\dfrac{(m+M)g}{S}$。2つを合わせると
欄30:体積は $Sh$(状態Aと同じ)、圧力が $2^\gamma p_A$ なので $T_C=2^\gamma T_A$。欄31:断熱なので、外部からされた仕事は内部エネルギーの増加に等しい。
問4C→D:定圧冷却(欄32〜35)
C→Dは定圧変化なので $p_D=p_C=2^\gamma p_A$。D→Aは断熱変化 $p_DV_D^\gamma=p_A(Sh)^\gamma$ から
内部エネルギーの減少と、定圧で取り去った熱量は
問51サイクルの仕事(欄36)
気体が外部にした仕事の合計は、サイクルで吸収した熱から放出した熱を引いたもの(内部エネルギーは1周で元に戻る)。
念のため各過程の仕事を足しても一致します:A→B(気体がした仕事)$+nRT_A$、B→C(外部からされた仕事)$-3(2^{\gamma-1}-1)nRT_A$、C→D $-2^{\gamma-1}nRT_A$、D→A $+\dfrac32(2^{\gamma-1}-1)nRT_A$。

大問Ⅲ:小問の型と着眼点
| 小問 | 型 | 着眼点 |
|---|---|---|
| 問1 | つり合いと状態方程式 | $p_AS=p_0S+mg$,$p_ASh=nRT_A$ |
| 問2 | 定圧変化 | $\Delta U=\frac32nR\Delta T$,$Q=\frac52nR\Delta T$ |
| 問3 | 断熱圧縮 | 体積半分で $p\times2^\gamma$。つり合いで $M$。仕事=$\Delta U$ |
| 問4 | 定圧冷却 | $p_D=p_C$。D→Aの断熱から $V_D$。取り去る熱は $\frac52nR\Delta T$ |
| 問5 | サイクルの仕事 | 吸収した熱−放出した熱。外部にした仕事が正 |
🩺【自己診断】大問Ⅲで手が止まった人への処方箋
- 問1$p_A$ が出ない → ピストン(質量 $m$)のつり合い。大気圧を忘れない
- 問3$M$ の式が合わない → $p_C=2^\gamma p_A$ と $p_C=p_0+(m+M)g/S$ の2本。$m$ の分を引く
- 問4$T_D$ が出ない → D→Aの断熱で $V_D$ を決め、$T_D=p_DV_D/(nR)$
- 問5符号が合わない → 吸収した熱 − 放出した熱。外部にした仕事が正
東北医科薬科大2025型 そっくり類題セット
(全3大問・36欄・解答解説つき)
2025年度の本番と同じ3大問・同じ36欄の形式(解答群から選ぶ)で、設定と数値を変えたTMPSオリジナル問題です。「円弧パイプのエネルギーと運動量」と「定電流電源の過渡現象」、「サイクルの熱と仕事」の練習に使ってください。
印刷して本番と同じように60分で解けます。解答・解説はこのページの下に掲載しています。
※ 東北医科薬科大学の入試問題ではありません。本文・設問・人物・団体(架空)はすべてTMPS医学館が作成したオリジナルで、出典のある引用ではありません。
▶ 【I】 の答えと解説を見る
【I】 の答えと解説
- 1.⑥ 点Qの高さは点Pと同じで,点Rは点Qより $r\cos\frac{\pi}{3}=\frac r2$ だけ低い。力学的エネルギー保存より $\frac12v^2=\frac12gr+g\cdot\frac r2$,すなわち $v^2=2gr$。
- 2.② 点Rでの速度は円の接線方向で,$x$ 成分 $\frac12\sqrt{2gr}$,$y$ 成分 $\frac{\sqrt3}{2}\sqrt{2gr}$。鉛直方向に $v_y=g t$ が0になる時間は $t=\frac{\sqrt3}{2}\sqrt{\frac{2r}{g}}=\sqrt{\frac{3r}{2g}}$。
- 3.⑦ 点Rの高さは $2r-\frac r2=\frac{3r}{2}$。最高点まで $\frac{v_y^2}{2g}=\frac{3gr/2}{2g}=\frac{3r}{4}$ だけ上がるので,$\frac{3r}{2}+\frac{3r}{4}=\frac{9r}{4}$。
