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東京都立試験問題解説


〔問1〕示準化石は、特定の年代に広く生息していた生物の化石です。そのため、その化石を含む地層が体積した年代を特定するのに役立ちます。示相化石は、長期にわたり特定の環境に生息していた生物の化石です。その化石を含む地層が、どのような環境で堆積したのかを特定するのに役立ちます。
〔問2〕弦が短いほど、高い音が出ます。高い音とは、振動数の多い音です。
〔問3〕『裸子』とは、『子どもが裸』つまり、将来種子になる部分-胚珠-が、子房に包まれずむき出しであることを表した言葉です。マツ、スギ、イチョウはおなじみの人が多いと思います。ソテツは、九州以南に分布します。ソテツの画像はココで。ソテツの雄花の写真です。
〔問4〕水の液面は縁に比べ、中央が下がります。メスシリンダー等は、液面の最下部を読んだときに正確に測れるように、目盛りを打ってあります。この問題では、最小目盛りが2cm³であることにも注意しましょう。
〔問5〕P波もS波も震源で同時に発生します。ところがP波の方がS波より速いため、地震計に到達するまでの時間に差がでます。遠いほど、この時間差(初期微動継続時間)は長くなります。
〔問6〕屈折角、入射角とは、ガラス面の垂線に対する光線のなす角度です。
屈折角
上図のAとCが入射角、BとDが屈折角です。真空中や空気中より、水中やガラス中の方が、光速は遅くなります。ですから、光源から到達点まで、屈折した方が光は早く到着するのです。興味のある人は『最小作用の原理』を検索してみてください。


〔問1〕家庭用電源は、各電気器具が並列につながれています。ですから、どの電気器具にも等しく100Vの電圧がかかるのです。また、並列回路の枝分かれの数が多いほど、全体の電気抵抗は小さくなり、流れる電流は多くなります。自動車道の車線が多いほど、多くのクルマが抵抗なく、スムーズに流れるのと同じことです。『電圧は力、電流は量』という理解があると、具体的なイメージがしやすくなるはずです。
〔問2〕亜鉛では、
     Zn → Zn²⁺ + 2e⁻  
銅板付近では、
     2H⁺ + 2e⁻  → H₂    (『e⁻』は電子)
という反応が起きています。銅は反応式に登場しないことに注意してください。亜鉛は溶けて(イオン化して)溶液中に散らばるので、亜鉛板の質量は減りますが、銅板の質量はそのままです。
〔問3〕満月のときは、太陽-地球-月の順にまっすぐ並びます。では、満月のたびに月食にならないのはなぜでしょう? 興味のある人は調べてみてくださいね。惑星の周囲を公転する天体を『衛星』と言います。人工的に作った衛星を『人工衛星』と言います。
〔問4〕子が、父親と母親の遺伝子を半数ずつ受け継ぐような生殖を『有性生殖』と言います。遺伝子をシャッフルするので、いろいろな変異を生み出し、環境が変化しても適応できる個体が現れ、生き残る確率が高まります。一方、分裂などで、子が親とまったく同一の遺伝子を受け継ぐ生殖を『無性生殖』と言います。変異を生み出すという点では有性生殖より不利ですが、オスとメスの出会いが必要ない分、生殖のチャンスは多いと言えます。食べる・食べられる関係を、食物連鎖(food chain)と言います。通常、食べられる者より、食べる者の方が、数は少ないです。逆では、その生態系は、あっと言う間にエサが無くなり、不安定になるでしょう。


