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2011開成高校理科入試

問題
2011開成高校_1 2011開成高校_2 2011開成高校_3 2011開成高校_42011開成高校_5 2011開成高校_6


解答(案)
解答作成はY氏の協力を得ましたが、責任は当ブログの管理者にあります。あまり信用しないでくださね。


?
問1 オ   問2 水分子の電離度を高めるため。(14字)、純粋な水では電流を流さないから。(16字)など。
問3 2H₂ + O₂ → 2H₂O   問4 燃料電池 
?
問1 CuO + H₂ → Cu + H₂O   問2 6.4g   問3 コークス   問4 70kg

問1 図1 1.4V   図2 1.2V   問2 1.4V   問3 0.4Ω   問4 0.15A   問5 0.4A   問6 3.4Ωより小さい


問1 A 365.25   B 365.2425   問2 3月1日   問3 7回   問4 右半分をぬる   問5 旧暦なら梅雨が明けているから。(15字)   問6 イ エ   問7 イ


問1 ア 核   イ 受精卵   ウ 胚   問2 A 柱頭   C 子房   問3 F   問4 (1)ウ   (2)ア   問5 ①サクラ ア   ②リンゴ イ   ③イチゴ エ   ④キュウリ イ

解説

?
問1 水の電気分解ですから『陰極に発生した気体』とは『水素 H₂』です。それぞれの選択肢の反応は次の通りです。
 ア CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O  (二酸化炭素が発生)
 イ NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ → 2H₂O + 2NH₃ (アンモニアが発生)
 ウ Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + NO₂ (濃硝酸では二酸化窒素が発生)
   3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO (希硝酸では一酸化窒素が発生)
 エ 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ (酸素が発生)
 オ Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (水素が発生)
問2 純水は不導体なので、『電流を流しやすくするため』で、昔は正解だったのですが、今はどうなのでしょう? 水酸化ナトリウムの電離式は、以下の通りです。

  NaOH → Na⁺ + OH⁻

この OH⁻ が水を電離させることにより、電気分解が可能になるのです。
問3 水素の燃焼の式くらいは、義務教育で書けるようにしておきたいですね。
問4 水素が酸化するとき、普通に燃やせば水分子に貯えられていた化学エネルギーは熱エネルギーとして放出されます。このエネルギーを電気エネルギーとして取り出すのが燃料電池です。
?
問1 酸化銅は還元され、還元剤である水素は酸化されています。
問2 CuO + H₂ → Cu + H₂O という反応ですから、CuO 1個から、Cu が1個できます。Cu=64、O=16 ですから、CuO=64+16=80 です。ここから、Cu=64 ができるわけです。

    CuO  :  Cu
  =  80   :  64
  = 8.0g  :  x g

より、x=8[g]× 64/80=6.4[g]と、なります。
問3 コークスとは、石炭を蒸し焼きにすることで、硫黄などの不純物を取り除き、炭素の純度を高めたものです。
問4 Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ ですから、Fe₂O₃ 1個から、Fe が2個できます。Fe=56、O=16 ですから、Fe₂0₃=56×2+16×3=160 です。ここから、2Fe=56×2=112 ができるわけです。

    Fe₂O₃  :  2Fe
  =  160   :  112
  = 100kg  :   x kg

より、x=100[kg]×112/160=70[kg]と、なります。


問1 使用している端子に注意して目盛りを読むだけです。
問2 問題文に『電圧計に流れる電流の強さと導線部分の電気抵抗は小さいので無視して』とあります。ですから図1の回路には電流は流れていないものと考えます。よって、図1の電圧計が指す値が、そのまま起電力と考えていいと思います。
問3 図2を回路図にすると、下図のようになります。

kaisei2011-21

電熱線①に流れる電流が0.5Aですから、直列の内部抵抗にも0.5Aの電流が流れます。また、回路全体にかかる電圧は1.4Vですから、内部抵抗にかかる電圧は、1.4[V]ー 1.2[V]=0.2[V]です。よって内部抵抗は、オームの法則により、次の式のようになります。

