このページでは2018年度の愛媛県立入試の問題を解説しています。(理科のみ)
問題・模範解答はこちら↓↓↓↓
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大問1の解説
1(1)
オームの法則より
$$電流(A)=\frac{電圧(V)}{抵抗(Ω)}=\frac{6V}{2Ω}=3A$$
となるため、
正解は3Aです。
1(3)
表1より
電熱線a(2Ω)を使ったとき、1分で水温が1.6℃上昇することがわかります。
(0分後：16.4℃→1分後：18.0℃であるため18.0－16.4＝1.6℃)
また表1より
電熱線bを使ったとき、1分で水温が0.8℃上昇しています。
(0分後：16.4℃→1分後：17.2℃であるため17.2－16.4＝0.8℃)
よって上昇温度の比が
$$電熱線a:電熱線b=1.6℃:0.8℃=2:1$$
となっています。
水の上昇温度は、電熱線から出た熱量によって決まるはずなので
$$aからの発熱量:bからの発熱量=2:1$$
となっています。
また発熱量(電熱線から出た熱量)は次のように求められます。
$$熱量(J)=電力(W)×時間(秒)$$
よって同じ時間あたりの電力の比は、熱量の比と等しく、
$$aの電力:bの電力=2:1$$
です。
よって2：1が正解となります。
1(4)
(3)より実験1において
$$aの電力:bの電力=2:1$$
ということがわかっています。
電力とは次のように求められます。
$$電力(W)=電流(A)×電圧(V)$$
実験1では電熱線aにもbにも同じ電圧を加えているので
$$aの電流:bの電流=2:1$$
とわかります。
(1)から電熱線aの電流は3Aと求められているので
$$電熱線bの電流=1.5A$$
となります。
よって電熱線bの抵抗は
$$電熱線bの抵抗=\frac{6V}{1.5A}=4Ω$$
とわかります。
(4)の問いではこの電熱線aとbを直列につないでいます。
そのため
$$aに流れる電流=bに流れる電流$$
となっています。(↓の図)
一方で
電熱線aの抵抗が2Ω
電熱線bの抵抗が4Ω
であるので
$$aにはたらく電圧:bにはたらく電圧=2:4=1:2$$
となるため(↓の図)
bにはたらく電圧の方が大きいとわかります。
よって電力が大きいのも電熱線bとなります。
1(5)
POINT!!
水の上昇温度の問いでは電力を求めながら考えましょう。
まず実験1の電熱線aの場合。
(1)よりaに流れる電流は3Aとわかっているので
$$aの電力=3A×6V=18W$$
です。
また電熱線aでは、1分間(60秒)で1.6℃の水温上昇がみられます。
4℃の上昇にかかる時間をx秒とすると
$$60秒:1.6℃=x秒:4℃$$
これを解いて
x=150秒とわかります。
つまり電熱線aでは
電力は18W
水温を4℃上げるには150秒かかる
ということです。
一方、この問いでは電熱線aとbの直列。
その合成抵抗は
$$aとbの合成抵抗=2Ω+4Ω=6Ω$$
これに6Vの電圧を加えているため
$$回路全体の電流=\frac{6V}{6Ω}=1A$$
ここから
$$回路全体の消費電力=6V×1A=6W$$
となります。
電力が18Wのとき、4℃上昇に150秒かかるので
電力が6Wのとき、4℃上昇にかかる時間は
電力が3分の1になった分、長い時間がかかるはずなので(電力と時間が反比例する)
$$150秒×3=450秒$$
となり、
正解が150秒とわかります。
2(1)
圧力は次のように求められます。
$$圧力(N/m^2)=力(N)÷面積(m^2)$$
また面積の単位は
$$1m^2=10000cm^2$$
の関係があるので
$$24cm^2=\frac{24}{10000}m^2$$
よって求めたい圧力は
$$0.42N÷\frac{24}{10000}m^2=175N/m^2$$
となります。
$$1N/m^2=1Pa$$
なので
答は175Paとなります。
2(2)
図3から考えます。
物体Xには0.42Nの重力がはたらいています。
いま物体Xは浮いて静止しています。
つまり重力とつりあう力が存在します。
それは浮力以外にはありません。
よって浮力は0.42Nとわかります。
では図4の場合。
先ほどと同様、物体Xには0.42Nの重力がはたらいています。
いま物体Xは浮いて静止しています。
つまり重力とつりあう力が存在します。
それはやはり浮力以外にはありません。
したがって浮力は0.42Nです。
つまり図3・図4のどちらの場合も浮力は0.42Nです。
POINT!!
