2019年度 須磨学園中学校入学試験
理 科
（注 意） 解答用紙は、この問題冊子の中央にはさんであります。まず、解答用紙を取り出して、 受験番号シールを貼り、受験番号と氏名を記入しなさい。 １．すべての問題を解答しなさい。 ２．解答はすべて解答用紙に記入しなさい。 ３．試験終了後、 解答用紙のみ提出し、問題冊子は持ち帰りなさい。第 3 回
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各問いに答えなさい。 ヒトを含ふくむさまざまな動物の体は、（１）筋肉によってさまざまな動きや生命活動を しています。（２）筋肉は、その構造や性質、役割からいくつかの種類に分けることができ ます。ヒトがうでやあしを動かすとき、骨についている筋肉（「骨格筋」という）が 縮んで骨を動かしています。歩いたり走ったりという運動は骨格筋のはたらきによるもの です。心臓の動きも筋肉によるものですが、こちらは「心筋」という筋肉が心ぼうと 心室を規則正しく交こう互ごに縮めることによって、血液を循じゅん環かんさせています。筋肉は 心臓以外の内臓にもついており（「内臓筋」という）、（３）消化器が口から送られて きた食べ物を逆流させずに送ることができるのは、この内臓筋のはたらきによるものです。 これらの筋肉には共通点もあり、（４）どの筋肉も「筋 きん 繊 せん 維い」という細い糸状の構造 が何本も集まってた・ば・になってできています。また、血液中の赤血球が運んでくる （ ア ）を用いることで運動していることも共通しています。 （図１）は、上じょう腕わん（うでの肩かたからひじまでの部分）の骨格筋が、どのようにうでを 曲げるのかを表しています。上腕には上腕二頭筋と上腕三頭筋の２種類の骨格筋が あります。そのうち、上腕二頭筋が、肩と前ぜん腕わん（うでのひじから手首の部分）の それぞれの骨に（ イ ）でつながっていて、（図２）のように、この上腕二頭筋が 縮むことで前腕が持ち上がり、うでが曲がります。 上腕二頭筋 上腕三頭筋 （ イ ） （図１） （図２）筋肉には筋きん繊せん維い以外にもさまざまな組織が含まれています。そこで、筋肉の体積の うち何%が筋繊維であるのかを調べることにしました。 ある筋肉を長辺に垂直に切断し、その断面を調べると、（図３）のように筋繊維 （灰色の部分）が筋繊維以外の組織（白い部分）の内部に均一に散らばって存在して いることが確認できました。その数を数えると30万本でした。すべての筋繊維の太さは 一定で、１本の筋繊維の直径は0.1mmでした。一方、この筋肉の体積は423cm3で あり、長さは15cmでした。この筋肉はきれいな円えん筒とうであり、筋繊維は筋肉のどの 部分でも同じ割合で存在していると仮定すると、この筋肉の体積のうち（ ウ ）％が 筋繊維だと分かります。 問１ 文章中および図中の（ ア ）と（ イ ）に入る、適当な語句を答えなさい。 問２ 下線部（１）について、次の①～⑤に示したさまざまな生物の生命活動のうち、 筋肉のはたらきによるものとして間ま違ちがっているものを１つ選び、記号で答えなさい。 ① コオロギが鳴く。 ② 魚が尾おびれを動かして泳ぐ。 ③ 横おう隔かく膜まくが縮んで、肺の中に空気が入りこむ。 ④ 肝かん臓ぞうが有毒な物質を無毒な物質に変える。 ⑤ ヒトが見るもののきょりによって、目のレンズの厚さが変化する。 問３ 下線部（２）について、「骨格筋」、「心筋」、「内臓筋」のそれぞれの筋肉について、 次の①～③の文章が正しい場合には「○」を、間違っている場合には「×」を答え なさい。ただし、体内での役割を考えて答えること。 ① すばやく縮むことができる。 ② 自分の意思で動かすことができる。 ③ くり返し運動したとき、疲つかれやすい。 （図３）
