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埼玉県の理科 －解答・解説－
埼玉県の理科 －解答・解説－ 1 問題1 ポイント1『BTB溶液の色変化』 中性⇒緑色、 酸性⇒黄色、 塩基性(アルカリ性)⇒青色 解答) (1) 緑色から黄色 (理由) 袋Cと袋Dの葉は光合成を行わず、呼吸だけを行っているから、袋の中には 二酸化炭素がたまり、二酸化炭素は水に溶けると弱い酸性を示すので、BTB溶液は 中性の緑色から酸性の黄色に変化する。 (2) 葉緑素などの色素を溶かし出して葉を脱色するはたらき。 (3) ア ※ア・・・操作③でAの袋でデンプンが検出されているので、呼吸よりも光合成 のほうが盛んに行われていたことがわかります。 イ・・・袋Bには二酸化炭素、袋Cには光がそれぞれ不足しているため、呼吸しか 行われていません。 ウ・・・袋Cの葉も袋Dの葉もともに呼吸を行いますが、どちらの呼吸量が 多いかはこの実験からはわかりません。 エ・・・袋Dの葉は葉緑体がないので光合成は行いませんが、呼吸は行っています。 (4) 光、二酸化炭素、葉緑体 ※あくまでこの実験結果から確かめられたことなので、『水』は除きます。 光はAとCの袋の比較から、二酸化炭素はAとBの袋の比較から、葉緑体はAとDの袋の比較から 確かめられます。 2 問題2 ポイント2 『双子葉類と単子葉類の特徴』 【双子葉類】 葉脈 ・・・網状脈 根 ・・・主根と側根 茎の維管束 ・・・輪状に並ぶ 代表的な例 ・・・ナズナ、アブラナ、サクラ、アサガオ、ツツジ、タンポポ (※前の赤文字の三種は離弁花類で、後の三種は合弁花類です。) 【単子葉類】 葉脈 ・・・平行脈 根 ・・・ひげ根 茎の維管束 ・・・散在している 代表的な例 ・・・ユリ、アヤメ、イネ、ネギ、タマネギ、トウモロコシ 解答) (1) 右画像参照 (2) ウ、オ (※裸子植物を選びます。) (3) 【A】道管 【B】気孔 【C】蒸散 (4) ア 理由・・・トウモロコシは単子葉類なので、茎の維管束は散在しているから。 (5)有性生殖では、 両親からそれぞれ遺伝子を受け継ぐから。 (6)葉脈・・・網目状になっている。 根・・・主根と側根からなっている。 (※茎の維管束が輪状に並んでいるので、モモは双子葉類であることがわかります。) 3 問題3 ポイント3『ヨウ素液とベネジクト液』 ヨウ素液⇒デンプンがあると、青紫色に変化する。(※デンプンの検出に使われる。) ベネジクト液⇒糖があると、加熱により赤褐色の沈澱ができる。(※糖の検出に使われる。) 解答) (1) エ ※消化液中の消化酵素は、40℃前後で一番活性化します。 (2) ①C ②B ※A,Bは唾液のはたらきでデンプンが麦芽糖に分解され、 C,Dはデンプンがそのまま残ります。したがって、青紫色に変化するのは、 デンプンがあり、ヨウ素液を加えたCになります。 また、赤褐色になるのは、糖があり、ベネジクト液を加えたBになります。 (3) デンプンが唾液によって(麦芽糖に)分解されたこと。 (4) アミラーゼ (5) 急に沸騰すること(突沸)を防ぐため。 ※石のようなものとは沸騰石のことです。 (6) 蛋白質、脂肪 ※蛋白質はひらがなやカナで書いてもかまいませんが、脂肪については、 漢字で書かないと減点されると思います。 問題4 ポイント4『メンデルの遺伝の法則』 □分離の法則：各個体は同じ形質を決める2つの遺伝子をもち、別々の生殖細胞に入る。 □優性の法則：2つの異なる遺伝要素をもつ場合は、片方の形質が現れる。 ※現れるほうを優性形質と呼びます。 □独立の法則：異なる形質を決める遺伝要素は、互いに影響を与えない。 解答) (1) 花びら (2) 下図参照 ※AA, Aa はAの形質(黄色)が現れるので、孫の世代では、およそ黄：緑＝3：1 になります。 なお、さやの色の場合は、緑色が優性形質で、黄色が劣性形質なので要注意。 (3) ア ※イ、ウ、エは単子葉類です。 (4) メンデル (5) 9750 粒 ※RRとRrの割合が1：3なので、12000粒のうち RR型のものは 1 3 12000 × = 3000 粒 であり、Rr型のものは 12000 × = 9000粒 です。 4 4 RR型を自家受粉させると、すべてが丸粒になるので、丸粒(RR) = 3000 粒 Rr型を自家受粉させると、RR, Rr, Rr, rr のうちrrを除く3つが丸粒になるので、 3 丸粒 Rr = 9000 × = 6750 粒 となります。 4 したがって、丸粒は全部で 3000 + 6750 = 9750 粒 4 問題5 ポイント5『葉、茎、根の構造』 道管・・水や水に溶けた肥料分が通る管。 師管・・葉で生成された養分が通る管。 維管束・・道管と師管が集まって束になったもの。 解答) (1) 胚珠 (2) Aの名称・・根毛 Bに入る言葉・・土から抜けにくくする (3) 根の表面積が大きくなるから。 (4) ウ (5) a・・調節ねじ、微動ねじ b・・視度調節リング (6) 胞子 (7) エ 問題5に登場する『双眼実体顕微鏡』は、普通の顕微鏡(光学顕微鏡) と比較して以下のような長所があります。 □ ものをプレパラートにしないで観察できる。 □ ものを立体的に観察するのに適している。 □ 厚みや凹凸のあるものでも観察できる。 その他の特徴点 ・・・ステージには白黒2つの面があり、見やすいほうを使用する。 [使い方の手順] 1) 両目で覗きながら接眼レンズを動かし、左右の視野がひとつになるようにする。 2) そ(粗)動ねじを緩めて、両目で覗きながら鏡筒を上下させ、ピントを 合わせたら、今度は右目で覗きながら調節ねじでピントを合わせる。 3) 左目で覗きながら視度調節リングを回し、左の接眼レンズのピントを合わせる。 5 問題6 ポイント6『高気圧、低気圧と風』 ※日本などの北半球の場合 高気圧では、時計まわりに風が吹き出していて、下降気流が生じる。 (※覚え方⇒高い時計台から風が下に吹き出している。) 