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1 ⑴⑵ ピストンを上下させて容器内の空気をぬいていくと,容器 内の気圧が小さくなり,温度が下がって露点に達し,水蒸気が 線香のけむりを核にして凝結し,水滴ができる。このときゴム 風船がふくらむのは,ゴム風船内の気圧が変化せず,まわりの 気圧が小さくなるためである(資料1)。
⑶ 熱を伝えやすい金属製のコップを使うのは,コップ内の水の 温度とコップの表面に接する空気の温度を同じにするためであ る。コップの表面に水滴がつき始めたときの水の温度がその空 気の露点である。
⑷ 湿度は,そのときの気温での飽和水蒸気量に対する空気に含 まれている水蒸気量の割合であり,
〔湿度(%)=空気中の水蒸気量(g/㎥)
飽和水蒸気量(g/㎥) ×100〕で求めることが できる。この式をもとに,気温 19℃,湿度 45%での空気中の水 蒸気量を求めると,気温 19℃での飽和水蒸気量が 16.3g/㎥な ので,空気に含まれている水蒸気量は
16.3×0.45=7.335(g/㎥)だとわかる。したがって,これと飽 和水蒸気量がほぼ等しくなる6℃が,この空気の露点である(資 料2)。
2 ⑴ 2種類以上の物質が結びついて他の1種類の物質ができる化
学変化を化合といい,その中でもとくに,物質が酸素と化合す ることを酸化という。銅やマグネシウムを空気中で加熱すると,
化合した酸素の分だけ質量が大きくなる。したがって,銅の粉 末 1.2gに化合した酸素は 1.5(g)-1.2(g)=0.3(g)で,その 質量比は銅:酸素=1.2(g):0.3(g)=4:1となり,マグネ シウムの粉末 1.2gと化合した酸素は
2.0(g)-1.2(g)=0.8(g)で,その質量比は
マグネシウム:酸素=1.2(g):0.8(g)=3:2となる。同じ 質量の酸素と化合するそれぞれの金属の質量を求めると,例え ば酸素の質量が2gのとき,銅は2×4
1=8(g),マグネシウ ムは2×3
2=3(g)である。以上のことから,
銅:マグネシウム=8:3が正答となる。なお,金属の質量と 化合する酸素の質量の関係をグラフに表すと,資料3のような 比例のグラフになる。
資料1
空気をぬいた後
変化しない 小さくなる 空気をぬく前
内側と外側の気圧は等しい ゴム風船
ふくらむ
超 ナ ビ
スーパー
資料2
気温が下がると飽和水蒸気量が小 さくなる。飽和水蒸気量が小さく なっていくと,やがて空気中の水 蒸気量と等しくなる。このときの 温度が露点である。
気温(℃)
飽和水蒸気量
(g/㎥) 5 10 15 20
0 5 10 15 20
0 100% 45%
飽和水蒸気量
空気中の 水蒸気量 水滴が
でき始める
金属の質量(g) 1.2 0.3
0.8
0 0 0.2
0.3 0.8
化合する酸素の質量
(g)
マグネシウム
銅
資料3
このグラフで,化合する酸素の質 量が 0.2gのときに着目すると,
銅は 0.8g,マグネシウムは 0.3g で,その比が銅:マグネシウム=
8:3であることがわかる。
高校入試模擬テスト 第3回
高校入試模擬テスト 第3回 2 / 3
⑵ 銅の粉末をxg,マグネシウムの粉末をygとすると,まず,
加熱前の関係についてx+y=4.0(g)…①が成り立つ。次に,
加熱後の関係について考える。xgの銅と化合した酸素の質量 を□gとすると,4:1=x:□より,□=1
4x(g)となる。同 様に,ygのマグネシウムと化合した酸素の質量を〇gとする と,3:2=y:〇より,〇=2
3y(g)となる。また,銅とマグ ネシウム全体で化合した酸素の質量は 6.5-4.0=2.5(g)なの で,1
4x+2
3y=2.5…②が成り立ち,①と②を連立方程式とし て解くと,x=0.4(g),y=3.6(g)となる。
⑶⑷ 酸化物から酸素をとり去る化学変化を還元という。酸化銅 は還元されて銅に,炭素は酸化されて二酸化炭素に変化する(資 料4)。還元は,酸素との結びつきやすさを利用した化学変化で あり,炭素と同様に,銅よりも酸素と結びつきやすい水素を用 いることでも酸化銅を還元させることができる。水素による酸 化銅の還元の化学反応式はCuO+H2→Cu+H2Oである。
3 ⑴ コイルを流れる電流が磁界から受ける力についての問題であ
