平成 27 年度特別奨学生入学試験問題（ Brilliant S ）理科注意 1 あ試験係員の指示があるまで，問題冊子と解答用紙に手をふれては 1 いけません。 2 あ解答用紙に受験番号を記入しなさい。 3 あ問題は【問 1】から【問 5】まであり，問題冊子の 2～11 ページ 3 に印刷されています。12 ページ以降に問題はありません。 4 あ問題冊子とは別に，解答用紙があります。答えは，すべて解答用紙 4のの中にかき入れなさい。 5 あ漢字で書くように指示されている場合は，漢字で書きなさい。そ 5 うでない場合は，漢字の部分をひらがなで書いてもかまいません。 6 あ計算をしたり，図をかいたりすることが必要なときは，問題冊子の 6 あいているところを使いなさい。東京都市大学塩尻高等学校 - 1 - 【問 1】各問いに答えなさい。 (1) 陰極線や光の進み方について考えた。 ① 図 1 のように蛍光板を入れた真空放図1 電管(クルックス管)の電極Ａ，Ｂの間に光っている部分大きな電圧を加えたところ，電極Ａから出た陰極線によって蛍光板が光った。Ｃを電極板の＋極，Ｄを電極板の－極として，ＣＤ間に電圧を加えると，陰極線はけいこうばん蛍光板どうなるか，適切なものを次のア～ウから 1 つ選び，記号を書きなさい。また，陰極線は小さな粒子の流れである。その粒子の名称を書きなさい。ア電極Ｃの方向に曲がる ② イ電極Ｄの方向に曲がるウ直進する直方体の水槽に水を満たし，それぞれ光を入射させ，水槽の側面から光の進み方を観察した。水中に入った後の光の進み方としてあきらかに適切でない図を次のア～エから 1 つ選び，記号を書きなさい。ただし，水槽の底で光は吸収され，水槽のガラスの厚みは無視できるものとする。アイウエ (2) 図 2 のようにかわいた試験管に炭酸水素ナトリウムを入れ，加熱し，発生した気体を試験管に集めた。 ① 次の文はこの実験を行う際に，注意図2 することをまとめたものである。あ～うに当てはまる適切なものを，下のア～カから 1 つずつ選び，記号を書きなさい。出てきたあが，試験管のいの方に流れると，試験管が割れることがあるので，試験管の口を底よりも，わずかにう。ア液体イ気体ウ底エ口オ上げるカ下げる ② 発生した気体の性質を調べた。最も適切なものを，次のア～エから１つ選び，記号を書きなさい。ア無色，無臭で，水に少しだけ溶け，空気より重い。イ無色，無臭で，水に溶けず，空気より軽い。ウ無色，刺激臭で，水に溶け，空気より軽い。エ有色，刺激臭で，水に溶け，空気より重い。 - 2 - (3) 図 3 は日本付近の低気圧の様子を表した天気図である。 ① 下の模式図ア～エは，図 3 のＸ－Ｙで切りとった空気の断面図である。模式図内の矢印は，ａ，ｂの空気のかたまりが動く向きを示している。模式図として最も適切なものを次のア～エから１つ選び，記号を書きなさい。また，模式図内のｂはどのような空気のかたまりか，漢字 2 字で書きなさい。図3 模式図アイウエ ② 図 3 のＡ地点では前線にともなう雲によって，1 時間に 40mm の雨が降った。縦 3m，横 5m の駐車場の敷地に 1 時間に降った雨の総量は何㎏か，求めなさい。ただし，水の密度を 1.0g/cm3 とする。 (4) 図 4 はヒトの体内にある血管と器官のつながりを表図4 したものである。なお，矢印は血液の流れを表している。 ① 次の文は，血液に関することがらを述べたものである。えとおに入る最も適切なものを，図 4 のａ～ｆから１つずつ選び，記号を書きなさい。