平成27年度 公立高校入試 理科 超詳細解説

平成27年度 公立高校入試 理科 超詳細解説
問1
(ア) 中3 エネルギー
火力発電の仕組み
①石油も燃やす
⇒
②水を沸騰させる
化学エネルギー ⇒熱エネルギー
⇒
③水蒸気でタービンを回す
熱エネルギー⇒運動エネルギー
2
⇒
④発電機が発電する
運動エネルギー⇒電気エネルギー
3
4
1
答 4
(イ) 中1 力
作用反作用の関係により、双方のばねに加わる力は等しくなるので、バネの縮も同じになる。
答 5
(ウ) 中1 力 ポイント ひとつひとつ比べていく。
アルキメデスの原理: 浮力=沈んでいる部分の体積(物体が水に沈んでいる場合)
①物体Aと物体Bでは沈んでいる部分は物体Bの方が体積が大きい。ゆえに 浮力A<浮力B
②物体Aは浮いた状態で静止している(力が釣り合う) ゆえに重力A=浮力A
③物体Bは沈んでいて、ビーカーに接して静止している(力が釣り合う) ゆえに重力B=浮力B+垂直抗力B
したがって浮力B<重力B
①~③より重力A=浮力A<浮力B<重力B
答 3
(エ) 中1 光 ポイント作図をする (相似な図形の知識:中3数学を使うため、実際は中3生にしかできない)
①凸レンズ手前の光はレンズの軸に平行に進み、凸レンズで屈折して焦点を通る
②凸レンズの手前側の焦点を通った光は凸レンズで屈折しレンズの軸に平行に進む。
③スクリーンに映った像は2aの大きさ
a
A
光
源
B
①
O
焦点F
②
2a
C
凸レンズ
スクリーン
三角形FABと三角形FCOが相似になっています。BOの長さが15㎝なので、FOの長さは
相似比はa:2a=1:2なので
15 × 2 = 10
3
答 10cm
問2
(ア) 中1 身のまわりの物質 砂糖は有機物、食塩は無機物なので砂糖は加熱すると焦げるが塩は焦げない
《身のまわりの有機物≫
物質
燃やしたときのようす
砂糖
小麦粉
紙
エタノール
食塩
燃える・炭になる
燃える・炭になる
燃える・炭になる
燃える
燃えない・パチパチはねる
燃える・黒くなる
燃えない
スチールウール
ガラス
石灰水の変化 有機物
無機物
白くにごる
白くにごる
白くにごる
白くにごる
変化なし
変化なし
変化なし
有機物
有機物
有機物
有機物
無機物
無機物
無機物
答 2
(イ) 中1 身のまわりの物質 ポイント 密度が大きいものは沈み小さいものは浮く
密度
=
質量
体積
質量13.6g、体積5㎥の金属の密度は
13.6 = 2.72
5
質量60g、体積50㎠の食塩水の密度は
60 = 1.2
50
a :固体の密度(2.72)<液体の密度(13.6) ゆえに浮く
b :固体の密度(1.05)>液体の密度(0.79) ゆえに沈む
c :固体の密度(2.72)>液体の密度(1.2) ゆえに沈む
d :固体の密度(1.05)<液体の密度(1.2) ゆえに浮く
答 1
(ウ) 中2 化学変化と原子分子 1.酸素と水素の化学反応式は
2
H
2
+
O2 = 2 H2 O
ゆえに誤り
2.水は化合物 ゆえに誤り
3.水分子100個に含まれる酸素原子の数は100個、なので必要な酸素分子は50個となる。 ゆえに正しい
4.水素分子だけを増やしても酸素分子が元の数しかないので水分子も元の数しかできない。 ゆえに誤り
化学反応のモデル
+
→
水分子2個に含まれる酸素原子は2個。必
要な酸素分子は1個となる。
答 3
(エ) 中2 化学変化と原子分子 ポイント 定比例の法則は比の方程式、比の値で計算
銅:酸素:酸化銅=4:1:5なので
1)比の方程式で計算するなら 酸素:酸化銅=1:5=X:8.0 5X=8.0
X=1.6
2)比の値で計算するなら 銅:酸素=4:1なので酸化銅の中の酸素の質量の値は
1
5
1
×8.0=1.6
5
答 1.6g
問3
(ア) 中1 身のまわりの植物 ポイント 植物の進化を知っておく(シダ植物・コケ植物の特徴は覚えておくのは難しい)
X,Y,ZのうちX,Yは基礎知識なので、先に確定しよう!