低気圧では、反時計まわりに風が吹き込んでいて、上昇気流が生じる。 (※高気圧の反対になります。なお、台風は熱帯性の低気圧です。) ※風は気圧の高いところから低いところへ移動するのと、地球の自転による 見かけの力(転向力、コリオリの力)がはたらくのでこうなります。 解答) (1) ウ (2) B地点 理由・・B地点のほうが等圧線の間隔が狭く、気圧の変化が大きくなるから。 (3) 小笠原気団の勢力が弱まるため、偏西風の影響を受けて東へ移動するから。 (※下線部だけを書いても十分に合格点をもらえると思います。) (4) 積乱雲 ※雷雲、入道雲という呼び方もありますが、理科のテストでは使わないほうが無難です。 (5) 地点・・ア 理由・・寒冷前線付近では、寒気が暖気を押し上げて積乱雲が発達しやすいから。 (6) 台風は海水温の高い季節に、水分が蒸発し、上昇気流となって発生 しやすいが、夏の時期は北太平洋高気圧の勢力が強く、日本に接近しにくいから。 問題7 ポイント7『湿度と飽和水蒸気量』 ある温度での湿度(％) = ある温度での水蒸気量 g⁄m3 × 100 ある温度での飽和水蒸気量 g⁄m3 解答) (1) すばやく強く引くこと (2) 【A】・・膨張 【B】・・低く 【C】・・露点 ※誤字に注意。露天ではありません。 (3) ア ※高気圧の中心付近では下降気流が起きます。 (4) ウ ※24℃のときの飽和水蒸気量は、グラフから約22g/m3 と読み取れるので、 湿度70％では 22×0.7=15.4g の水蒸気量が含まれています。 露点時は湿度100％なので、15.4gが飽和水蒸気量である温度をグラフから求めると、約18℃になりま す。 (5) 凝結(凝縮) ※凝固は液体⇒固体、融解は固体⇒液体、気化は液体⇒気体 への変化です。 なお、ドライアイスのような固体⇒気体 への変化は昇華と呼びます。 6 問題8 ポイント8『力学的エネルギー』 力学的エネルギ＝運動エネルギー ＋ 位置エネルギー ※問題8では小球に摩擦力がはたらかないので、力学的エネルギーは一定です。 解答) (1) オ ※AD間は速さが増していき、DE間では一定の速さになり、EF間では 速さが遅くなっていきますが、EFの傾きはADよりも緩やかな点に注意。 (2) エ ※DE間では等速(直線)運動になり、このときは外部から力は作用していません。 (3) ①なし ②5個 ③3個 ④5個 ⑤なし ※Dより、力学的エネルギーの量は●が5個分であることがわかります。 この実験では力学的エネルギーは保存されるので、運動エネルギーと 位置エネルギーの和は常に●が5個分です。 (4) 下図参照 ※小球はG点を飛び出した後は放物線軌道を描きますが、 運動エネルギーが0ではないので、運動エネルギーと位置エネルギーの 和が一定である以上、GからBの高さまで達することはできません。 7 問題9 ポイント9『熱量計算』 (※『理科(まとめ)』スレの問題50より再掲) 熱量をQ[J], 比熱をc[J/g・℃](または[cal/g・℃]), 質量をm[g], ΔT[℃]を温度変化とすると、 Q=m×c×ΔT と表される。 また、電力P[W]=I(電流[A])×E(電圧[V]), Q=P×t(時間[秒]) と表される。 (※Δはデルタと読みます。) 解答) (1) 右図参照 ※上昇温度はそれぞれ、1分→1.0℃、2分→2.3℃、3分→3.3℃、 4分→4.5℃,5分→5.4℃ なので、これをグラフに表します。 誤差があるので完全な直線にはなりませんが、折れ線グラフにしない ように注意。 (2) 電流を流した時間に比例して、水の上昇温度も上昇すること。 (3) 9.0[J] ※Q=P×t=I×E×t=1.5[A]×6.0[V]×1[秒]=9.0[J] (4) 6.4[℃] ※上昇温度をΔTとおくと、Q=m×c×ΔT の式を用いて Q'=100[g]×4.2[J/g・℃]×ΔT ・・・① 一方、5分間(300秒)で電熱線に発生する熱量は Q'=9.0[J]×300[秒]=2700[J] ・・・② ①,②より 100×4.2×ΔT=2700 ∴ ΔT=6.428…→6.4[℃] (※(3)のQと区別するためにQ'としました。なお、問題文中の『水1gの温度を1℃上昇 させるのに必要な熱量を4.2Jとし』とあるのは、水の比熱が4.2であるということです。) (5) (電熱線で発生した熱量は)全てが水の温度上昇に使われたわけではなく、 一部は空気に逃げ、一部はコップに熱を奪われたから。 ※この熱量計算のところは、受験生のみなさんが苦手にする分野ではないでしょうか。 本問と『理科(まとめ)』スレの問題50(※本問よりもかなり難しいですが)を使って 練習しておくことをおすすめします。 8 理科（まとめ） 問題50★ 解答) (1)氷が水に変わるときに、熱エネルギーが融解熱として使われるから。 2 60W ※オームの法則 E(電圧[V]) = R(抵抗[Ω]) × I(電流[A]) より 6 = 0.6 × I ゆえに I = 10[A] よって電力P = I × E = 10 × 6 = 60[W] 3 150g ※求める氷(【A】秒後以降は水になる)の質量を [g] とすると、 [g]の水を20℃上昇させるのに必要な熱量＝4.2 × × 20[J] グラフより、210秒間で20℃上昇しているので、要した熱量＝60 × 210[J] これらが等しいので 4.2 × × 20 = 60 × 210 これを解いて = 150[g] (※氷と水の質量は同じなので、共に [g]で表せます。) 4 168 ※氷150gを32℃上昇させるのに必要な熱量 = 150 × 2.1 × 32[J] 秒間熱するとすれば、それに要する熱量＝ [J] これらが等しいので 150 × 2.1 × 32 = これを解いて = 168 5 332.8 J⁄g ※グラフが平らになっている部分より、0℃の氷150gを とかすのに 1000 − 168 = 832秒 かかっていることがわかる。 