問４ 下線部（３）のような働きをする消化器の１つに、食道があります。食道について 次の問いに答えなさい。 （１） 食道の位置として正しいものを次の（図４）中の①～③より１つ選び、記号で 答えなさい。 （２） 食道が食べ物を逆流させずに胃へ送るには、食道のどの部分がどのように 縮む必要があるでしょうか。どの部分も縮んでいない状態を（図５）であるとして、 解答らんに縮んだ状態を図ず示ししなさい。 問５ 空らん（ ウ ）にあてはまる数を答えなさい。ただし、円周率を3.14として 計算し、小数第１位を四捨五入して整数で答えなさい。 問６ 筋肉に含まれる筋きん繊せん維いの本数は、筋力トレーニングをしてもあまり変化しないと 言われています。しかし、よく知られているように、筋力トレーニングをすると 筋肉の大きさは大きくなります。筋繊維の本数は変化しないのに筋肉が大きくなる 理由を考え、15字以内で説明しなさい。 問７ 筋肉は縮むことはできますが、それ自体の力で伸のびることはできません。しかし、 ヒトの体では骨格筋が縮んだり伸びたりすることで、関節が曲がったり伸びたりし ています。ヒトの体では、一度縮んだ骨格筋はどのようにして伸びた状態に戻もどって いるのでしょうか。（図１）と（図２）のうでの曲げ伸ばしの様子を参考にして考え、 30字以内で説明しなさい。 （図４） 鼻 口 ② ③ ① 口側 胃側 食道 食べ物 （図５）
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各問いに答えなさい。ただし、反応で発生した熱量はすべて水よう液の温度上昇に 使われるものとします。 固体の水酸化ナトリウムを水に溶とかすと、水よう液の温度が上がります。また、水 酸化ナトリウム水よう液に塩酸を加えて十分、中和反応させた時も、水よう液の温度 が上がります。これは、固体の水酸化ナトリウムが水に溶けるときや中和反応を起こ すときに熱を放出するためです。このように熱を放出する反応を「発熱反応」といい ます。一方、反応するときに熱を吸収し、水よう液の温度を下げる「吸熱反応」もあ ります。このように、すべての反応には、必ず熱の出入りが起こり、温度変化が生じます。 反応と温度変化の関係を調べるために、以下の実験を行いました。ただし、水や いずれの水よう液も密度を１g/mLとし、また、いずれの水よう液も１gの温度を１℃ 上げるには１cal（カロリー）の熱量が必要になるものとします。 【実験１】 固体の水酸化ナトリウム４gを20℃の水100mLにいれ、すばやく混ぜて完 全に溶かしたとき、水よう液の温度は30.2℃でした。 【実験２】 固体の水酸化ナトリウム４gを 溶 か し て 作 っ た20 ℃、100mLの 水よう液を加えたビーカーを７個 用意しました。20℃のある濃のう度どの 塩酸をそれぞれのビーカーに20 ～140mLで20mLずつ増やしながら 加え、温度を調べました。塩酸を 100mL加えたビーカーの水よう液が 中性になり、その時の水よう液の 温度は26.7℃でした。（図１）は このときの結果を表しています。 【実験３】 固体の水酸化ナトリウム４gを、【実験２】と同じ濃度で20℃の塩酸 100mLに加えました。 20 ０ 40 60 80 100 加えた塩酸の体積（mL） （図１） 水よう液の温度 27 26 25 24 23 22 21 （℃）問１ 吸熱反応が起きる現象を次の①～④の中よりすべて選び、記号で答えなさい。 ① 使い捨てカイロを使う。 ② 注射の前に消毒用アルコールを皮ひ膚ふにぬる。 ③ アイスがとけないようにドライアイスを入れる。 ④ 紙が燃える。 問２ 【実験１】において、このとき発生した熱量を求めなさい。 問３ 【実験２】において、塩酸を100mL加えた時に発生した熱量を求めなさい。 問４ 【実験２】において、加えた塩酸の体積が60mL、100mL、140mLのとき、反応に よってできた物質の重さをそれぞれＡ（ｇ）、Ｂ（ｇ）、Ｃ（ｇ）とします。Ａ～Ｃ の関係を正しく表しているものを次の①～⑦より１つ選び、記号で答えなさい。 ① Ａ＜Ｂ＜Ｃ ② Ｃ＜Ｂ＜Ａ ③ Ａ＝Ｂ＝Ｃ ④ Ｃ＜Ａ＝Ｂ ⑤ Ａ＜Ｂ＝Ｃ ⑥ Ｂ＝Ｃ＜Ａ ⑦ Ａ＝Ｂ＜Ｃ 問５ 【実験２】において、120mLの塩酸を加えて実験を行った場合の水よう液の 温度はどのようになると予想されますか。次の①～③より１つ選び、記号で答えな さい。 問６ 【実験３】において、反応が終わった直後の水よう液の温度は、はじめの塩酸の温度と 比べて、何℃上がっていますか。小数第２位を四捨五入して、小数第１位まで答えなさい。 ただし、反応の順番を変えてもそれぞれの反応で発生する熱量は変わりません。 20 ０ （℃） 27 26 25 24 40 60 加えた塩酸の体積（mL） 80 100 120 水よう液の温度 ①② ③