【暗記必須!植物の分類】
種子植物
被子植物
単子葉類
イネ ユリ ツユクサ トウモロコシ
双子葉類
タンポポ ヒマワリ アブラナ 他多数
裸子植物
スギ マツ イチョウ ソテツ
シダ植物
イヌワラビ ゼンマイ
コケ植物
ゼニゴケ スギゴケ
藻類
菌類・細菌類
進化
ワカメ コンブ アオミドロ
キノコ Yは裸子植物なのでマツで決定
Zは単子葉類なのでイネで決定
ここでXがイヌワラビはゼニゴケの選択ですが、維管束をもつ植物は種子植物は確実です。
進化の順を考えると、コケ植物に維管束があって、シダ植物に維管束がなく、種子植物に維管束があるというのは
考えにくく、コケ植物からシダ植物への進化の過程で維管束が発生したと考えるのが妥当です。
したがって維管束をもつXはイヌワラビとなります。
答 6
(イ) 中2 動物の行動とからだ ポイント 相同器官は同じ働きを持つ機関なので、自分のうでの間接を参考にする
うでの間接は肘と手首なので、順にAが肘、Bが手首。可動方向は常識の範囲で考えれます。
答 2
(ウ) 中2 動物の行動とからだ ポイント ほとんどが知識ではなく、表を読むだけです。
1.血液の流れは例外なく動脈→静脈なので 誤り
2.Aの尿素がすべて尿に移動するならBの値は0になる。Bに0という値がないので 誤り
3.Aの値からBの値の変化は腎臓でこしとられた分で、それは尿として排出されるので 正しい
4.ブドウ糖はAの値>輸尿管の値なので 誤り
答 3
問4
(ア) 中1 地層と化石 ポイント 消去法の方が難しくなる。
年
代
化石
5億4000万年前
古生代
2億4500万年前
中生代
6500万年前
第三紀
新生代
第四紀(現在)
サンヨウチュウ
サンゴ
フズリナ
アンモナイト
シソチョウ
恐竜
メタセコイア
ビカリア
マンモス
ナウマンゾウ
1と2が正しいかどうかの判断は中学生には難しいが、3が違うことと、4が正しいことは上の図を覚えていれば問題ない。
答 4
(イ) 中2 天気 ポイント 等圧線の感覚が狭いと風は強い。あとは台風を移動させる風の影響を考える
①各地点の風向を考える(低気圧は反時計回りの方向に巻き込むように風が吹く)
1北西 2北東 3北西 4南西 5西
②等圧線の間隔を読む
2,3,4はほぼ同じ間隔。
2、3、4の中で台風を移動させる風向き南西の風によって
強められるのは4となる。
答 4
(ウ) 中3 天体 ポイント 季節ごとの真夜中南中する星座は暗記必須。(今年度最大の難問)
季節
春
夏
星座
しし座
さそり座
秋
冬
ペガスス座 オリオン座
①東の空に半月が見えるのは真夜中である(月の見え方参照。地球の中心が北)
赤矢印が夕方、真夜中、明け方の東の方向
半月が見えるのは真夜中である。
【その他の見え方」
東
夕方の東の空の月…満月
明け方の東の空の月…新月
東
東
≪公転面に対して真上から見た図に直す≫