60 × 832 従って、0℃、1gの氷をとかすには = 332.8 [J/g]の熱量が 150 必要になる。 ※確認ポイント 熱量をQ[J], 比熱を [J/g・℃](または[cal/g・℃]), 質量を [g], ΔT[℃]を温度変化とすると、 Q = × × ΔT と表される。 また、電力P[W] = I(電流[A]) × E(電圧[V]), Q = P × t(時間[秒]) と表される。 (※Δはデルタと読みます。) 9 問題10 解答) (1) 1.2v ※オームの法則より E=3[Ω]×0.4[A]=1.2[V] (2) (A)ウ ※並列回路なので電圧は同じになります。 (B)ア ※図3のグラフより、電熱線bの抵抗=0.5[V]/0.05[A]=10[Ω]であり、 電熱線aは3[Ω]なので、抵抗の小さい電熱線aに流れる電流のほうが大きくなります。 (3) 2Ω ※実験3のデータより 0.1[A]のとき、0.5[V]なので、実験3の回路全体の抵抗=0.5/0.1=5[Ω] 直列回路なので、電熱線cの抵抗=5-3=2[Ω] (4) ウ ※実験1の回路全体の抵抗=3[Ω], 実験3の回路全体の抵抗=5[Ω] 実験2の回路全体の抵抗＜電熱線a(実験1)の抵抗(=3Ω) (※抵抗を並列に接続しているため) であるから、抵抗が一番小さい実験2で発生する熱量が一番大きいことがわかります。 よって 実験2＞実験1＞実験3 (5) イ (6) 大きな電流が流れて発熱するのを防止するため。 問題11 解答) (1) 13V ※直列接続なので、電球Pの両端の電圧=100-87=13[V] (2) 0.4A ※並列接続なので、電球PおよびQの両端の電圧はともに100V となる。 電球Pと電球Qは、100Vの電圧をかければそれぞれ100W,40Wを消費するので、 右図の電球Qを流れる電流をI(Q)[A]とおくと、40[W]=I(Q)×100[V] より I(Q)=0.4[A] (※ 電力=電流×電圧) (3) 2.5倍 ※(2)の結果より I(P)=1.4[A]-I(Q)[A]=1.4-0.4=1.0[A] 電球P,Qの抵抗をそれぞれR(P)[Ω], R(Q)[Ω] とおくと、 オームの法則より 100[V]=R(P)×1.0[A] よって R(P)=100[Ω] 他方、100[V]=R(Q)×0.4[A] ∴ R(Q)=250[Ω] よって 250/100=2.5倍 (4) (c)→(d)→(b)→(a) ※消費電力の大きい順に並べます。 (a)左図のPの消費電力=0.36[A]×13[V]=4.68[W] (b)左図のQの消費電力=0.36[A]×87[V]=31.32[W] (c)右図のPの消費電力=100[W] (※100Vに対しては100Wフルに消費します。) (d)右図のQの消費電力=40[W] (※100Vに対しては40Wフルに消費します。) よって上記の順番になります。 (5) 直列接続では、1個の電球に100Vの電圧がかからず、電球の性能を フルに発揮できないから。 (6) 消費電力が少なく済むこと。(電気代が安くすむこと。) ※他には、高寿命であることなどが挙げられます。 10 問題12 解答) (1) ア ※右ねじの法則より、左回りの磁界が生じるので、N極は上を向きます。 (2) ウ ※Xと反対側のコイルが厚紙を通る点では、右回りの磁界が生じるので、 2つの同心円状の模様ができます。 (3) 磁力線の間隔が狭くなっている。 (4)図を参照 ※測定部位に対して、電圧計は並列に、電流計は直列に接続します。 (5) 20Ω(オーム) ※オームの法則より 18[V]=R×0.9[A] ∴R=20[Ω] (6) 電熱線を直列に接続しているので、抵抗の値は2倍になり、 電流は流れにくくなるから、磁界は弱くなる。 ポイント11『右ねじの法則とフレミング左手の法則』 □右ねじの法則 導線をコイル状にして電流を流すと、できる磁界の向きは ねじを締める方向(時計回り)に対して垂直で前向き(ねじの進む向き)になる。 ※左画像のように、右手の親指が磁界の向きで、手をにぎる向きが電流の向きです。 なお、導線を直線状にして電流を流した場合は、導線のまわりに同心円状の磁界ができ、 右手の親指が電流の方向で、手をにぎる向きが磁界の向きです。 このとき、同心円の中心に近いほど磁界は強くなります。 □フレミング左手の法則 電流、磁界、力、それぞれの向きは、右画像のように左手の中指、 人差し指、親指を交差させたような関係にある。 11 問題13 解答) (1) 電気を流れやすくするため。※H型ガラス管内に入れる水溶液は、希硫酸(薄い硫酸)でもOKです。 (2) ア ※イでは水素、ウでは二酸化炭素、エではアンモニアがそれぞれ発生します。 (3) CuCl2 → Cu + Cl2 (4) 0.00292g ※酸素2.0cm3と反応する水素は4.0cm3なので、 水素4.0cm3の質量=0.008×(4.0/100)=0.00032[g] 酸素2.0cm3の質量=0.13×(2.0/100)=0.0026[g] よって 0.00032[g] + 0.0026[g] =0.00292[g] (5) 2H2O → 2H2 + O2 ※陽極から酸素が、陰極から水素がそれぞれ発生します。 (6) 気体の発生口に火のついたマッチを近づける。※ポンと音がして、水素であることが確認できます。 問題14 解き方) 実験1より、泡がついたEは炭酸水、鼻をさすような強烈なにおいのDはアンモニア。 実験2より、A,Bは中性、Cは酸性、Fはアルカリ性(塩基性)なので、Cは薄い塩酸であり、 Fは薄い水酸化ナトリウムであることがわかります。 食塩水と砂糖水はこの2つの実験結果からは区別がつきません。 解答) (1) ウ (2) HCl + NaOH → H2O + NaCl (3) 水溶液に電流を流してみる。 (4) A：電流が流れた B：電流が流れなかった X：食塩水 Y：砂糖水 (A：電流が流れなかった B：電流が流れた X：砂糖水 Y：食塩水) ※なお、『(3)水溶液をなめてみる。