〔問1〕北半球では、上空から見て、高気圧は時計回りに空気を吹き出します、低気圧は反時計回り空気を吸い込みます。南半球では、渦の回転方向が逆になります。興味のある人は『コリオリの力』を検索してみてください。また、高気圧の中心では下降気流、低気圧の中心では上昇気流になっています。前線の記号は、丸いものが温暖前線、三角のものが寒冷前線です。三角の方が、触ると冷たいでしょ?。日本の上空には偏西風と呼ばれる、西風が吹いているため、天気は西から東に移動します。
〔問2〕寒冷前線は、寒気が押し寄せる前線です。寒冷前線、温暖前線の断面図は、自力で描けるようにしておきましょう。気温が露点以下になると、水蒸気が凝結し、細かい水滴が発生します。これは、地表付近では霧、上空では雲となります。〈実験2〉で水面が下がったのは、気圧が下がったためです。ガラス管内の水面を押す圧力も低くなるのですが、この水面と、ペットボトルの表面積にどちらも同じ圧力がかかった場合、力の和は、ペットボトルの表面積の方が、はるかに大きくなります。同じだけ圧力が下がったのなら、面積の広い方が影響が大きい、ということです。
〔問3〕寒冷前線が通過するというのは、暖気が通過し寒気の中に入ることです。ですから、気温が下がります。天気図上で、前線の部分で等圧線が急角度で曲がっていることを確認してください。低気圧付近では、風は等圧線に対し約45度に吹きます。等圧線が曲がれば、風向も変わるのです。


〔問1〕メダカが水流とは反対向きに泳ぐのは、同じところにとどまるためです。水流と同じ向きに泳いだら、川のメダカはすべて、海まで流されてしまいます。問題文中の『外からのさまざまな刺激』とは感覚のことです。感覚器官から脳に信号を送る神経を『感覚神経』、からだの各部に脳から運動を命じる信号を送る神経を運動神経と言います。
〔問2〕「Aの水流か」「Aの水草か」を調べるのですから、Aの状態を「水草あり」と「水草なし」にして比較すればよいわけです。Bについては問われていませんね。
〔問3〕メダカが水草の流れに従うのは、『[周りの景色が変化しない]=[自分は流されていない]』というアイデアに基づいています。しかし、〈結果3〉より、水草の回転とは逆方向に泳いでいます。メダカは眼で見る景色より、身体で感じる水流を優先したのです。


〔問1〕銅粉を加熱して、酸化させる実験です。薄く広げた方が、酸素と接する表面積が広くなり、酸化しやすくなります。金属の酸化物のうち、代表的なものの色は覚えておきましょう。酸化銅は黒、酸化マグネシウムは白、酸化銀は灰色、酸化鉄は種類により赤や黒です。
〔問2〕フラスコ内の空気中にあった酸素が、加熱により銅と化合しても、フラスコ内の原子の種類も個数も変化しないので、質量は変わりません。酸素が銅と化合したことにより、フラスコ中の気体は減って気圧は下がっているため、ピンチコックを開くと、フラスコに空気が流れ込み、その分質量は増えます。
〔問3〕〈結果1〉の『反応前の質量』と『反応後の質量』の差が、銅と化合した酸素の質量です。ですから、0.2gの銅と化合した酸素は、20.25[g]-20.20[g]=0.05[g]です。よって、化合する質量の比は、
    銅 : 酸素 = 0.2 : 0.05 = 4 : 1
と、なります。


〔問1〕作用と反作用は、大きさが等しく、方向が逆です。また、両者は一直線上ではたらきます。問題文にある『鉄球が木片から受ける力』というのは、反作用のことです。矢印の始点は、鉄球と木片の接する部分にし、向きが逆で長さの等しい矢印を描けばよいことになります。
〔問2〕位置エネルギーとは、物体が落下することで、することのできる仕事の大きさです。高いほど、重いほど大きいですね。図4より、鉄球は0.3秒で42cm移動していますから、速さは、42[cm]÷0.3[秒]=140[cm/秒]です。
〔問3〕物理学というのは、「なぜ?」という問いに対し、「このようになっている」と答えることで成り立っている学問です。ですから『理由を書け』というのは、問題としてはいかがなものか? と、私は思うのですが、問題に文句を言っても解説にはなりません。なんとか進めましょう。導線の周囲で磁界が変化すると、電流が生じます。こうやって電流を生じさせることを、電磁誘導、このとき発生する電流を、誘導電流と言います。誘導電流は、磁界の変化が早く、大きいほど強くなります。また、磁界の変化の影響を受ける導線が長いほど(コイルの巻き数がお多いほど)誘導電流は強くなります。

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本名は麻生 隆。
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