る。手回し発電機のハンドルを逆向きに回すと,コイルを流れ る電流が逆向きになるので,力(コイルの動く向き)も逆向きに なり,ハンドルを速く回すと,コイルを流れる電流が大きくな るので,力(コイルの動き方)も大きくなる。なお,電流が磁界 から受ける力の向きは左手で求めることができる(資料5)。
⑵ コイルの中の磁界が変化することでコイルに電流が流れる現 象を電磁誘導(資料6),このとき流れる電流を誘導電流という。
⑶ 〔電力(W)=電圧(V)×電流(A)〕で求めることができる。
表より,電圧は3V,電流は 200mA→0.2Aなので,
3×0.2=0.6(W)が正答となる。
⑷ 〔電力量(J)=電力(W)×時間(s)〕で求めることができる。
表より求められる電力量は 0.6×20=12(J)である。これに対 し,300gのおもり(重力は3N)を直接1m引き上げるのに必要 な仕事の大きさは,
〔仕事(J)=力の大きさ(N)×力の向きに動かした距離(m)〕
より,3×1=3(J)である。したがって,表より求めた電力 量 12Jのうち,おもりを持ち上げる仕事に使われたのは3Jで,
その割合は3÷12×100=25(%)である。
超 ナ ビ
スーパー
資料4
力の向き 磁界の向き
電流の向き (左手)
<フレミングの左手の法則>
資料5
酸化銅+炭素
→銅+二酸化炭素
還元 酸化
この反応をモデル図で表すと…
矢印(反応)の前後で,原子の種類と 数が等しい。これにより,質量保存 の法則が成り立つ。
銅原子
+ → +
酸素原子 炭素原子
N
S N
近づける 誘導電流
の向き
N S
N
S S
N
S N
S
資料6
コイルにできる極の向きを,右手の 法則にあてはめると,誘導電流の向 きがわかる。
磁 石 が近 づ く と 同 じ 極,遠 ざ か る と 異 な る極になる。
コイル側の磁石の極か動かし方のど ちらか一方を逆にすると誘導電流の 向きは逆になり,両方を逆にする と,もとに戻る。
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4 ⑴ すい上げられた水は水蒸気となって,気孔(資料7)から放出
される。蒸散が起こることで,根からの水のすい上げが盛んに なったり,体の温度が上がりすぎるのを防いだりすることがで きる。
⑵⑶ ワセリンをぬることで気孔がふさがれるので,ワセリンを ぬった部分からは水蒸気が放出されないと考え,表1と表2の 結果から,どこからどれだけ水蒸気が放出されたかを求める(資 料8)。Dはどこにもワセリンがぬられていないので,Dの減っ た水の量は,すべての部分からの蒸散量の和である
1.1+3.9+0.5=5.5(mL)が正答となる。また,水蒸気は気孔か ら放出されるので,蒸散量が最も多い葉の裏側に気孔が最も多 くあると考えられる。なお,実験1で,メスシリンダー内の水 面に油を浮かべたのは,水面からの水の蒸発を防ぐためである。
⑷ 顕微鏡の各部分の名称やはたらきを覚えておこう。接眼レン ズ→対物レンズの順にとりつけるのは,対物レンズにごみやほ こりが付着するのを防ぐためである。また,プレパラートをス テージにセットする前に,視野全体が一様に明るくなっている ことを確認することに注意しよう。その他,顕微鏡に関連して よく出題される内容を資料9にQ&Aの形式でまとめた。
⑸ 赤インクで染まる水の通り道は道管である。道管は茎では内 側,葉では表側にある(師管は茎では外側,葉では裏側にある)。
なお,図3のように,茎で維管束が輪のように並んでいるのは,
被子植物の双子葉類の特徴である。
気孔
孔辺細胞 葉緑体
資料7
資料9
Q顕微鏡はどのような場所に置くか?
A直射日光の当たらない明るい場所。
Q倍率を高くすると,見える範囲と明 るさはどうなるか?
A見える範囲は狭くなり,明るさは暗 くなる。
Q低倍率で観察を始めるのはなぜか?
A観察物を見つけやすいから。
Q視野の右上に見える観察物を中央に 移動させるときにプレパラートを動 かす向きは?
A右上。
Q対物レンズを倍率の低いものから高 いものに変えると,対物レンズとプ レパラートの間隔はどうなるか?
A狭くなる。
超 ナ ビ
スーパー
葉の表 葉の裏 茎 合計 A 0 4.4-0.5
=3.9 0.5 4.4 B 1.6-0.5
=1.1 0 0.5 1.6 C 0 0 0.5 0.5 D 1.1 3.9 0.5 5.5
(単位:mL) Cの減った水の量は茎からの蒸散 量なので,A-Cで葉の裏側,
B-Cで葉の表側からの蒸散量が 求められる。
資料8
高校入試模擬テスト 第3回