(4)A：甘かったら B：しょっぱかったら 』 とするのは不可です。理科の実験で、なめるや食べるは禁物なので。 12 問題15 ポイント12『質量パーセント濃度』 質量パーセント濃度 = 溶質の質量 g × 100 (％) 溶質の質量 g + 溶媒の質量 g ※溶媒：物質を溶かしこんでいる液体のことで、水が代表的なもの。 解答) (1) ア ※表1より、20℃のとき 100gの水に溶ける塩化ナトリウムは36gなので、 36 質量パーセント濃度 = × 100 ≒ 26.5 ％ 36 + 100 36 ※ × 100 = 36(％)としないで。 100 (2) ウ ※表1より、10℃のとき 100gの水に溶ける塩化ナトリウムは35gなので、 30gではすべて溶けています。一方の硝酸カリウムは同じ条件下では22gしか溶けない ので、実験2で出てきた結晶は硝酸カリウムになります。 硝酸カリウムの結晶はウのような棒状で、農作物の肥料として多く用いられています。 (3) 8g ※(2)で書いたように、30g中22gしか溶けないので、30-22=8g となります。 (4) 再結晶法 (5) 温度による溶解度の変化が大きい物質 ※図1より、塩化ナトリウムは温度による溶解度にあまり変化がないのに対して、 硝酸カリウムの溶解度は水温の高さにほぼ比例しています。 13 問題16 解答) (1) 分解 (2) 比例関係 (3) 67.2％ ※炭酸水素ナトリウムと食塩の混合物50.0gが加熱後に37.6gになったので、 12.4gだけ炭酸水素ナトリウムの質量が減少したと考えられます。(※食塩は変化しないので) 結果Bより 炭酸水素ナトリウム 8.4g(※ステンレス皿の質量を差し引いて求めます。)のとき 減少分は3.1gなので、元の混合物中の炭酸水素ナトリウムの質量を gとおくと、 ：12.4 = 8.4：3.1 この比例式を解いて = 33.6g 33.6 g したがって × 100 = 67.2(％) 50.0 g ※炭酸水素ナトリウムの加熱実験としては、理科(まとめ)問題15のような実験形式もよく出題されます。 ちなみに、化学反応式は以下のようになります。 2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 理科（まとめ） 問題15 解答) (1) 発生した水が試験管の底部分に入り、試験管が割れる危険を防ぐため。 (2) 下 (3) 炎が青くなるまで調整する。 (4) CO2 (二酸化炭素) (5) (b) (6) 水 (7) (C)フェノールフタレイン (8) 先にガラス管を石灰水からから取り出す。 (試験管内の水が逆流して加熱された試験管が割れるのを防ぐ ため) ※試験管内が冷えて、圧力が低下するので逆流してしまいます。 14 問題17 解答) (1) 調節ねじBを押さえて、調節ねじAを少しずつ緩める。 ※下がガス、上が空気を調節するねじです。 (2) 空気中の酸素と結びついたから。 (3) ア、ウ ※アの黒い物質は酸化銅、イの白い物質は銀、ウの白い物質は酸化マグネシウム、 エの白い物質は炭酸ナトリウムです。 (4) Fe + S → FeS ※FeSは硫化鉄(Ⅱ)と呼びます。 (5) 5.5g ※鉄粉の質量が7gのときに硫黄の質量が4gなので、鉄粉の質量が3.5gのときの 硫黄の質量を gとおけば、7：4 = 3.5： を解いて = 2 よって黒い物質(硫化鉄)は5.5g(= 3.5 + 2)できる。 ※なお、図4で鉄粉の質量が3.5gのとき、硫黄の質量が2gと読み取ってもこの問いは 解答可能ですが、目分量になってしまうので、あまりおすすめできません。 (6) 手であおぐようにしてかぐ。 ※ただし、硫化水素は有毒なので、あまりかがないで。 (7) C・・H2S (硫化水素) D・・・H2 ※Cの反応式：FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S ※Dの反応式：Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ※なお、FeCl2 は塩化鉄(Ⅱ)と呼びます。 (8) 磁石につくかどうか調べてみる。 電気を通すかどうか調べてみる。 ※他に、『ハンマーで叩いて延びるかどうか調べてみる。』など 15 問題18 解き方) 実験1より、A,B,Eは中性または酸性、C,Dはアルカリ性の水溶液であることがわかります。 実験2より、Aは塩酸(塩化水素の水溶液)または塩化ナトリウム水溶液(食塩水)のどちらか。 実験3より、これは中和反応なので、Bは酸性、Cはアルカリ性であることがわかり、 実験4より、B(酸性)とC(アルカリ性)が反応してA(塩)ができたと考えられるので、 Bは塩酸であり、したがってCは水酸化ナトリウムになります。 すると、実験2よりAは塩化ナトリウムになり、Dは実験1よりアルカリ性なのでアンモニア であることがわかります。(※炭酸水は酸性なので) なお、実験4の2種類の固体とは、塩化ナトリウムと水酸化ナトリウムのことです。 解答) (1) A：塩化ナトリウム B：塩化水素 C：水酸化ナトリウム D：アンモニア E：二酸化炭素 (2) ウ ※塩酸に水酸化ナトリウムを加えていくので、酸性⇒中性⇒アルカリ性と変化します。 (3) NaOH (4) H2 (5) ア・・白 イ・・水分 ※因みに、水溶液は空気中の二酸化炭素も吸収します。 (6) 皮膚に直接つけないこと。 ※文中の『タンパク質や植物繊維を浸食』がヒントです。 ※水に溶解すると多量の熱を発するという点も重要です。 16 問題19 ポイント13『気体の捕集方法』 水上置換法：水に溶けにくい気体 例) 酸素、水素、二酸化炭素 ※ただし、二酸化炭素は水に多少溶けますがこの方法を使えます。 上方置換法：空気よりも軽い(密度が小さい)気体 例) アンモニア ※中学理科では、アンモニアだけ覚えておけば大丈夫です。 