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2011神奈川県立入試理科解説

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 2011神奈川13 2011神奈川14 2011神奈川解答

問1
(ア)ガラスの中では光の速さが遅くなるために屈折します。下図を見て下さい。『I』の字型の光の粒子が、直方体ガラスを通過するようすです。
光の屈折
最初にガラスに侵入するのは、光の粒子の左側です。このとき、右側はまだガラスに入ってません。ですから左側が遅くなり、右側が速いままです。左右で速さが異なるため、屈折するということがわかったでしょうか?
(イ)BC間は5打点なので、1/50[秒]×5=0.1[秒]です。この間の平均の速さが 64cm/秒ですから、BC間の距離は、64[cm/秒]×0.1[秒]=6.4[cm]です。よって、CD間の距離は、6.4+3.4=9.8[cm]です。これを0.1秒で進んだのですから、CD間の速さは9.8[cm]÷0.1[秒]=98[cm/秒]となります。
(ウ)同じ物体を、結果的に同じ高さまで引き上げたのですから、仕事の大きさはどちらも等しいことになります。ところが図2では、動滑車を使って同じ重さを2本のひもで持ち上げています。片方は天井が支えてくれるため、Bを引く力はAの半分ですみます。力は半分で同じ速さでひもを引くのですから、仕事率(1秒あたりの仕事の大きさ)は、Bの方が小さいことになります。

問2
(ア)学校理科実験の基本は『ゆっくり、地味に、じわじわと』です。この問題のチェックポイントは、ガラス棒を使っているか、ろうとの足をビーカーの縁につけているか、の2点です。
(イ)塩化ナトリウムは、多くの塩化物イオンとナトリウムイオンがイオン結合して、結晶になっています。ですから水に溶ければ塩化物イオンとナトリウムイオンに分かれてしまいます(電離)。結合して分子をつくってはいない、ということです。また、塩化ナトリウムの結晶も、『ここからここまでが1個の塩化ナトリウムです』という境界がないのです。酸化銀もイオン結合した物質ですから、分子ではありません。酸素は酸素原子2個が分子として結合した2原子分子(O₂)です。ただ、同種の原子が結びついているので、化合物とは言えません。水素分子(H₂)も同様です。銅と鉄は、単体の金属で金属結合してますから分子ではありませんし、単体ですから化合物でもありません。二酸化炭素(CO₂)、水(H₂O)は、複数種の原子が結合して分子を形づくっています。複数種ですから、化合物でもあります。
(ウ)蒸留の実験です。1本目の試験管にたまった液体は、かなり高い割合でエタノールを含むでしょう。沸点の低いエタノールが先に蒸発するからです。もともとエタノールは3cm³しか使っていないので、3本目の試験管にはほとんどエタノールは含まれず、そのほとんどは水でしょう。エタノールと水の沸点の違いは、自分の肌に垂らしてみればわかります。沸点の低い方が蒸発しやすくスースーします。

問3 
(ア)外界からの感覚を伝えるのが感覚神経、運動しろという命令を筋肉に伝えるのが運動神経です。反射には、脳による判断が介在しません。以下に情報の経路を簡単に示します。
   脳を経由:感覚器 → 感覚神経 → 脊髄 → 脳 → 脊髄 → 運動神経 → 筋肉
   反射  :感覚器 → 感覚神経 → 脊髄 → 運動神経 → 筋肉
(イ)接眼レンズが10倍、対物レンズが40倍なら、倍率は10×40=400倍になります。ピント調整は、対物レンズを離しながら行います。対物レンズとプレパラートがぶつかるのを防ぐためです。高倍率では、狭い範囲を拡大して見るのですから、目に入る光の量は少なくなります。倍率が高いほど、視野は暗くなるのです。対物レンズは倍率が低いものほど短いです。ですから、対物レンズが低倍率であるほど、対物レンズとプレパラートの距離は大きくなります。
(ウ)『遺伝子』というのは『遺伝情報を含んでいるもの』という意味です。現在では、その正体はDNAという物質であることがわかっています。DNAは長い糸上の分子でできており、ヒストンというタンパク質に巻付くことで『染色体』を形成しています。

問4
(ア)下図は、日本列島付近でのプレートのようすを表しています。受験生なら概略図くらいは空で描けるようにしておきたい図です。
 プレート沈み込み
『新しくプレートがつくられ、海底が広がっている。』ところを、海嶺といいます。太平洋では、南北アメリカ大陸の西側に南北に伸びています。
(イ)満月ということは、地球からみて、太陽と月が正反対の方向にあるということです。ということは、このとき月の方向にある星座と太陽が重なっていたのは半年前ということになります。秋分が9月末ですから、その半年前の3月末(4月はじめ)には、問題に示された表によると、太陽の方向にうお座があります。
(ウ)寒冷前線というのは、寒気が暖気の下にもぐりこむところを言います(下図)。

寒冷前線

表では、横浜、大島、三宅島に比べ、八丈島の気温が極端に高くなっています。八丈島だけが暖気におおわれ、他の観測地点は寒気の中であることがわかります。
寒冷前線では、寒気が暖気を押し上げるため、上昇気流が発生します。この上昇気流によって発生する雲は、水平方向には広がらず、垂直に大きいので、強い雨が短時間降ることになります。