物体が水に浮いて静止している
→重力と浮力がつりあっている！
2(3)
物体Xにはたらく力を図示しましょう。
まずは重力です。
その大きさは0.42Nです。(↓の図)
一方でばねばかりに0.27Nの力が表示されています。
物体Xを↓のように下向きに引っ張る力0.27Nです。
ほかに物体Xには浮力がはたらいています。
よってこの3力のつり合いを考えて
$$浮力=0.27+0.42=0.69N$$
0.69Nが正解とわかります。
大問2の解説
1(2)
塩酸・・・・酸性・塩化水素が溶けている
食塩水・・・中性・食塩(塩化ナトリウム)が溶けている
食酢・・・・酸性・酢酸が溶けている
石灰水・・・アルカリ性・水酸化カルシウムが溶けている
1(3)
POINT!!
・アンモニアの噴水実験の原理
ビーカー内の水が吹き上げられるのは
フラスコにスポイトの水を入れる
↓
入った水にアンモニアが溶ける
↓
フラスコ内部の気圧が下がる
↓
フラスコ内部の気圧が大気圧より低くなる
↓
大気圧が勝り、ビーカーの水面を押し、水がフラスコに入り込む
という流れで起こります。
1(4)
試験管XではBTB溶液が緑→青へと変化したので
アルカリ性の気体が入り込んだことがわかります。
つまりアンモニアです。
試験管YではBTB溶液が緑→黄へと変化したので
酸性の気体が入り込んだことがわかります。
つまり二酸化炭素です。
よってアンモニアの方が先に溶けているので、アンモニアは二酸化炭素より溶けやすいとわかります。
2(1)
表1のビーカーAを見てみましょう。
表1から
$$反応前の質量の総和=74.69+0.50=75.19g$$
$$反応後の質量の総和=74.97g$$
とわかっています。
よって
$$反応前の総和-反応後の総和=75.19-74.97=0.22g$$
これはビーカーから逃げた気体(＝発生した二酸化炭素)の質量です。
同様に
ビーカーBの場合も逃げた気体(＝発生した二酸化炭素)の質量を求めると
$$74.50+1.00-75.06=0.44g$$
となります。
同じ計算をビーカーC～Eで行うと
$$ビーカーCで発生した二酸化炭素=74.26+1.50-75.10=0.66$$
$$ビーカーCで発生した二酸化炭素=74.94+2.00-76.28=0.66$$
$$ビーカーCで発生した二酸化炭素=74.18+2.50-76.02=0.66$$
この結果から
炭酸カルシウムの質量と発生した二酸化炭素との関係をグラフにすると↓のようになります。
したがってうすい塩酸15cm3と過不足なく反応する炭酸カルシウムは1.50gとわかります。
2(2)
(1)よりこの実験中のうすい塩酸15cm3には炭酸カルシウムが1.50g反応することがわかっています。
表1のビーカーEでは炭酸カルシウムを2.00g加えています。
よって
$$未反応の炭酸カルシウム=2.00-1.50=0.50g$$
となることが求められます。
この未反応の炭酸カルシウム0.50gを反応させるのに必要な塩酸をx(cm3)とすると
$$15cm3:1.50g=x(cm^3):0.50g$$
これを解いて
$$x=10cm^3$$
正解は10cm3となります。
2(3)
(1)から
$$炭酸カルシウム:うすい塩酸:二酸化炭素=1.50g:15cm^3:0.66g$$
という比で反応が起こることがわかっています。
実験4では、炭酸カルシウムの量は不明ですが、二酸化炭素が1.21g発生しています。
このときの炭酸カルシウムの量をx(g)とすると
$$1.50g:0.66g=x(g):1.21g$$
※炭酸カルシウム：二酸化炭素 という比例式
これを解いて
$$x=2.75g$$
そのため2.75gの炭酸カルシウムが貝殻に含まれていたことがわかります。
大問3の解説
1(2)
管Cは毛細血管です。
毛細血管はブドウ糖やアミノ酸を吸収します。
管Dはリンパ管です。
リンパ管は脂肪酸とモノグリセリドを吸収します。
1(3)
POINT!!