下方置換法：空気よりも重い(密度が大きい)気体 例) 塩素、塩化水素、硫化水素 ※基本的に、水上置換法が使える気体なら、この方法が純粋な気体を集めやすく ベストで、使えないなら上方置換法か下方置換法かという選択になります。 解答) (1) イ (2) ウ、下方置換法 ※空気よりも重く、水に溶けやすいので下方置換法を用います。 アは水上置換法で、イは上方置換法です。 (3) リトマス試験紙が青くなれば、試験管や集気瓶の口付近まで気体がたまってきたと判断できるから。 (4) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (5) (発生する気体の勢いは)次第に弱くなっていったと考えられる。 (6) OH- (水酸化物イオン)により中和され、水溶液中にH+ (水素イオン)が少なくなるから。 17 問題20 ポイント14『火成岩』 火山岩・・地表付近で急に冷やされてでき、斑状組織をもつ。 粘り気の大きい順に並べると⇒流紋岩＞安山岩＞玄武岩 ☆覚え方⇒ 流れ安(易)い玄武岩 深成岩・・地下深くでゆっくりと冷やされてでき、等粒状組織をもつ。 粘り気の大きい順に並べると⇒花崗岩＞閃緑(せんりょく)岩＞斑糲(はんれい)岩 ☆覚え方⇒花は緑に斑糲岩 ※このようにリズムよく覚えると不思議と忘れません。(笑 ※二酸化ケイ素の含有量が大きいほど粘り気が大きく、火成岩は白っぽくなります。 反対に二酸化ケイ素の含有量が小さいと、マグネシウムや鉄の含有量が増えるので、 その分、粘り気は小さく、黒っぽくなります。 解答) (1) イ ※針が小さく振れ始めたときから大きく振れ始めたときまでの時間が初期微動継続時間になります。 (2) ウ (3) 深成岩 (4) 等粒状組織 ※火山岩はマグマが地表付近で急に冷やされてでき、斑晶が散らばった斑状組織です。 (5) C, E ※Cは大動脈で、Eは肺静脈です。 (6) 肺胞 (7) A：短 B：長 (8) ア、エ ※ちなみに、ミドリムシは動物と植物の両方の性質をそなえています。 18 問題21 解答) (1) B ※位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変換された状態なので。 (2) 10cm ※スクリーンに物体と同じ大きさの実像ができるときは、焦点距離の2倍の 距離に物体を置いたときなので。 (3) ウ ※焦点距離(10cm)に限りなく近いものを選びます。 ただし、焦点の内側にあるエでは、実像はできません。 (4) ア、オ ※異なる(イオン化傾向が違う)金属板で、電解質の水溶液であるものを選びます。 (5) 融解 (6) 水力発電 (7) アルキメデスの原理 (8) Pa（パスカル) 19 問題22 解答) (1) エ ※夏至の日の太陽は、真東よりも北寄りから昇ります。 (2) 水星 ※彗星と書かないように気をつけて。『水→金→地→火→木→土→天→海』 なお、冥王星は惑星から除外されました。 (3) イ ※雲の割合が0～1割のとき『快晴』、2～8割のとき『晴れ』、9割～10割のとき『くもり』です。 図の天気記号のうち、★印のついたものは覚えておきましょう。 また、『晴れ』『くもり』『雪』の天気記号は書けるようにしておきたいです。 (4) 放電 (5) 仕事 ※これを『仕事の原理』と呼びます。 (6) 定比例の法則 ※ 銅の燃焼実験で、Cu：O＝4：1 というのも重要です。 (7) すい臓(膵臓) (8) エ、オ ※両生類を選びます。 ア・・魚類、 イ,ウ,カ・・爬虫(はちゅう)類、 キ・・判別不能ですが、少なくとも両生類ではありません。 ※ヤモリとイモリ ヤモリ＝家守→家の中→爬虫類 イモリ＝井守→水の中→両生類 20 問題23 解答) (1) ウ (2) マグマ ※溶岩はマグマが地表に流れ出たものです。 (3) エ (4) イ ※根の先端に近い部分は細胞分裂が盛んで成長が速く、間隔が広くなります。 (5) H+ ※水素イオンです。アルカリはOH-(水酸化物イオン)を放出します。 (6) 中性子 ※電子ではないので注意。 (7) 単体 ※黒鉛とダイヤモンドは、ともに炭素の単体です。 (8) 92％ ※アルキメデスの原理：『物体にはたらく浮力の大きさは、その物体を押しのけた 液体の重さに等しい』を使います。質量50gの氷には下向きに50g重の重力がはたらくので、 氷にはたらく浮力は上向きに50g重となり、水の密度は1g/cm3 なので 氷が押しのけた水の体積は50cm3 になります。 50 この数値が水中に入っている氷の体積になるから、質量50gの氷の体積は [cm3]となり、 0.92 50 50 × 0.92 水中に入っている部分の氷の体積の割合 % ＝ × 100 = × 100 = 92[％] 50 50 0.92 21 問題24 解答) (1) A・・気 B・・水 (2) イ、エ ※アは肺静脈、イは肺動脈、ウは大動脈、エは大静脈です。 肺で二酸化炭素が酸素と交換されるので、肺動脈と大静脈は二酸化炭素を多く含みます。 (3) 有害な物質・・アンモニア, 無害な物質・・尿素 (4) 排出 (5) ア⇒ウ⇒イ⇒エ ※ 解き方は以下の通りです。 『濾し出された液体の量[リットル]』 水・・170×0.99=168.3 ブドウ糖・・170×0.0010=0.17 ナトリウム・・170×0.0030=0.51 尿素・・170×0.00003=0.051 『尿[リットル]』 水・・2.0×0.95=1.9 ブドウ糖・・2.0×0=0 ナトリウム・・2.0×0.0035=0.007 尿素・・2.0×0.02=0.04 再吸収された量＝濾し出された液体の量－尿 なので、 再吸収された水の量＝168.3-1.9=166.4[リットル] 再吸収されたブドウ糖の量＝0.17-0=0.17[リットル] 再吸収されたナトリウムの量＝0.51-0.007=0.503[リットル] 再吸収された尿素の量＝0.051-0.04=0.011[リットル] 以上から ア⇒ウ⇒イ⇒エ ※ただし、ここまで細かく計算しなくても、大小関係は把握できると思います。 