問5
(ア)電熱線Aと電熱線Bは直列です。直列ですから、電源電圧はそれぞれの電熱線に配分されます。よって、電熱線Bにかかる電圧は、4.0-2.4=1.6[V]と、なります。
(イ)200mA=0.2Aです。オームの法則より、『抵抗=電圧÷電流』ですから、電熱線Aの抵抗値は、2.4[V]÷0.2[A]=12[Ω]となります。
(ウ)2本の電熱線は、並列につながれているので、かかる電圧は、等しく4Vです。また、並列なので回路全体の抵抗は、〔実験1〕のときより小さくなっています。電圧は同じですから、抵抗の小さな〔実験2〕の方が大きな電流が流れまず。よって、コイルにかかる力は〔実験1〕より大きくなります。
(エ)選択肢のbは、電流の方向も、磁極も、両方とも逆にしています。逆の逆ですから、コイルはもとと同じ方向に動くことになります。

問6
(ア)塩化銅の電離式  CuCl₂ → Cu²⁺ + 2Cl⁻ このくらいは、書けるようにしておきたいものです。銅は水に溶けるとき、電子を塩素原子に与えてしまいます。電子自体は、マイナスの電気をもっています。ですから、電子を与えてしまった銅は陽イオン、電子を受け取った塩素は陰イオンになるのです。
(イ)Cl⁻は、マイナスの電気をもっているので、プラス極に引き寄せられます。そして余分な電子を、プラス極に与えて塩素(気体)になります。陰極では電子の不足しているCu²⁺に、電子2個が与えられ、銅イオンは銅になります。電流の流れる方向と、電子の流れる方向が逆であることにも注意してください。
(ウ)水に溶かして電離する物質が『電解質』、電離しない物質が『非電解質』です。電解質の例としては、食塩(NaCl、塩化ナトリウム)、塩化水素(HCl、水溶液は塩酸)、水酸化ナトリウム(NaCl)などがあります。非電解質の例は、ブドウ糖(C₆H₁₂O₆)、エタノール(C₂H₅OH)などがあります。
(エ)義務教育に『中性子』という言葉が登場するだけでも、ちょっと以前とは随分変わった印象を受けます。原子の大まかなイメージを下図に示します。

  Atom-1
electrpn=電子、proton=陽子、neutron=中性子、nucleus=原子核

原子核は、電気的にプラスの陽子と、電気的にゼロの中性子が集まったものです。ですから、電気的には、合計でプラスになります。原子核のような狭い領域に、プラスの電気をもった陽子をいくつも押し込んでしまって、陽子どうしは電気的に反発してバラバラにならないのだろうか? という疑問をもった方は、湯川秀樹の業績について調べてみて下さい。

問7
(ア)食うものより、食われるものが少なければ、そのシステムは食糧不足であっという間に崩壊してしまいます。基本的に、食われるものの方が少ないのです。食うものが多い生態系は不安定にならざるを得ないのです。地球上に、生態系上位者のヒトが増え過ぎることは、ある意味とても不自然なことなのです。
(イ)図によると、消費者?は生産者(植物)を食っています。消費者?は、消費者?を食っています。このことから、消費者?は草食動物、消費者?は肉食動物と考えられます。ムカデは、肉食で毒をもっており、他の昆虫などを捕食します。咬まれると相当痛いらしいです。ダンゴムシは腐った落ち葉などを食べます。
(ウ)生産者も消費者も分解者も気体Xを放出しています。すべての生物が必ず行うのは『呼吸』です。呼吸で放出する気体ですから『二酸化炭素=CO₂』です。
(エ)『デンプンの検出』とは、ヨウ素液が青紫色になったことを指します。ここでいう『デンプンの分解』とは、呼吸のことです。土中の微生物が、有機物を呼吸によって分解したため、発生したCO2のために、石灰水が白く濁ったのです。

問8
(ア)堆積岩は、それを構成する粒の大きい順に、れき岩、砂岩、泥岩に分類されます。
(イ)河口から土砂が海に流れ込むところをイメージしてください。粒が小さいほど、沖まで流されてから堆積します。つまり、泥岩は河口から遠いところで堆積して、れき岩は河口から近いところで堆積してできたものです。
(ウ)遠く離れた土地の地層を対比できる、ということは、広い範囲に堆積するということです。火山『灰』が堆積してできたから凝『灰』岩というのです。堆積岩の中では、例外的に粒が角ばっているのが特徴です。チャートは二酸化ケイ素(SiO₂)を含む生物(放散虫等)の遺骸が堆積してできた堆積岩です。
(エ)石灰岩は炭酸カルシウム(CaCO₃)を含む生物(貝、サンゴ等)の遺骸が堆積してできた石灰岩です。私が以前お会いしたある地質を専門とする方は、常に小瓶に塩酸を入れて持ち歩いていました。彼曰く「これをかけて泡が出れば石灰岩だってすぐに判断できるでしょ」。

テーマ : 自然科学
ジャンル : 学問・文化・芸術

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本名は麻生 隆。
理科教室を開設します。

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