- 4.⑦ 高さ $\frac{9r}{4}$ から自由落下する時間は $t=\sqrt{\frac{2}{g}\cdot\frac{9r}{4}}=\sqrt{\frac{9r}{2g}}=3\sqrt{\frac{r}{2g}}$。
- 5.③ 点Rの $x$ 座標は $r\sin\frac\pi3=\frac{\sqrt3}{2}r$。水平方向は等速で,速さ $\frac12\sqrt{2gr}$ のまま $t_2+t_4=\sqrt{\frac{r}{2g}}(\sqrt3+3)$ 進むので,$\frac{\sqrt3}{2}r+\frac{r}{2}(\sqrt3+3)=\frac{3+2\sqrt3}{2}r$。
- 6.⑦ 点Sでの小球Aの速さは,高さの差 $r(1-\cos\frac\pi3)=\frac r2$ より $v_0=\sqrt{gr}$。運動量保存 $mv_0=mv_A+Mv_B$ と反発係数 $e=\frac{v_B-v_A}{v_0}$ から $v_B=\frac{(1+e)m}{M+m}v_0$。
- 7.⑧ 小角のとき,小球Aは単振り子と同じ運動(長さ $r$)で,周期は $2\pi\sqrt{r/g}$。点Sから出て点Sに戻るまでは半周期なので $\pi\sqrt{r/g}$($e$ にも $m$,$M$ にもよらない)。
- 8.⑥ 衝突直後の速さは $|v_A|=\frac{|m-eM|}{m+M}v_0$。点Sでの運動エネルギーが最大の振れ角での位置エネルギー $mgr\frac{\varphi^2}{2}$ になるので $\frac12mv_A^2=\frac12mgr\varphi^2$ より $\varphi=\frac{|v_A|}{\sqrt{gr}}=\frac{|m-eM|}{m+M}$。
- 9.⑦ 小球と台車などを合わせた重心の $x$ 座標は,はじめ $\frac{m(-r)+M'\cdot0}{M'+m}=-\frac{mr}{M'+m}$ で一定。$\varphi=\frac\pi6$ では小球は点Pの $r\sin\frac\pi6=\frac r2$ だけ右にあるので,点Pの座標を $X$ とすると $(M'+m)X+m\cdot\frac r2=-mr$。これより $X=-\frac{3mr}{2(M'+m)}$,小球の座標は $X+\frac r2=\frac{(M'-2m)r}{2(M'+m)}$。
- 10.⑥ 上の式から点P(台車)の $x$ 座標は $X=-\frac{3mr}{2(M'+m)}$(左へ動いている)。
- 11.⑥ 水平方向の運動量保存 $mv+M'V=0$ と,エネルギー保存 $mgr=\frac12mv^2+\frac12M'V^2$ から $v^2=\frac{2M'gr}{M'+m}$(小球の速さ)。台車の速さは $|V|=\frac mM'v=m\sqrt{\frac{2gr}{M'(M'+m)}}$。
- 12.② 台車の速度を $V$,台車から見た小球の速さを $u$(向きは円の接線方向で,水平成分は $u\cos\varphi$)とすると,運動量保存 $m(V+u\cos\varphi)+M'V=0$ から $|V|=\frac{m\cos\varphi}{M'+m}u$。$\varphi=\frac\pi6$ で $\cos\varphi=\frac{\sqrt3}{2}$ なので $\frac{\sqrt3m}{2(M'+m)}$ 倍。
▶ 【II】 の答えと解説を見る
【II】 の答えと解説
- 13.④ 十分に時間が経つとコンデンサーに電流は流れ込まない。電流 $I$ はすべて抵抗を流れるので $V=RI$。
- 14.⑧ 電源は電圧 $V=RI$ のもとで電流 $I$ を供給するので $P=VI=RI^2$。
- 15.④ コンデンサーの電圧は抵抗と同じ $V=RI$ なので $Q=CV=CRI$。