しし座
地球の中心の方向が北になる
春
・
問題の図の地軸の傾きより
4が夏になる。
さ
そ
り
座
・
オ
リ
オ
ン
座
・
太
陽
夏
冬
・
公転の向きより3が秋になる
秋
②それぞれの季節の真夜中の東の方向は
ペガスス座
赤い矢印で示した。その方向にオリオン座が
答 3
あるのは3である。
問5
(ア) 中2 電流と磁界 ポイント 抵抗が小さくなれば電流が大きくなり、電磁石は強くなる。
抵抗の値を10Ω と仮定して(特に何Ω にしても問題なく解けます
あ)
10
1
1
1 = 3
Ω
+
+
ゆえに
10
10
10
10
3
い) 10+10+10=30Ω
う) 並列部分を合成すると
え) 直列部分を合成すると
1
1 = 2
+
ゆえに
10
10
10
10+10=20Ω
5 Ω
これに10Ω を直列につなぐと10+5=15Ω
これに10Ω を並列につなぐと
20
1
1 = 3
Ω
+
ゆえに
10
20
20
3
もとの抵抗の10Ω 以下のつなぎ方は「あ」と「う」
答 2
(イ) 中1 力の分解 中2 電流と磁界 中3数学相似 ポイント 力の分解を正確に行う
わかりやすいように金属レールの角度を問題より急にします。
B
F
D
W[N]
E
A
C
三角形ABCと三角形EFDは相似なので斜面水平方向の分力は c:b=W:斜面水平方向の分力
斜面水平方向の分力=
b
W
c
パイプが静止するので斜面水平方向の力と磁界から受ける力が釣り合っているといえる。
答 b
W [N]
c
(ウ) 中2 電流と磁界 ポイント 条件を正確につかむため、何を変えることができるのかしっかり把握。
何も変えずに図4のようにA側を高くすると、斜面水平方向の力も、磁界から受ける力もB側を向く。
①磁界を逆にする必要がある→磁石のNSを逆にする。
②(イ)よりこの時点でつりあうので、電流を大きくして、磁界の力(A側向き)を強くする。
電源装置で変えれるのは電圧。抵抗が一定ならオームの法則により電圧を大きくすれば電流も大きくなる。
答 実験2のU字磁石の極の位置を逆にして、電圧の大きさを大きくする。
問6
(ア) 中2 化学変化と原子分子 ポイント 問題文のヒントから4種類の水溶液を特定する。
実験1よりB、Dはアルカリ性なので水酸化バリウムか水酸化ナトリウム
実験2よりBは水酸化バリウム、Aは硫酸と特定ができる。
今回の実験でできる塩の性質の整理
塩酸+水酸化バリウムの場合 塩化バリウム(白い固体だが水によく解けるため沈殿はつくらない)
硫酸+水酸化バリウムの場合 硫酸バリウム(白い固体で水にほとんど解けない)
塩酸+水酸化ナトリウムの場合 塩化ナトリウム(白い固体で水によく解けるため沈殿をつくらない)
硫酸+水酸化ナトリウムの場合 硫酸ナトリウム(白い固体で水に溶けるため沈殿はつくらない)
これがわからなくても(エ)までは解ける!