柔毛の役割は
小腸の内側の表面積を大きくし、効率よく栄養分の吸収を行う
という点です。
1(4)
イの選択肢は・・・
グリコーゲンはアミノ酸からではなく、ブドウ糖からつくられます。
よって誤り。
ウの選択肢は・・・
リパーゼは脂肪を分解します。
タンパク質を分解するのはトリプシンです。
よって誤り。
エの選択肢は・・・
アンモニアを尿素に変えるのは、じん臓ではなく肝臓のはたらき。
じん臓は血液から尿素を取り除くはたらきをします。
よって誤り。
したがってアの選択肢が正解です。
2(4)
根の成長は
・体細胞分裂によって細胞の数が増える
ということだけでなく
・生じた細胞1つ1つが大きくなる
ことも合わさって起こります。
大問4の解説
1(2)
POINT!!
黒点は周囲より温度が低い場所です。
太陽の表面温度は約6000℃。
黒点の温度は約4000℃。
1(4)(5)
黒点の動きから次のようなことがわかります。
POINT!!
▼黒点の動きからわかること
①日々、地球上から黒点の動きを観察していると黒点は東から西へ移動している。
⇒太陽が自転していることがわかる。
②黒点が観察面の端に来た時、だ円形に見える。
⇒太陽が球形をしていることがわかる。
2(2)
火山で見られる鉱物には無色鉱物と有色鉱物があります。
Aのような傾斜が急な火山は無色鉱物が多くみられます。
Bのような傾斜がなだらかな火山は有色鉱物が多くみられます。
そのためAの火山からはzのような鉱物が、Bの火山からはxのような鉱物が見られます。
2(3)
Aのような傾斜が急な火山は、マグマの粘り気が強く、激しい噴火をします。
Bのような傾斜がなだらかな火山は、マグマの粘り気が弱く、おだやかな噴火をします。
大問5の解説
1(1)
仕事は次のように求められます。
$$仕事(J)=力(N)×力の向きに動いた距離(m)$$
1.2NのおもりXを2つの動滑車を用いているため
$$手で引く力=1.2N×\frac{1}{2}×\frac{1}{2}=0.3N$$
糸を40cm引いた、と文中にあるため、動かした距離は0.4mです。
したがって
$$仕事=0.3N×0.4m=0.12J$$
0.12Jが正解とわかります。
≪別解≫
滑車のように「ものを持ち上げる」問題では
$$仕事=位置エネルギーの増加量$$
の関係があります。
位置エネルギーは
$$位置エネルギー=重さ(N)×高さ(m)$$
で求められるので
これを利用すると
$$位置エネルギーの増加量=1.2N×0.1m=0.12J$$
よって0.12Jと求めることもできます。
1(2)
糸を5cm/sの速さで40cm引いていることから
$$仕事にかかった時間=\frac{40cm}{5cm/s}=8秒$$
とわかります。
また仕事率は次のように求められます。
$$仕事率(W)=\frac{仕事(J)}{時間(s)}$$
よって仕事率が0.02W、仕事をした時間が8秒なので
$$仕事=0.02W×8秒=0.16J$$
おもりYの高さは10cm上がっているので
$$おもりYの重さ=0.16J÷0.1m=1.6N$$
よってYの重さは1.6Nとなります。
2(2)
オオカナダモは植物です。
植物は光合成により二酸化炭素を吸収します。
また植物は動物同様、呼吸により二酸化炭素を放出します。
このことからイがオオカナダモであるとわかります。
したがってアはメダカ。
メダカは呼吸のみを行い、二酸化炭素を放出するため、エが二酸化炭素とわかります。
3(1)
燃料電池とは次のような反応を利用しています。
POINT!!
▼燃料電池の化学反応式
2H2 + O2 → 2H2O
(水の電気分解 2H2O→2H2+O2とは逆の反応)
3(2)
メタンやプロパンを燃焼すると水蒸気H2Oが生じます。
この水蒸気が空気中に出て冷やされてビーカーの表面についた(＝白くくもった)と考えられます。
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