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各問いに答えなさい。 身近な電気製品にはコンデンサーという部品がよく使われています。コンデンサーは 電池につなぐことで電気をたくわえることができます。また、電気をたくわえた コンデンサーはつないだものに電流を流し、豆電球や発光ダイオードを光らせたり、 電子オルゴールを鳴らしたり、電熱線を熱くさせたりすることができます。これは コンデンサーが電気をたくわえることで持っていた電気エネルギーが、さまざまな エネルギーに変化するからです。 コンデンサーに手回し発電機をつなぎ、ハンドルの回転回数とその回数を回転させるのに かける時間を変えながらコンデンサーにかかる電圧を調べたところ、（表１）の ような結果になりました。 豆電球をつないだ手回し発電機のハンドルを回転させているときと比べて、 コンデンサーをつないだ手回し発電機のハンドルを回転させていると、少しずつ 手ごたえが小さくなっていきます。これは、ハンドルを回転させるエネルギーが コンデンサーにたくわえられた電気エネルギーに変わり、コンデンサーにたくわえられ た電気エネルギーがハンドルを回すエネルギーに再び戻もどったからです。このように、 エネルギーは形を変えながら、ハンドルからコンデンサー、コンデンサーからハンドルへと 伝わっています。 問１ 電気をたくわえたコンデンサーを電熱線につなぎ、電流計でコンデンサーに流れる 電流を測りました。このときの電流計の値の変化として正しいものを次の①～⑤より １つ選び、記号で答えなさい。 ① 電流計の値はだんだん小さくなり、最後は０に近づく。 ② 電流計の値はだんだん小さくなり、最後は０ではない一定の値に近づく。 ③ 電流計の値はだんだん大きくなり続け、針がふりきれる。 ④ 電流計の値はだんだん大きくなったあと、最後は一定の値に近づく。 ⑤ 電流計の値は最初の値から変化しない。 10回転 20回転 30回転 40回転 10秒 1.2 2.4 3.6 4.8 20秒 0.6 1.2 1.8 2.4 （表１）手回し発電機で回転させてコンデンサーにかかる電圧（V）問２ 問１でコンデンサーに流れる電流を測るためには、コンデンサーと電熱線、そして、 電流計をどのようにつなげばよいですか。解答らんに導線を描かき回路図を完成させなさい。 問３ 電気をたくわえたコンデンサーと豆電球をつないで、光り方の変化を観察しました。 その結果として最も適するものを次の①～⑥より１つ選び、記号で答えなさい。 ① 明るさは変わらない。 ② だんだん明るくなったあと、そのまま明るく光り続ける。 ③ だんだん暗くなっていったあと、そのまま暗く光り続ける。 ④ だんだん暗くなっていき、十分に時間がたつと消えてしまう。 ⑤ だんだん明るくなったあと、だんだん暗くなっていき、十分に時間がたつと 消えてしまう。 ⑥ 明るくなったり暗くなったりを繰くり返かえす。 問４ コンデンサーにかかる電圧がもっとも大きくなる手回し発電機の回し方として正しい ものを、次の①～④より１つ選び、記号で答えなさい。 ① 10秒で40回転 ② 15秒で50回転 ③ 20秒で100回転 ④ 25秒で120回転 問５ 手回し発電機を30秒かけて回転させたときのコンデンサーの電圧をはかりました。 このときの結果を、縦たて軸じくをコンデンサーの電圧、横よこ軸じくを回転回数としたグラフで 表しなさい。 問６ 右の図のように、並列につないだコンデンサー ２つに手回し発電機をつなぎました。15秒で 30回転させたときの、コンデンサー２つに かかる電圧の和を求めなさい。 問７ 下線部について、光エネルギーが直接電気エネルギーに変わり伝わることを 利用しているものの例を答えなさい。 問８ 豆電球と発光ダイオードを問６で電気をたくわえたコンデンサーにそれぞれつなぐと、 発光ダイオードをつないだときの方が明るく光りました。この理由を、エネルギーに 注目して25字以内で説明しなさい。 コンデンサー 手回し発電機
