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令和8年度 都立高校入試 理科

都立高校入試過去問に挑戦!

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大問6〔問3〕は一律加点

実験2のおもりの体積設定に誤りがあったため、東京都教育委員会の訂正版どおり受検者全員に4点として扱います。

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検査時間 50分 / 100点満点 / 大問6題・全25問

以下は全25問の問題と解説です。各問題の下にある「解答・解説」をタップすると、答えと考え方が開きます。

大問 内容 配点
1 小問集合 24点
2 自由研究レポート 16点
3 天気の変化 16点
4 体内の消化 12点
5 イオンの性質 16点
6 物体に働く力 16点

大問1 小問集合

〔問1〕(4点)

被子植物の有性生殖について述べた次の文章の ①〜③ にあてはまるものの組み合わせとして適切なのはどれか。

「めしべの先端の ① に花粉がつくと、花粉は胚珠に向かって花粉管を伸ばす。花粉管の中を ② が移動し、② の核と胚珠の中にある ③ の核が合体し受精卵ができる。」

  • ア① やく ② 卵細胞 ③ 精細胞
  • イ① やく ② 精細胞 ③ 卵細胞
  • ウ① 柱頭 ② 卵細胞 ③ 精細胞
  • エ① 柱頭 ② 精細胞 ③ 卵細胞
解答・解説

答え エ ① 柱頭 ② 精細胞 ③ 卵細胞

① めしべの先端は柱頭です(やくはおしべの先端で、花粉が作られるところ)。
② 花粉管の中を移動するのは花粉がつくる精細胞。
③ 胚珠の中にあるのは卵細胞。
精細胞の核と卵細胞の核が合体して受精卵ができます。よってエ。

〔問2〕(4点)

ロウが液体から固体に状態変化するときの体積と質量について述べたものとして適切なのはどれか。

  • アロウが液体から固体に状態変化すると、体積は増加し、質量は変化しない。
  • イロウが液体から固体に状態変化すると、体積は増加し、質量は減少する。
  • ウロウが液体から固体に状態変化すると、体積は減少し、質量は変化しない。
  • エロウが液体から固体に状態変化すると、体積は減少し、質量も減少する。
解答・解説

答え ウ ロウが液体から固体に状態変化すると、体積は減少し、質量は変化しない。

状態変化は粒子の集まり方が変わるだけで、粒子そのものが増減するわけではないので、質量は変化しません。
いっぽう粒子の間隔は変わるので体積は変化します。ロウは固体になると粒子がぎゅっと詰まるので体積は減少します(中央がくぼむのはこのため)。
よってウ。
なお水は例外で、氷になると体積が増えます。

〔問3〕(4点)

おんさA、おんさB、おんさCを用意し、おんさAをたたいて出た音をオシロスコープで表した波形が図1である。おんさBをたたいて出た音は図1の音よりも低く、おんさCをたたいて出た音は図1の音よりも高かった。

次の文章の ① と ② にあてはまるものの組み合わせとして適切なのはどれか。
・おんさAを図1の波形で表された音を出したときよりも ① たたいて出た音の波形は図2のようになった。
・② を図1の波形で表された音を出したときと同じ強さでたたいて出た音の波形は図3のようになった。

(図1に対し、図2は振幅が大きく、波の数は同じ。図3は振幅が同じで、波の数が多い。1マスが表す振幅と時間は図1〜図3で同じ。)

図1〜図3 オシロスコープで表した音の波形

図1〜図3 オシロスコープで表した音の波形
  • ア① 強く ② おんさB
  • イ① 強く ② おんさC
  • ウ① 弱く ② おんさB
  • エ① 弱く ② おんさC
解答・解説

答え イ ① 強く ② おんさC

波形の読み方は次の2つです。
・振幅(波の縦のふれ幅)が大きい → 大きい音
・振動数(同じ時間での波の数)が多い → 高い音

① 図2は図1より振幅が大きいので、より強くたたいた音。
② 図3は図1より波の数が多い=振動数が大きいので高い音。高い音が出るのはおんさCです。
よってイ。

〔問4〕(4点)

水にクエン酸を溶かした水溶液をビーカーに入れて温度を測定した後、炭酸水素ナトリウムを加えてガラス棒でかき混ぜると、クエン酸と炭酸水素ナトリウムが反応して気体が発生した。気体が発生している間の水溶液の温度を測定すると、反応前と比べて水溶液の温度が変化した。

クエン酸と炭酸水素ナトリウムの反応による熱の出入りと温度の変化について述べたものとして適切なのはどれか。

  • ア反応によって周囲に熱を放出することで、反応前と比べて温度が上がる。
  • イ反応によって周囲に熱を放出することで、反応前と比べて温度が下がる。
  • ウ反応によって周囲から熱を吸収することで、反応前と比べて温度が上がる。
  • エ反応によって周囲から熱を吸収することで、反応前と比べて温度が下がる。
解答・解説

答え エ 反応によって周囲から熱を吸収することで、反応前と比べて温度が下がる。

クエン酸と炭酸水素ナトリウムの反応は、周囲から熱を吸収する吸熱反応です。周囲の熱がうばわれるので、水溶液の温度は下がります。よってエ。
この反応は使い捨ての冷却パックなどに利用されています。
反対に、熱を放出して温度が上がる反応を発熱反応といい、鉄の酸化(使い捨てカイロ)などがあります。