22 問題25 解答) (1) B ※地球は反時計回りに太陽の周りを公転していて、Aは夏至、Bは秋分、C冬至、Dは春分です。 (2) ア・・恒星 イ・・黄道 (※赤道ではないので気をつけて。) (3) 年周運動 (4) 1天文単位 (※『1』を外さないように気をつけて。) (5) 地球から見て、さそり座が太陽と同じ方角にあるから。 (6) オリオン座 ※みずがめ座は南に見えます。 (7) 地球は地軸を傾けて(自転しながら)公転しているので、太陽の光があたる角度 に変化が生じるから。 ※23.4°傾けています。 参考図 （※高校入試を考えた場合、星座の名称を覚える必要はありません） 23 問題26 ポイント15【力の釣り合い】 ある物体にそれぞれ別の力が作用しているとき、この物体に作用している力が 釣り合うのは、それぞれの力の合力が0になるときである。 ポイント16【仕事率】 1秒間に1Jの仕事をするときの仕事率を1Wという。 ※単位としては、kg重m/s を使う時もあります。 1[kg重m]/1[s] = 1[kg重m/s] なお、sはsecond(秒)の略です。 解答) (1) 25N ※荷物にかかる重力と、人がロープを引く力が釣り合っているので。 (2) 0N ※荷物にはたらく力は釣り合っているために静止しており、釣り合う ときは合力は0です。 (3) 7.5J ※仕事W = F 力 × 移動距離 = 25 N × 0.3[m] = 7.5[J] 移動距離はメートル表記なので気をつけて。 (4) 24N ※動滑車では、力の大きさは半分で済みますが、移動距離は2倍になります。 1 したがって、48 N × = 24[N] 2 (5) 60cm ※30cmの2倍になります。 (6) 0.6W 1 = 8[N]になり、力の大きさは動滑車を使う 6 のでこの半分の4[N]になります。 したがって 仕事 = 4[N] × 0.6[m] = 2.4[J] この仕事を4秒間かけて行ったので、仕事率 = 2.4[J]/4 秒 = 0.6[W] ※月面上では48Nの重さは 48 × (7) 慣性の法則 ※記述式で出題される可能性もあるので、下線部は覚えておきましょう。 24 問題27 解答) (1) イ ※缶の中の気圧とペットボトルの中の気圧は大気圧に等しくなったので、 缶の中には大気圧中で500cm の空気が入っています。 缶の質量の差 81.85 − 80.65 = 1.20g は大気圧中で1000cm の空気の質量を表しているので、 大気圧中で500cm の空気の質量(缶の中の空気の質量)は、この半分の0.6gとなります。 (2) 800Pa ※直方体Aは400gなので、下向きに4Nの重力がはたらきます。 断面積は 0.05 m × 0.10 m = 0.005 m なので、求める圧力 = (3) 1200g ※直方体Bにはたらく重力を 4+ N 0.20 × 0.10 m これを解くと 4 N 0.005 m = 800[Pa] N とすると、『へこみははじめのときと同じ』なので、 = 800[Pa] という式が成り立ち、 = 12[N] = 1200[g] (4) スポンジと接している面の断面積は変わらず、全体の質量も変わらないので、へこみは同じである。 25 問題28 ポイント17【振動数】 振動数：物体が1秒間に振動する回数のことで、単位はHz(ヘルツ)。 振動数が多いほど、音は高く聞こえ、少ないほど低く聞こえる。 ☆高い音の出し方の例 □弦楽器⇒弦の張り方を強くする。指で弦を押さえることで振動部分を短くする。細い弦と交換する。 □音叉(おんさ)⇒小さい音叉と交換する。 □ワイングラス⇒水の量を減らす。小さいワイングラスと交換する。 □水を入れた試験管を口で吹いて音を出す⇒(注)水の量を増やす。小さい試験管と交換する。 ※注) 試験管を口で吹く場合、試験管そのものではなくて空気が振動するので、 水面が高くなるほど水面から試験管の口までの距離が短くなり、振動数が多くなります。 ワイングラスの場合は容器自体を叩いて振動させるので、違いが出ます。 (厳密には気柱共鳴という現象で、波の速さを , 振動数を , 波長を としたときに = × という式で が一定で が小さくなるので が大きくなる＝高い音になる ということです。) 解答) (1) 500Hz 2 ※ 秒間で1回振動するので、1秒間では500回振動します。 1000 (2) ※右図の赤色部分のグラフが答です。 (3) 弦の張りを緩める。 (4) 弦が特定の位置に来たときに発光したから。 ※次の(5)の問題文が最大のヒントになっています。 (5) ア：⑤, ⑨ イ：⑨ ※次に発光するまでの時間は、1秒間の発光回数が90回のときは、 180回のときと比べて2倍になります。したがって、イでは⑤は含まれません。 (6) 180Hz 1 秒です。 180 したがって、1秒間では180回振動するので振動数は180[Hz]になります。 ※図4の①～⑤で1回振動しており、1回振動するのに要する時間は 26 問題29 解答) (1) 示準化石 ※示準化石の例：三葉虫（古生代）、アンモナイト（中生代） ※示相化石は、堆積した環境を特定できるものです。 例) サンゴ⇒温暖できれいな浅い海、 ブナ⇒温帯でやや寒冷なところ、シジミ⇒汽水域 (汽水域：川の河口付近で、海水と淡水が入り混じったところ) (2) 気圧傾度力 ※転向力(コリオリの力)と間違えやすいです。コリオリの力は地球が自転していることではたらく力で、北半球 では風の進行方向に対して右に、南半球では左にはたらきます。 (3) 海綿状組織 ※葉の上面の表皮のすぐ内側にあり、細胞が規則正しく並んでいる組織は『柵(さく)状組織』と 呼ばれ、多量の葉緑素を含んでおり、最も盛んに光合成を行います。 (4) エ ※土壌生物を生きたまま観察する場合は、エタノールは加えません。 (70％エタノールでは土壌生物が全滅してしまうので。) (5) 還元反応 ※酸化物から酸素が奪われる反応です。 (6) ウ ※ペットボトルの水を冷凍庫で凍らせた場合を思い浮かべるとよいと思います。 (7) 垂直抗力 (8) パスカルの原理 27 問題30 ポイント18【酸性・中性・アルカリ性の水溶液】 (A) pH(水素イオン濃度) 酸性⇒7よりも小さい 中性⇒7 アルカリ性⇒7よりも大きい (B) リトマス紙 酸性⇒青色を赤色へ 中性⇒変化なし アルカリ性⇒赤色を青色へ (C) BTB溶液 酸性⇒黄色 中性⇒緑色 アルカリ性⇒青色 (D) フェノールフタレイン溶液 ◎アルカリ性のみ赤くなる 解答) (1) ウ ※右表参照 星の動き 地球の自転による 日周運動 (2) 月 (3) 減数分裂 地球の公転による １年の動き 動き方 1日で1周 1時間で15° (360/24) 4分で1° ((15/60) × 4) 1年で1周 1ヶ月で30° (360/12) 1日で1° (30/30) （南中時間は1日に4分ずつ早くなる） 向き 北・・・北極星を中心に反時計回り 南・・・東から西へ (4) 相同器官 ※起源が異なっていても、つくりや機能が似ている器官は相似器官と呼びます。 (5) ウ、オ ※ア・・酸性 イ・・中性 エ・・酸性 (6) O2 ※元素記号で答える場合と間違わないで。 (7) 電磁誘導 ※右図参照 (8) 重力 28 問題31 ポイント19【南中高度】 緯度が α° の地点での南中高度を X とすると 春分・秋分の日 ⇒ X = 90° − α 夏至の日 ⇒ X = 90° − α + 23.4° 冬至の日 ⇒ X = 90° − α − 23.4° 解答) (1) ウ ※気温が低下し、風向きが北寄りに変わっている点で判断します。 (2) ア ※X = 90° − 45° − 23.4° = 21.6° (3) 維管束 ※これは漢字で書かないと不可です。 (4) ウ (5) 塩(えん) ※『しお』ではありません。 (6) イ ※PETのことです。なお、ア・・PVC(ポリ塩化ビニル), ウ・・PE(ポリエチレン), エ・・ポリウレタン を想定していますが、条件によっては他にも該当するものがでてきます。 PETボトルのPETが『ポリエチレンテレフタラート』の略であることを知っていればOKです。 (7) エ (8) 0.4m ※支点から力点までの距離が、支点から作用点までの距離の2倍になるので、 押し下げる距離は2倍になり、力は半分の5Nで済みます。 問題31(2)に関する余談ですが、幌延町には画像のような北緯45度線の モニュメントがあるようです。なお、遠くに見えている山は、利尻島にある 利尻富士(利尻山)です。 (※画像は北海道森林管理局のHPより) 29 問題32 解答例) (1) オゾン層が太陽からの紫外線を吸収し、周囲に熱を放出するから。 (2) P波がS波よりも伝わる速度が速く、P波が先に到着するから。 (3) 右図参照 ※維管束は輪状で、茎では道管が師管よりも内側にあります。 (4) 両目で見ることができる範囲が広くなり、獲物との距離をつかむのに適している。 (5) 最外殻の電子を2個放出して2価の陽イオンになりやすいから。 (6) 電気が通るかどうか確かめてみる。 ※なお、銀は磁性体ではないので、『磁石につくかどうか確かめる』は、この場合は正解ではない ことになります。 (7) 物体Aの密度が水の密度よりも小さいこと。 (8) 光の入射角がある角度(※臨界角といいます。)よりも大きくなると、すべての光が水との境界面で 反射してしまう現象。 30 問題33 解答例) (1) 寒冷前線が温暖前線に追いつくことでできる前線で、暖気が上空に押し上げられ、 地上では寒気に覆われる。 (2) 高温の気団と低温の気団の勢力がほぼ等しいときに形成される。 (3) 刺激に対して、直接、脊髄から運動神経へ指令の信号が伝達される点。 ※反射の場合も、刺激の信号は大脳には送られますが、同時に脊髄からも指令が出されます。 (4) 細胞に栄養分や酸素を供給して、不要物を回収するはたらき。 (5) 冷却しながら、水に少しずつ濃硫酸を加えること。 ※濃硫酸に水を加えると、硫酸が外へ飛散することがあるので。 (6) 温度が上昇すると溶解度が低下する。 ※水酸化カルシウムの水溶液を石灰水と呼び、この水溶液に二酸化炭素を通すと、 炭酸カルシウムという白色沈澱が生じます。 (7) 位置エネルギーがすべて運動エネルギーに変わるので、点Qで速さが最大になる。 ※力学的エネルギーは保存されるため、位置エネルギーが0になる点Qで速さが最大になります。 (8) 31 問題34 解答) (1) イ (2) 56cm/秒 ※CD間は5.6cm で、この距離を進むのに6打点していることがわかります。 60回打点して1秒間なので、6打点では0.1秒間であり、速さ=5.6[cm]/0.1[秒]=56cm/秒 (3) ウ (4) 例) 外部から力がはたらかないので、台車は等速直線運動をする。 問題35 解答) (1)A・・風化 B・・侵食 (※『浸食』には削り取るという意味はないので注意。) (2)イ 理由・・泥は粒が小さいために、流水によって遠くまで運ばれるから。 ※海岸に近い方から、礫⇒砂⇒泥 の順に堆積します。 なお、うっかり『流氷』と書いたりしないように気をつけて。 (3)しゅう曲(褶曲) (4)石灰岩 (5)かぎ層 (6)凝灰岩 問題36 解答) (1) 例) 礫が流水により角がとれて丸みを帯びたから。 (2) イ ※図3より、左側が低く傾いていることがわかり、図1でいうと、崖bの左の方角なので西になります。 (3) エ ※右図の赤色矢印部分が断層でずれたところなので、 ずれを修正して考えるとエのような並びになります。 (4) 湖の深さはだんだん浅くなっていった。 ※新しい層から、礫⇒砂⇒泥 なので、次第に岸に近くなっていったことが読み取れます。 (5) イ⇒ウ⇒ア 理由・・火山灰の層のほうが貝の化石を含む層よりも上にあり、断層よりも下にあるので、イ⇒ウ⇒ア の順 になる。 