栄養分が最も多く含まれた血液が流れる血管はえであり，酸素が最も多く含まれた血液が流れる血管はおである。 ② からだにとって有害なアンモニアは，細胞から組織液中に出された後，血液によってある臓器に運ばれ，無害な尿素に変えられる。この臓器は図 4 のＡとＢのどちらか，記号を書きなさい。また，この臓器の名称を書きなさい。 - 3 - 【問 2】植物の組織の観察について，次の各問いに答えなさい。 (1) 図 1 のような顕微鏡で，植物の葉の断面の観察接眼レンズ図1 を行ったところ，次のように見えた。プレパラート視野全体が暗く，ピントも合っていなか対物レンズった。また，よく観察したい部分が視野のステージ右上に見えた。調節ねじ反射鏡 ① 視野を明るくするためには，どの部分を調節すればよいか，適切なものを図 1 に示されている名称の中から 1 つ選び，書きなさい。 ② ピントを合わせる方法を次のようにまとめた。次の文のあ～うに当てはまる最も適切なものを，図 1 に示されている名称の中から 1 つずつ選び，書きなさい。顕微鏡を横から見ながら，うをのぞきながら，ああを回してステージをいを反対側に回し，ステージをに近づけ，そしていから遠ざける。 ③ 視野の右上に見えた部分を中央に見えるようにするには，プレパラートをどの方向に動かせばよいか，適切なものを次のア～エから 1 つ選び，記号を書きなさい。ア右上に動かすイ右下に動かすウ左上に動かすエ左下に動かす (2) 図 2 は顕微鏡を使って観察したツバキの葉の断面である。 ① 多くの細胞内にある緑色の粒Ｈ，すきまＫの名称を書きなさい。 ② 粒Ｈでは光合成が行われる。このことを確かめるために次のような実験を行った。えに適切な語句を書きなさい。図2 葉にえＨをかけて顕微鏡で観察し，粒Ｈが青紫色に染まっていることを確認する。図 2 のＩとＪは水や養分の通り道で管のようなＩものがたくさん集まって束になっている。この部Ｊ ③ 分の名称を漢字 3 字で書きなさい。Ｋ - 4 - (3) 次にオオカナダモの細胞の観察を行ったところ，図図 33のように見えた。そのときの記録を次のようにまとめた。・四角い部屋がブロックべいのようにぎっしりとならんでいた。・部屋の周りには，a 透明な厚い層が見られた。・部屋の中には緑色の粒が多くみられ，それ以外は透明であった。・光の量を調節すると，緑色の粒より大きな b 透明な丸い粒がそれぞれの細胞に１つずつ見つかった。観察しやすくするために酢酸カーミンを入れたら，その粒はよく染まった。 ① オオカナダモの細胞に見られた下線部ａの「透図3 明な厚い層」，下線部ｂの「透明な丸い粒」は何か，その名称をそれぞれ漢字で書きなさい。 ② オオカナダモを用いて次の実験を行った。 [実験] 図4 操作 1 3 本の試験管Ａ，Ｂ，Ｃを用意し，それアルミニウムはくぞれに，二酸化炭素をふきこんで緑色に調節したＢＴＢ溶液を入れた。操作 2 図 4 のように，試験管Ｂ，Ｃにオオカナダモを入れた。そしてＣをアルミニウムはくでおおい，Ａ，Ｂ，Ｃに強い光を当てた。3 時間後に試験管内の液の色を観察した。 [実験]において，3 時間後の試験管Ａは液の色が変化しなかったが，ＢとＣは変化した。それぞれ何色に変化したか，最も適切なものを次のア～エから 1 つずつ選び，記号を書きなさい。ア赤色イ黄色ウ青色 - 5 - エ無色【問 3】水溶液Ａ～Ｄは，水酸化ナトリウム水溶液，うすい塩酸，砂糖水，食塩水のいずれかである。