ＭＦ文庫の『きゅーきゅーキュート！ SS3　とびっきり巴！』
（著者：野島けんじ）に収録の第2話「放課後の巴部屋」が該当
でした。
SS2に続き、再び理刀（♂）⇔黒媛（♀）です。
ＨＰのあらすじでは確認できませんが、文庫裏表紙のあらすじに
記載ありです。