32 問題37 解答) (1) 斑状組織 ※画像から、大きな結晶と細かい粒の部分が見えるので、斑状組織になります。 安山岩は火山岩なので、斑状組織を持ちます。 (2) エ (3) 火成岩 ※火山岩と深成岩に分けられます。 (4) SiO2 ※二酸化ケイ素 ポイント20 【火山の形と種類】 [溶岩ドーム] (高く盛り上がったような形の火山) ねばりけの非常に高い流紋岩質マグマによってでき、噴火は非常に激しい。 火砕流を発生させることが多い。 例) 昭和新山、雲仙普賢岳 ※ねばりけが非常に高いので、高く盛り上がると覚えておけばよいと思います。 [成層火山] (整った山型をした火山) ねばりけは中程度の安山岩質マグマによってできる。 溶岩の流出と火山灰の噴出を交互に繰り返す。 例) 富士山、桜島、阿蘇山、浅間山 [盾状火山] (平たく広がった形の火山) ねばりけの小さい玄武岩質マグマによってできる。 例) ハワイにある火山 33 問題38 解答) (1) 衛星 (2) ウ ※新月から満月まで約2週間で、新月の南中時刻は正午頃、満月の南中時刻は真夜中の12時頃なので、 新月から1週間後ではだいたい午後6時頃に南中します。 (3) エ ※月の公転の向きと太陽の光の方向を考えると、月の右側部分に光があたることがわかります。 新月から1週間後は半月なので、右半月になります。 (4) 例)満月のときは太陽、地球、月の順番に並び、冬は地軸の北極側を月の方向へ傾けているから。 問題39 解答) (1) 1 ※北極星が中心にあるので、これは北の空になります。 北の空では北極星を中心に反時計まわりに天体は移動しているように見えます。 12時間で真下に来るので、3時間ではその1/4である1の位置に来ます。 (2) X・・西 Y・・東 Z・・水星 ※金星の公転の向きは地球と同じ(※自転の向きは反対)なので、 1か月前には西の空に見えて、1か月後には東の空に見えます。 太陽面通過が見られるのは内惑星(※地球よりも太陽に近い惑星)だけなので、 水星が答になります。 34 問題40 解答) (1) 400倍 ※10×40=400 (2) 近く(短く)なる。 ※接眼レンズの長さは倍率が高いほど短く、対物レンズの長さは倍率が高いほど長くなります。 したがって、対物レンズを倍率の高いものに替えると、対物レンズとプレパラートの距離は近くなります。 (3) 柱頭 (4) 問1 減数分裂 問2 X・・胚 Y・・種子 (5) 蒸散 ※問題文中の気体とは水蒸気のことです。 (6) 水面から水が蒸発するのを防ぐため。 (7) 例) 葉の裏側から出た水の量はA − C = 3.6[g]で、表側から出た水の量は 3.6 A − B = 1.2 g であるから、 = 3 倍 となる。 1.2 ※Aの水の減少量・・葉(表)＋葉(裏)＋茎 の蒸散量 Bの水の減少量・・葉(裏)＋茎 の蒸散量 Cの水の減少量・・葉(表)＋茎 の蒸散量 35 入試によくでる電離式と化学反応式 ※過去ログを編集したものです。 [電離式] 1) HCl → H+ + Cl(※Cl- は塩化物イオンと呼びます。塩酸イオンは不可。) 2) NaOH → Na+ + OH3) HNO3 → H+ + NO34) H2SO4 → 2H+ + SO425) NH3 + H2O → NH4+ + OH6) Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH7) Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH※この式は6)の電離式でCaをBaに替えただけです。 8) CuCl2 → Cu2+ + 2Cl※この式は6)の電離式でCaをCuに、OHをClに替えただけです。 9) H2CO3 → 2H+ + CO32[化学反応式] 『気体が発生する反応』 10) 2H2O2 → 2H2O + O2 ※過酸化水素水に二酸化マンガンを触媒として加えると、酸素が発生する。 11) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ※石灰石(炭酸カルシウム)に塩酸を加えると、二酸化炭素が発生する。 12) CaCO3 → CaO + CO2 ※石灰石を加熱すると二酸化炭素が発生する。 13) 2Ag2O → 4Ag + O2 ※酸化銀を加熱すると酸素が発生する。 14) 2H2O → 2H2 + O2 ※水の電気分解 『燃焼反応』 15) 2Mg + O2 → 2MgO ※マグネシウムの燃焼 16) C + O2 → CO2 ※炭素の燃焼 (ただし、不完全燃焼だと一酸化炭素が発生します。) 17) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ※メタンの燃焼 『金属の酸化反応』(金属が錆びる現象～赤錆) 18) 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 ※鉄が酸素と結合して酸化鉄(Ⅲ)ができる。 『中和反応』(※酸とアルカリ(塩基)を混合すると、水と塩が生じる反応) 19) 2HCl + Ca(OH)2 → 2H2O + CaCl2 ※塩酸と水酸化カルシウムの反応 20) HCl + NaOH → H2O + NaCl ※塩酸と水酸化ナトリウムの反応 21) H2SO4 + 2NaOH → 2H2O + Na2SO4 ※硫酸と水酸化ナトリウムの反応 『還元反応』 22) 2CuO + C → 2Cu + CO2 ※酸化銅の還元反応 (CによってCuOから酸素が奪われます。) 23) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ※ナトリウムが水を還元する反応 (ナトリウムは水と常温で反応します。) 24) 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O ※硫化水素が二酸化硫黄を還元する反応 36