これらの水溶液について，次の実験を行った。各問いに答えなさい。 [実験 1] 図 1 のように，試験管に移した水溶液Ａ～Ｄにフェノールフタレイン溶液を加えたところ，水溶液Ｄのみ赤色に変化した。 [実験 2] 図 2 のように，水溶液Ａ～Ｄをそれぞれ別の試験管にとり，マグネシウムリボンを入れると，水溶液Ｂのみ気体が発生した。 [実験 3] 図 3 のように，ビーカーに入った水溶液Ａ～Ｄに，それぞれ電子オルゴールをつないだ亜鉛板と銅板を浸したところ，水溶液Ｂ，Ｃ，Ｄではオルゴールが鳴り始めたが，水溶液Ａでは鳴らなかった。 [実験 4] 図 4 のように，水道水でしめらせたろ紙の上に，同じく水道水でしめらせた赤色リトマス紙をのせ，その中央に水溶液Ａ～Ｄをそれぞれ別々にしみこませたろ紙を置いた。両端を電極用のクリップではさみ，電源装置につないで電流を流し，赤色リトマス紙の色の変化を観察した。図1 図2 図3 図4 - 6 - (1) [実験 1]のフェノールフタレイン溶液のかわりにムラサキキャベツ液を用いた場合，水溶液Ｄは何色に変化するか，最も適切なものを次のア～エから 1 つ選び，記号を書きなさい。ア黄色 (2) イ紫色ウ青色エ赤色 [実験 1]で用いた赤色に変化した水溶液Ｄの入った試験管に，水溶液Ｂを加えたところ赤色が消え透明になった。 ① この化学変化を何というか，漢字で書きなさい。 ② この化学変化を，下のように化学反応式で表すとき，あ～えに入る化学式を書きなさい。あ (3) + い → う + え [実験 2]において，水溶液Ｂから発生した気体は点火すると，ポッと音を出して燃えた。この気体は何か，化学式を書きなさい。 (4) [実験 3]の水溶液Ａと同様に，オルゴールが鳴らない水溶液はどれか，最も適切なものを次のア～エから 1 つ選び，記号を書きなさい。 (5) ア水酸化カリウム水溶液イエタノールの水溶液ウ塩化銅水溶液エうすい硫酸 [実験 3]の水溶液Ｂでは亜鉛板，銅板はどのようになったか，最も適切なものを次のア～エから 1 つ選び，記号を書きなさい。ア亜鉛板も，銅板も溶けた。イ亜鉛板も，銅板も溶けなかった。ウ亜鉛板は溶けず，銅板は溶けた。エ亜鉛板は溶け，銅板は溶けなかった。 (6) [実験 4]の水溶液Ｂ，Ｄはどのような色の変化が見られたか，最も適切なものをそれぞれ次のア～エから 1 つずつ選び，記号を書きなさい。ア陰極側は赤色から青色に変化し，陽極側は変化しなかった。イ陰極側は変化せず，陽極側は赤色から青色に変化した。ウ陰極側，陽極側ともに赤色から青色に変化した。エ陰極側，陽極側ともに変化しなかった。 (7) 実験に用いた食塩水について，次の問いにそれぞれ答えなさい。 ① 食塩水は水溶液Ａ～Ｄのうちどれか，記号を書きなさい。 ② このとき用いた食塩水は，質量パーセント濃度 10％の食塩水 100g と質量パーセント濃度 5％の食塩水 50g を混ぜ合わせた食塩水である。この食塩水の質量パーセント濃度は何％か，求めなさい。ただし，答えは小数第 1 位まで表しなさい。 - 7 - 図1 【問 4】地層や岩石について，各問いに答えなさい。 (1) 図 1 で示された地図上の地点Ａ，Ｂ，Ｃの 3 地点でボーリング調査を行った。ボーリング試料を観察して，地層の重なりを柱状図に表すと，図 2 のようになった。Ａ地点の真東にＢ地点が，Ａ地点の真北にＣ地点が位置している。この地域の地層には上下の逆転や断層はみられない。