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各問いに答えなさい。 ある地層を調べるとき、その地層がいつできたかを知ることはとても重要です。 地層ができた時代を表す方法は、他の地層と比べて新しいか古いか表す方法と、今から 何億年前というように数値で表す方法があります。それぞれの方法について、詳くわしく 考えましょう。 他の地層と比べて新しいか古いかを知るために、（１）進化の歴史が知られている 生物の化石が含まれる地層を比ひ較かくします。また、（２）ひとつの地層に含まれる砂粒 つぶ の 大きさ等も観察します。地層の年代を数値で表すには、地層に含ふくまれる物質を調べます。 生物の体には炭素が含まれていて、炭素10gは小さな炭素の粒りゅう子し（以下、炭素原子と 呼ぶ）が約１兆×１兆個集まってできています。また、炭素原子にも種類があり、炭 素12や炭素13、そして、炭素14があります。生物に含まれる炭素原子のほとんどが炭 素12と炭素13ですが、約１兆個につき１個の割合で炭素14が含まれています。 炭素14は時間が経たつと窒ちっ素そ14に変化します。これを（３）放射性崩 ほう 壊 かい といいます。 炭素14が放射性崩壊することで炭素14の個数は減少します。これには規則性があり、 5730年経過すると、炭素14は最初の個数の２分の１になり、さらに5730年経過すると、 最初の個数の４分の１になります。このように、5730年経過する毎ごとに炭素14の個数は 半減していきます。炭素14の個数が半分になるまでの時間を（４）半減期といいます。 空気中に含まれる炭素14の割合は一定に保たれており、植物が生きている間は、空気 中に含まれる炭素14が呼吸によって補われるので、体内の炭素14の割合は空気中の炭 素14の割合と等しく一定になっています。一方、植物が死ぬと呼吸をしなくなるの で、体内に含まれる炭素14の割合は減っていきます。この性質を用いることで、炭 素が含まれる地層の年代を数値で表すことができます。 しかし、20世紀に入って化石燃料を燃やすようになってから、空気中に含まれる 炭素14の割合が一定に保たれなくなりました。化石燃料は、数億年前の植物が変化 したもので、数億年前の植物に含まれていた炭素14が（ ア ）。このため、化石燃 料を燃やして放出される二酸化炭素には炭素14が（ イ ）。化石燃料を大量に使用 している1950年以降の大気に含まれる炭素14の割合は、それ以前の大気に含まれる 炭素14の割合と比べて（ ウ ）しています。問１ 下線部（１）について、次の地層①～③を古い順に並べなさい。 ① アンモナイトの化石が含まれる地層 ② サンヨウチュウの化石が含まれる地層 ③ ナウマンゾウの化石が含まれる地層 問２ 下線部（２）について、ひとつの地層に含まれる砂粒つぶの大きさ等を比べることで、 上下に堆たい積せきしている地層が古い順番に堆積しているかどうかがわかります。複数の 地点で見られた地層を表した３つの柱状図に含まれる地層①～④の中で２番目に 古い地層を１つ選び、記号で答えなさい。ただし、１つの地層の中で砂粒の大き さが判明している地層については、●の大きさで粒の大きさを表しています。 問３ 地層の中には上下が反転しているものもあります。地層の上下が反転する理由として もっとも適切なものを次の①～④より１つ選び、記号で答えなさい。 ① 断層 ② しゅう曲 ③ 隆りゅう起き ④ 沈ちん降こう 問４ 下線部（３）について、放射性崩ほう壊かいする原子は炭素14以外にもあります。原子力 発電所で燃料として利用されている放射性崩壊する原子を１つ答えなさい。ただし、 「炭素」のように原子の名前だけ答えなさい。 問５ 下線部（４）について、炭素14が最初の個数の８分の１になるまでにかかる年数を 求めなさい。 １万年前の火山灰の層 ５万年前の火山灰の層 ① ② ② ③ ④ ③
問６ ある地層の中にあった生物の死がいに含ふくまれる炭素14は、空気中の炭素14の 10分の１の割合で含まれていることがわかりました。この地層ができた年代として もっとも正しいものを次の①～④より１つ選び、記号で答えなさい。 ① 約１万年前 ② 約２万年前 ③ 約２万５千年前 ④ 約３万年前 問７ 炭素14を用いて年代を決めることができる地層としてもっとも適切なものを 次の①～④より１つ選び、記号で答えなさい。 ① 100万年前の種子が含まれる地層 ② 50年前の木もく片へんが含まれる地層 ③ １万年前の火山灰のみの地層 ④ ２万年前の植物化石を含む地層 問８ 空らん（ ア ）～（ ウ ）に入る語句を次の語句群よりそれぞれ選び、記号で 答えなさい。 ア：① 残っています ② 残っていません イ：① 含まれています ② 含まれていません ウ：① 減少 ② 増加