選択肢のうちアルカリ性はセッケン水のみ。
答 1
(イ) 中2 化学変化と原子分子 ポイント 図表を読み取る
体積30で点灯しなかったのは電解質がなくなったから。つまり完全に中和していて塩は水にとけないる。
沈殿する物質は水に溶けてない(電解していない)ので、電流を流さない。つまりA-Bの組み合わせは
A硫酸 B水酸化バリウム。
体積30でちょうど中和するのでaは正しい。
体積30でちょうど中和するので、30~40での白い物質(硫酸バリウム)の発生は無い。したがって誤り。
体積30でちょうど中和するので、20で酸性、40でアルカリ性なのでBTB溶液の色は違う。したがって正しい。
Aを半分にしているので、濃度はもとの量に換算するとA50、B40に相当するので「点灯するが暗い」が正しい。したがって誤り。
答 1
(ウ) 中2 化学変化と原子分子 ポイント 図解する
C-Dの組み合わせは塩酸-水酸化ナトリウム 化学反応式は
HCl
+
NaOH
→
NaOH
+
H2 O
塩酸が3倍あったと仮定して、水酸化ナトリウムを増やしていくと
H H H
Cl Cl Cl
H H H
Cl Cl Cl
Na
OH
Na
OH
Na
OH
中和反応で水ができるので
中和反応で水ができるので
その分イオンが減る
その分イオンが減る
H H
Cl Cl Cl
Na
H H H
Cl Cl Cl
Na
イオン総数は6個
OH
Na
OH
H
Cl Cl Cl
Na
Na
イオン総数は6個
Na
OH
中和反応で水ができるので
その分イオンが減る
Na
Na
Na
Cl Cl Cl
イオン総数は6個
マグネシウムの反応よりDの体積が60~80の間で中和したことがわかる。
したがって(イ)と(ウ)では(イ)の方が酸性は強い。
ⅰ)水素イオンは(ウ)の方が少ないⅱ)イオン総数は変化しない
答 ⅰ)2 ⅱ)3
(エ) 中2 化学変化と原子分子 まずは点を直線で結ぶ
(エ)は中和後に過剰に水酸化ナトリウムを入れている。塩酸が途中でなくなったため
マグネシウムは全く溶けなかった(もとのマグネシウムの質量は1.0と判明)
アルカリ性なので、中和反応でできた塩が塩化ナトリウムで電離するのと水酸化物イオン
のみ存在する
答 X…7 Y…アルカリ
問7
(ア) 中3 メンデルの法則 ①~③の実験について述べた文章を正確に読解する必要がある。
①交配後できた種子が丸い種子なので優性遺伝子は丸い種子。丸い種子の遺伝子をAA
しわの種子の遺伝をaaとして丸の種子のエンドウとしわの種子のエンドウを交配させると
A
A
a
Aa
Aa
a
Aa
Aa
図で示したように全てAaの遺伝子となり、優性の法則により全て丸の種子となる。
図1はしわの種子を作る純系(子供に一切丸の種子が出来ない遺伝子)なのでaaであることが分かる。
生殖細胞を作るための細胞分裂は減数分裂なので、ⅰ)はaとなる。
減数分裂
AA
雄の細胞
染色体2n本
aa
雌の細胞
染色体2n本
⇒
減
数
分
裂
⇒
A
精細胞
染色体n本
受
精
Aa
受精卵
a
染色体2n本
卵細胞
染色体n本
ⅱ)は自家受粉によるaaとaaの交配を防ぐためおしべのやくを取る(めしべの柱頭を取ると交配が出来なくなる)
答 3
(イ) 中3 メンデルの法則 ②交配後できた種子を自家受精(できた種子から育ったエンドウの種子同士を受粉させる)すると
A
a
出来上がった種子の遺伝子は
A
AA
Aa
AA:Aa:aa=1:2:1
a
Aa
aa
親の遺伝子の組はAaなので全体の半数
答 4
(ウ) 中3 メンデルの法則 純系のしわの種子の遺伝子(aa)と純系の丸い種子の遺伝子(AA)、純系ではない丸い種子の遺伝子の交配はそれぞれ
ⅰ) 純系の丸い種子の遺伝子
ⅱ) 純系ではない丸い種子の遺伝子
ⅲ) 純系ではない丸い種子の遺伝子
純
系
の
し
わ
の
種
子
の
遺
伝
子
純
系
の
し
わ
の
種
子
の
遺
伝