また，各層は平行に重なり，東西南北のある 1 方向にのみ傾いている。 ① Ｘ岩に塩酸をかけたら，二酸化炭素が発生した。この岩石の名称を漢字で書きなさい。 ② 図 2 のすべてのＸ岩層に，ア図2 地下(ｍ) ０ＡＢＣ △△△ ○○○ ○○○ △△△ △△△ □□□ □□□ □□□ ○○○ ○○○ △△△ △△△ ンモナイトの化石が含まれてい ○○○ ○○○ △△△ △△△ □□□ ア □□□ □□□ た。Ｘ岩層が堆積したと考えられる地質年代を，漢字で書きなさい。 ③ 50 れき岩層が堆積した後，この地域の近くでどのようなできごとがあったと考えられるか，書きなさい。 □□□ □□□ □□□ △△△ また，Ｘ岩層上端かられき岩層が堆積した期間，海の深さはどのように変化したと考えられるか，書きなさい。 □□□ □□□ □□□ △△△ △△△ △△△ 100 150 ○○○ ウ ○○○ △△△ △△△ □□□ □□□ □□□ イ □□□ れき岩 ○○○ 砂岩 △△△ 泥岩 □□□ ④ 図 2 に示したア，イ，ウの層を，堆積した時代が古いものか凝灰岩Ｘ岩ら順に並べ，記号を書きなさい。 ⑤ この地域の地層は，どの方角に向かって低くなっていくか，書きなさい。 ⑥ 図 1 のＣ地点の真東に位置しているＤ地点でボーリング調査を行った。Ｘ岩層があらわれるのは地表から何 m の深さか，書きなさい。 - 8 - (2) 下の図 3，図 4 は 2 種類の火成岩を，ルーペを使って観察し，スケッチしたものである。 ① 図 3，図 4 の火成岩のでき方の説明として，最も適切なものをそれぞれ次のア～エから 1 つずつ選び，記号を書きなさい。ア短い時間で，地下深くで冷えて固まった。イ長い時間をかけて，地下深くで冷えて固まった。ウ短い時間で，地表や地表付近で冷えて固まった。エ長い時間をかけて，地表や地表付近で冷えて固まった。 ② 図 3 の岩石は，形のわからないほどの小さな粒の間に，Ａのような比較的大きな黒色や白色の鉱物が散らばっている。この比較的大きな鉱物をまとめて何というか，漢字で書きなさい。 ③ 図 4 のような岩石のつくりを何というか，漢字で書きなさい。 ④ 下の表は，岩石のつくりから，火山岩，深成岩に分類し，さらに有色鉱物と無色鉱物の割合の違いをまとめたものである。図 3 の岩石は表のイに，図 4 の岩石は表のエにあたる。図 3，図 4 の岩石は何か，その名称をそれぞれ書きなさい。図3 図4 表岩石の種類火山岩アイウ深成岩エオカ有色鉱物の割合少ない多い無色鉱物の割合多い少ない - 9 - 【問 5】物体の運動，力および仕事との関係を調べるために次の実験を行った。各問いに答えなさい。ただし，金属棒ＰＱ，滑車およびおもりの運動は，摩擦や空気の抵抗の影響を受けないものとし，糸の質量はないものとする。また，質量 100g の物体にはたらく重力は 1Ｎとする。 [実験 1] 図 1 のように，水平な机の上に 2 本の金属のレールを平行にしき，その上に金属棒ＰＱをレールに対して垂直に置いた。机の端にある滑車を通して，金属棒ＰＱに糸で 10g のおもりを結びつけた。おもりを十分な高さとなるようにして，手で金属棒ＰＱをおさえて静止させた。手をはなすと，おもりは落下し真下にあったばねに衝突してはね返った。おもりが動きだしてからの金属棒ＰＱの運動のようすを，図2 秒ごとに打点する記録タイマーを使って調べた。図 2 は，金属棒ＰＱの運動を調べた記録テープを， 6 打点ごとに切り，時間の経過順に左からはりつけたものの一部である。