  内部抵抗[Ω]=0.2[V]÷ 0.5[A]=0.4[Ω]

問4 図4の矢印の向きに 1.48[V]ー 1.36[V]=0.12[V]の電圧がかかります。二つの内部抵抗は直列なので、回路全体の抵抗は、0.3[Ω]+ 0.5[Ω]=0.8[Ω]です。よって、回路に流れる電流は、オームの法則により、次の式のようになります。

  電流[A]=0.12[V]÷ 0.8[Ω]=0.15[A]

問5 図5を回路図にすると、下図のように描けます。

kaisei2011-221

乾電池③(起電力③+内部抵抗③)に電流を流さないためには、回路の並列部分に、右向きに1.36Vの電圧をかける必要があります。並列部分と内部抵抗②は直列です。また、回路全体には1.48Vの電圧がかかると考えれば、内部抵抗②には、1.48[V]ー 1.36[V]=0.12[V]の電圧がかかります。よって内部抵抗②に流れる電流は、オームの法則より、

  内部抵抗②に流れる電流[A]=0.12[V]÷ 0.3[Ω]=0.4[A]

これがそのまま乾電池②を流れる電流です。
問6 問5のとき、電熱線②には内部抵抗②と等しい0.4Aの電流が流れます。また、電熱線②には、起電力②により1.36Vの電圧がかかります。よってこのとき電熱線②の抵抗は、オームの法則により、

  電熱線②の抵抗[Ω]=1.36[V]÷ 0.4[A]=3.4[Ω]

と、なります。では、『~より大きい』『~より小さい』のどちらなのでしょう。図5の電熱線②の抵抗値を無限大にすると、図4と同じになります。このとき、乾電池③の+から電流が流れ込んでいます。つまり、電熱線②の抵抗が大きければ+からーへ流れるのです。問題では『ー極から+極へ』とあるので、『~より小さい』となります。


問1A 4年に1日だけプラスするのですから、この4年間は、365×4+1=1461[日]です。これを4で割ります。1461÷4=365.25[日]です。
問1B 4年に一度の年は、400÷4=100[回]あります。100年に一度の閏年にしない年は、400年に4回あります。このうち400年に一度の年は、1回あります。よって、この400年間の日数は、

  365[日]×400[年]+100[日]-4[日]+1[日]=146097[日]です。

これを400年でわって、146097÷400=365.2425[日]です。
問2 西暦2000年は閏年なので、2100年は100年に一度の閏年としない日です。よって、2月28日の翌日は、3月1日です。
問3 太陽暦の19年間は、365.2425[日]×19[年]=6939.6075[日]、
  太陰暦の19年間は、354.36[日]×19[年]=6732.84[日]です。その差は、6939.6075ー6732.84=206.7675[日]です。一回の閏月を30日と考えると、306.7675[日]÷ 30[日]=6.89225[月]と、なります。
問4 旧暦の場合、『毎月1日がいつもほぼ新月となり、』と問題文中にあります。七夕はその新月から七日後ですから、上限の半月ということになります。
問5 新暦の七夕では、まだ梅雨が明けてないことが十分考えられます。これでは年に一回のデートのチャンスが梅雨明けの遅れという理由で、チョイチョイつぶれることになってしまいます。
問6 旧暦の1日が新月ですから、旧暦の15日なら、確実に満月です。新暦ではこうはいきませんから、エです。また、満月は太陽と正反対の方角にあります。夕方18時頃、東から昇るのです。月を愛でるには、いい時間帯です。旧暦なら、これが15日に起きますが、新暦ではそうはいきません。「中秋の名月」と言って、夜空に月がないのでは様になりません。ですから、イです。
問7 選択肢の図の左が東、上が北です。『月は天の川の西』とあるので、ア~エのいずれかです。また、『月の軌道面は地球の軌道面とほぼ同じ』とあるので、月は、黄道12宮の1つである射手座と水平な位置にあります。よって、イかエです。あとは、夏の大三角から、こと座とわし座の位置関係を思い出せれば、イが選べます。