- 16.② コンデンサーの電荷は急には変わらないので,抵抗の両端の電圧(=コンデンサーの電圧)は直後も $RI$ のまま。電源の電力 $P=IV$ は変化しない。
- 17.① 十分に時間が経つと抵抗の電圧は $2R\cdot I=2RI$ になり,$P=I\cdot2RI=2RI^2$ と最初の2倍になる。
- 18.⑥ コイルの電流が一定になると,コイルの両端の電圧は0。よって電流 $I$ はすべてコイルを流れ,$E=\frac12LI^2$。
- 19.⑨ コイルの両端の電圧が0なので,並列のコンデンサーの電圧も0,$Q=0$。
- 20.⑦ コイルの電流は急には変わらないので,直後もコイルを流れていた電流 $I$ が,そのままコンデンサーに流れ込む。
- 21.⑥ 振動のとき,エネルギー保存より $\frac12LI^2=\frac{Q_{\max}^2}{2\cdot4C}$。よって $Q_{\max}=2I\sqrt{LC}$。
- 22.④ コイルの電圧=コンデンサーの電圧 $=\frac{Q}{4C}$ なので $V_{\max}=\frac{2I\sqrt{LC}}{4C}=\frac I2\sqrt{\frac LC}$。
- 23.③ 電流が初めて0になるのは $LC$ 振動の4分の1周期 $\frac{\pi}{2}\sqrt{L\cdot4C}$ が経ったとき。$I$ を含まないので,電流の大きさに依存しない。
- 24.⑥ 時間は $\sqrt{L}$ に比例するので,$L$ を4倍にすると $\sqrt4=2$ 倍。
▶ 【III】 の答えと解説を見る
【III】 の答えと解説
- 25.⑨ ピストンのつり合い $p_{\mathrm A}S=p_0S+mg$ より $p_{\mathrm A}=p_0+\frac{mg}{S}$。
- 26.⑨ 状態方程式 $p_{\mathrm A}Sh=nRT_{\mathrm A}$ より $T_{\mathrm A}=\frac{p_{\mathrm A}Sh}{nR}$。
- 27.⑧ 圧力一定で体積が2倍なので $T_{\mathrm B}=2T_{\mathrm A}$。内部エネルギーの増加は $\frac52nR(T_{\mathrm B}-T_{\mathrm A})=\frac52nRT_{\mathrm A}$。
- 28.⑤ 定圧変化なので,加えた熱量は(内部エネルギーの増加)+(気体がした仕事 $p_{\mathrm A}Sh=nRT_{\mathrm A}$)$=\frac52nRT_{\mathrm A}+nRT_{\mathrm A}=\frac72nRT_{\mathrm A}$。
- 29.④ 断熱変化で体積が $\frac12$ 倍になるので $p_{\mathrm C}=2^\gamma p_{\mathrm A}$。一方 $p_{\mathrm C}=p_0+\frac{(m+M)g}{S}$ なので,$\frac{(m+M)g}{S}=2^\gamma\left(p_0+\frac{mg}{S}\right)-p_0$ より $M=(2^\gamma-1)\left(\frac{p_0S}{g}+m\right)$。
- 30.⑥ 体積は状態Aと同じ $Sh$ で,圧力が $2^\gamma p_{\mathrm A}$ なので $T_{\mathrm C}=2^\gamma T_{\mathrm A}$。
- 31.⑧ 断熱圧縮なので,外部からされた仕事は内部エネルギーの増加に等しい。$\frac52nR(T_{\mathrm C}-T_{\mathrm B})=\frac52nRT_{\mathrm A}(2^\gamma-2)=5(2^{\gamma-1}-1)nRT_{\mathrm A}$。