図 2 の紙テープを，左から順にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとする。図1 ＡＢＣＤＥＦＧＨ (1) 図 2 の紙テープＧが打点されている間の，金属棒ＰＱの平均の速さは何 cm/秒か，求めなさい。 (2) 図 2 の紙テープＢが打点されている間の平均の速さに対して，紙テープＣが打点されている間の平均の速さは何 cm/秒増えているか，求めなさい。 (3) おもりがばねの上端に達する瞬間は，どのテープが打点されているときか，図 2 のＡ～Ｈから選び，記号を書きなさい。 (4) [実験 1]において，ばねが最も縮んだとき，5.5cm 縮んでいた。このとき，おもりが受けている合力の大きさは，おもりにはたらく重力の大きさの何倍か，求めなさい。ただし，同じおもりをこのばねにつるすと，ばねは 1.0cm のびる。また，ばねののびや縮みは，ばねの受けた力の大きさに比例する。 (5) 運動を開始してからおもりによってばねが最も縮むまでの，おもりの運動の速さと時間の関係を表すグラフとして適切なものを，次のア～エから 1 つ選び，記号を書きなさい。アイウ - 10 - エ [実験 2] 図 3 のように， [実験 1]の装置の 2 本のレールの間に，磁石を同じ極が机に対して上に向くように並べて固定する。さらに 2 つのレールの右端に，直流電源装置と電熱線とスイッチを接続した。 [実験 1]と同じように，手で金属棒ＰＱをおさえて静止させスイッチを入図3 れた。手をはなすと，金属棒ＰＱはＱ側から見て右向きに動き出した。しばらく加速したのち，速さ 10cm/秒で等速直線運動となった。 (6) [実験 2]のように，金属棒ＰＱが右向きに動き出すと考えられるのはどれか，次のア～エから適切なものをすべて選び，記号を書きなさい。ア電流の向きはＰからＱに向かう向きで，磁石の上面はＮ極である。イ電流の向きはＰからＱに向かう向きで，磁石の上面はＳ極である。ウ電流の向きはＱからＰに向かう向きで，磁石の上面はＮ極である。エ電流の向きはＱからＰに向かう向きで，磁石の上面はＳ極である。 (7) 図 4 は，[実験 2]で，金属棒ＰＱが等速直線図 4 運動をしているとき，金属棒ＰＱを真横から見た図である。糸からは金属棒ＰＱのに，磁金属棒 PQ 界からは金属棒ＰＱのにそれぞれ力がはたらいている。図 4 の 1 目盛りを 0.02Ｎとして，糸この 2 つの力の大きさと向きを，それぞれ矢印でかきなさい。 (8) [実験 2]で，金属棒ＰＱが等速直線運動しているとき， 0.2 秒間に糸がおもりを引く力のレールする仕事の大きさは何Ｊか，求めなさい。 (9) (8)において，糸がおもりを引く力の仕事率は何Ｗか，求めなさい。 [実験 3] 図 5 のように，[実験 2]の装置図 5 から，おもりを取りはずし，手で金属棒ＰＱをおさえ静止させスイッチを入Ｐ金属棒磁石電源装置スイッチれた。手をはなすと，[実験 2]と同様に金属棒ＰＱは右向きに動き出してしＱばらく加速し，ある速さで等速直線運レール電熱線電流計動となった。 (10) [実験 3]において，金属棒ＰＱが等速直線運動しているとき，金属棒ＰＱに流れる電流の大きさについての説明として最も適切なものを，次のア～エから 1 つ選び，記号を書きなさい。ア電流は，大きくなっていく。イ電流は，小さくなっていく。ウ電流は，一定の大きさで流れる。エ電流は，流れない。 - 11 -