問1 精子と卵細胞は合体した後、それぞれの核が融合して1つになります。私たちの細胞にも、核は一つずつしかありません。同じことです。受精によって生じた細胞を『受精卵』といいます。受精卵は細胞分裂(卵割)を繰り返して『胚』になります。その生物体のもとになるものを『胚』と総称します。ヒトの発生のごく初期の状態も、胚です。
問2 めしべの先端が『柱頭』、根本の部分は、胚珠を包む『子房』です。
問3 柱頭から子房まで含んで、1つの雌しべです。図2のDが柱頭、花びらの下部のふくらみが子房です。子房が、がく花びらの上にあるアサガオのような花の構造を『子房上位』、子房が、がくや花びらの下にあるキュウリのような花の構造を『子房下位』といいます。
問4 (1) 文中に『花粉管が伸びた』とあるのはウだけです。
問4 (2) 柱頭以外の場所では、花粉管が伸びないことを確認すればよいです。ですから、柱頭を取り去っためしべに花粉を付けても、変化がないことを確認しているアです。イは、花粉の変化を観察していません。
問5 選択のポイントは、
・胚珠一つが、1つの精細胞と1回だけ受精する。
・1つの花粉管で、受精するのは1つの精細胞だけ。
この二つです。
①サクラ 裸子植物などでは花粉管が枝分かれすることもあるようですが、それでも、精細胞を運ぶ花粉管はそのうち1本だけです。また、エでは、2度受精することになります。(問題では『受精に成功した花粉から』とあります。)よって、アです。
②リンゴ アは、右側の胚珠が受精してません。ウは1つの花粉が二度受精してます。エは1つの胚珠が二度ずつ受精しています。よって、イです。
③イチゴ 花托に多くの雌しべがのっている変わりダネです。アイウは、花托で受粉したことになります。エは、さらに1つの花粉で、いくつもの胚珠と受精しています。よって、エです。
④キュウリ アは、1つの胚珠しか受精していません。ウは1つの花粉で、多くの胚珠と受精しています。エは、柱頭以外の場所に受粉しています。よって、イです。

テーマ : 自然科学
ジャンル : 学問・文化・芸術

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No title

最初の問題ですが,「電流を流しやすくするため」で中学生の解答としては正解がもらえるはずですよ。
「水の電離度を高めるため」は,「電離度」が中学範囲を超えていて,その正確な意味を理解して答えているのか,採点者に疑問をもたれると可能性があるため,避けた方が良いと思います(そもそも,水の電離度はさほど増えないと思います)。
その点では「水酸化ナトリウムの電離度が高いから」の方が間違っていない分,まだいいかもしれません。採点者が高校の先生ですので。(この解答も,避けた方がいいとは思いますが。水の電気分解の原理って結構難しいのですよね)

あと,これは個人的な疑問なのですが,「純粋な水は電気を通さないため」は「水酸化ナトリウムを入れる理由にはならない」という話を聞いたことがあります。理由を書くなら,水酸化ナトリウムを入れないことによる不都合点でなく,入れることにより利点を書くべきだから,
ということでした。
個人的にはどっちでもいいとは思うのですが,もしかしたら,そのような理由でこれを不正解とした高校が,昔あったのかもしれませんね。

通りすがりさん、コメント感謝です。

今年になってこのエントリーにコメントいただけると思ってなかったので、嬉しいです。
ご指摘の通り「電流を流しやすくするため」で正解はもらえると思います。
ただお気づきだと思いますが、当ブログはの解説は「マルがもらえるか否か」を特に気にしていませんf^^;;
そんなブログです。
今後とも何かあれば指摘願います。
プロフィール

緑虫

Author:緑虫
本名は麻生 隆。
理科教室を開設します。

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