子
純
系
の
丸
い
種
子
の
遺
伝
子
A
A
a
Aa
Aa
a
Aa
Aa
全て丸い種子
A
a
a
Aa
aa
a
Aa
aa
丸:しわ=1:1
A
a
A
AA
Aa
A
AA
Aa
全て丸い種子
丸の遺伝子の純系であることの特定は上記ⅰ)~ⅲ)の結果から考える。
ⅰ)ⅱ)はしわの種子と丸い種子を使って実験できるが、ⅲ)はともに丸い種子で、どちらかが純系であることの判別は
不可能なうえ、出来上がった種子も全て丸い種子。遺伝子の組み合わせは見た目で判別は出来ない。
したがって、今回適さないのはⅲ)の組み合わせである(問題文ではQとRの交配)
ⅰ)ⅱ)でともに使用するのは純系のしわの種子の遺伝子なのでPである。
図より使った種子が純系ならば、できる種子も全て丸い種子。純系ではない種子ならば、できる種子にしわの種子
半数あることが分かる。
答 X…2 Y…P Z…しわの種子ができる
(エ) 中3 メンデルの法則 毛色が黒と茶の交配で茶になるので、優性遺伝子は茶となる。
ⅰ) 純系の茶毛の遺伝子
純
系
の
黒
毛
の
遺
伝
子
B
B
b
Bb
Bb
b
Bb
Bb
ⅱ) 純系の茶毛の遺伝子
純
系
の
茶
毛
の
遺
伝
子
B
B
B
BB
BB
B
BB
BB
ⅲ) 純系の黒毛の遺伝子
純
系
の
黒
毛
の
遺
伝
子
b
b
b
bb
bb
b
bb
bb
全て茶毛の子ども
全て茶毛の子ども
全て黒毛の子ども
ⅳ) 純系ではない茶毛の遺伝子
ⅴ) 純系ではない茶毛の遺伝子
ⅵ) 純系ではない茶毛の遺伝子
純
系
の
黒
毛
の
遺
伝
子
B
b
b
Bb
bb
b
Bb
bb
茶:黒=1:1
純
系
の
茶
毛
の
遺
伝
子
B
b
B
BB
Bb
B
BB
Bb
純
系
で
は
な
い
茶
毛
の
遺
伝
子
全て茶毛の子ども
B
b
B
BB
Bb
b
Bb
bb
茶:黒=3:1
上記6種類の組み合わせが考えられる(純系ではない黒毛は劣勢遺伝子の為存在しない)
ⅳ)とⅵ)のみ黒毛が生まれているので題意の示す交配はⅳ)かⅵ)である(どちらでも当てはまる)
bの遺伝子はどちらも持っている。
Bはⅳ)の場合は一方の親だけ、ⅵ)の場合はどちらの親も持っている。
答 あ…1 い…3
問8
(ア) 中2 天気
雲量による天気の区別は快晴、晴れ、曇りの3通り(あとは雨が降ったら雲量に関係なく雨)
○を空に見立てて、○の中を雲に見立てると覚えやすい
天気
快晴
晴れ
曇り
0~1
2~8
9~10
雨
雪
記号
雲量
答 5
(イ) 中1 大地の変化
答 1と5
(ウ) 中1 火山 火山の分類なのか、岩石の分類なのかを明確に読み取る。
参考資料
記録2からは上記の火山の特徴はつかめず、スケッチでは岩石の鉱物を書いている(花こう岩である)
解答も花こう岩に当てはまるものを選択する。
答 X…3 Y…5
(エ) 中2 天気
まずは現在の気温と湿度から水蒸気の量を求めておく必要がある。
なぜかというと、気温の変化のルールが露点前後で変わるため、この空気の露点を知っておく必要があるから。
61 =
X
=
X×100
←18℃での飽和水蒸気量(表より)
15.4
9.394 g なので表より約10℃(飽和水蒸気量9.4g)で露点となる
問題文の①②を使って以下の表を埋める
高度
温度
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
18
高度
温度
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
18
16
14
12
10
9
8
7
6
この数値をグラフに記入すれば
答 Z…10 グラフ
2600
(18,1000)
2200
(10,1800)
1800
1400
1000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18