- 32.③ 状態Cから状態Dは定圧変化なので $p_{\mathrm D}=p_{\mathrm C}=2^\gamma p_{\mathrm A}$。状態Dから状態Aは断熱変化 $p_{\mathrm D}V_{\mathrm D}^\gamma=p_{\mathrm A}(Sh)^\gamma$ より $V_{\mathrm D}=\frac{Sh}{2}$。高さは $\frac h2$。
- 33.② $T_{\mathrm D}=\frac{p_{\mathrm D}V_{\mathrm D}}{nR}=\frac{2^\gamma p_{\mathrm A}\cdot Sh/2}{nR}=2^{\gamma-1}T_{\mathrm A}$。
- 34.⑥ 内部エネルギーの減少は $\frac52nR(T_{\mathrm C}-T_{\mathrm D})=\frac52nRT_{\mathrm A}(2^\gamma-2^{\gamma-1})=\frac52\cdot2^{\gamma-1}nRT_{\mathrm A}$。
- 35.② 定圧変化なので取り去った熱量は $\frac72nR(T_{\mathrm C}-T_{\mathrm D})=\frac72\cdot2^{\gamma-1}nRT_{\mathrm A}$。
- 36.⑤ 1周期の仕事の合計は,吸収した熱量から放出した熱量を引いたものに等しい:$Q_{\mathrm{AB}}-Q_{\mathrm{CD}}=\frac72nRT_{\mathrm A}-\frac72\cdot2^{\gamma-1}nRT_{\mathrm A}=-\frac72(2^{\gamma-1}-1)nRT_{\mathrm A}$。(各過程の仕事を足しても同じ。)
※ 類題は、本番の解き方の骨格は残しつつ、数値・設定・向きを変えて作っています。Ⅰは打ち出し速度と放した位置、台車では見る位置を、Ⅱは抵抗値を変える操作とコンデンサーの電気容量を、Ⅲは気体を二原子分子に変えています。全欄は、スクリプトで確かめてあります。
30秒 得点診断
本番の過去問、またはそっくり類題セットを60分で解いた結果を選んでください。次にやるべきことを表示します。
保護者の方へ:東北医科薬科大の物理で知っておきたい3つのこと
よくある質問
Q. 東北医科薬科大学 医学部の物理2025年度は、どの順番で解くのがよいですか?
TMPSのおすすめは、本番の大問の順(Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ)で、Ⅰ22分、Ⅱ18分、Ⅲ15分、見直し5分(合計60分)です。本番は理科2科目で120分なので、物理に60分を使う想定です。全36欄がすべて「解答群から選ぶ」形式で、選択肢の式を逆算に使えるのが特徴です。
Q. 問題文が載っていなくても、どんな問題か分かりますか?
分かります。著作権に配慮して問題本文・図は掲載していませんが、各大問の最初に「どういう問題か」として、設定・何を答えるか・解答欄の番号との対応をTMPSの言葉で説明しています。
Q. 答えの「①〜」は何に対応していますか?
問題冊子の各欄の解答群の番号です。選択肢の式は印刷された順番どおりに読み取っています。解説では番号と一緒に、導いた式そのものも書いているので、手元の問題で照らし合わせられます。
Q. そっくり類題セットとは何ですか?
2025年度と同じ3大問・同じ欄の数(36欄)と形式で、設定・数値・向きを変えたTMPSオリジナル問題です。全欄の答えと解説をこのページに掲載し、本番形式の問題冊子PDFも無料で配布しています。
Q. 解説に誤りを見つけたらどうすればいいですか?
公式LINEからお知らせください。確認のうえ修正し、更新日を記載します。
問題等で誤りを発見された場合、修正しますので、TMPS医学館までLINEを下さい。
受験生・指導者の皆様からのご指摘を真摯に受け止め、最も信頼できる過去問解説・類題ライブラリーとして随時アップデートいたします。
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