〔問5〕(4点)

日本のある地点で、夏至の日、秋分の日、冬至の日の太陽の1日の動きをそれぞれ透明半球に記録した。図5のAとCは夏至の日、冬至の日のどちらかの動きを記録したもので、Bは秋分の日の動きを記録したものである。
(図5では、手前の縁に左から順に A、B、C が並び、左側が南、右側が北である。)

図5のAとCのうち冬至の日の太陽の1日の動きを記録したものと、秋分の日と比べたときの夏至の日の日の出の時刻について述べたものとを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

図5 透明半球に記録した太陽の1日の動き

図5 透明半球に記録した太陽の1日の動き
  • アA / 秋分の日と比べて、夏至の日の方が日の出の時刻が早い。
  • イC / 秋分の日と比べて、夏至の日の方が日の出の時刻が早い。
  • ウA / 秋分の日と比べて、夏至の日の方が日の出の時刻が遅い。
  • エC / 秋分の日と比べて、夏至の日の方が日の出の時刻が遅い。
解答・解説

答え ア A / 秋分の日と比べて、夏至の日の方が日の出の時刻が早い。

冬至の日は太陽の通り道が最も南寄りになり、日の出・日の入りの位置も南に寄ります。図5では左側が南なので、南寄りのAが冬至の日の記録です(Cは北寄りなので夏至の日)。
日の出の時刻は、昼が長い日ほど早くなります。夏至は1年で最も昼が長い日なので、秋分の日と比べて夏至の日の方が日の出は早い。
よってア。

〔問6〕(4点)

カビやキノコについて述べたものと、キノコの仲間であるシイタケの生態系における働きとを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

  • ア細菌類である。 / 分解者として有機物を分解する。
  • イ菌類である。 / 分解者として有機物を分解する。
  • ウ細菌類である。 / 生産者として光合成により自ら有機物を生産する。
  • エ菌類である。 / 生産者として光合成により自ら有機物を生産する。
解答・解説

答え イ 菌類である。 / 分解者として有機物を分解する。

カビやキノコは体が菌糸でできた菌類の仲間です(細菌類は乳酸菌や大腸菌などの、もっと小さい単細胞の生物)。
菌類は葉緑体をもたないので光合成はできず、落ち葉や生物の死がいなどの有機物を分解して養分を得ています。生態系ではこのような生物を分解者といいます。
よってイ。


大問2 自由研究レポート

〔問1〕(4点)

<レポート1>水槽に入れる水について
蒸留水(精製水)に塩化ナトリウムを完全に溶かして質量パーセント濃度が5%の塩化ナトリウム水溶液200gをつくり、塩化ナトリウム水溶液Aとした。その後、塩化ナトリウム水溶液A 200gをくみ置きの水19800gに加えてよくかき混ぜて塩化ナトリウム水溶液Bをつくった。

塩化ナトリウム水溶液A 200gをつくるのに必要な蒸留水と塩化ナトリウムのそれぞれの質量と、塩化ナトリウム水溶液Bの質量パーセント濃度とを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

  • ア蒸留水160gと塩化ナトリウム40g / 0.05%
  • イ蒸留水160gと塩化ナトリウム40g / 0.01%
  • ウ蒸留水190gと塩化ナトリウム10g / 0.05%
  • エ蒸留水190gと塩化ナトリウム10g / 0.01%
解答・解説

答え ウ 蒸留水190gと塩化ナトリウム10g / 0.05%

水溶液A:5%の200gなので
溶質 \(= 200 \times 0.05 = 10\,\mathrm{g}\)、蒸留水 \(= 200 - 10 = 190\,\mathrm{g}\)

水溶液B:Aに水19800gを加えただけなので、溶質は10gのまま。全体の質量は
\(200 + 19800 = 20000\,\mathrm{g}\)
濃度は \(\dfrac{10}{20000} \times 100 = 0.05\,\%\)

よってウ。溶質の量が変わらないことに気づくのがポイントです。

〔問2〕(4点)

<レポート2>水槽に入れる岩石について
岩石Gの表面をルーペで観察したところ、比較的大きな鉱物のPの部分と、形が分からないほど小さな鉱物が集まったQの部分が見られた。調べたところ、岩石Gは斑状組織をもつ流紋岩であることが分かった。

表1のPの部分とQの部分の名称について述べたものと、岩石Gと同じ斑状組織をもつ岩石とを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

  • アPの部分は斑晶、Qの部分は石基である。 / 安山岩
  • イPの部分は斑晶、Qの部分は石基である。 / 花こう岩
  • ウPの部分は石基、Qの部分は斑晶である。 / 安山岩
  • エPの部分は石基、Qの部分は斑晶である。 / 花こう岩
解答・解説

答え ア Pの部分は斑晶、Qの部分は石基である。 / 安山岩

斑状組織は、大きな結晶(斑晶)が、細かい粒の部分(石基)に散らばっている組織です。
大きな鉱物のPが斑晶、小さな鉱物が集まったQが石基です。

斑状組織をもつのは、マグマが地表近くで急に冷えてできた火山岩(流紋岩・安山岩・玄武岩)です。選択肢のうち火山岩は安山岩。
花こう岩は地下深くでゆっくり冷えてできた深成岩で、大きな結晶だけがきっちり組み合わさった等粒状組織になります。
よってア。

〔問3〕(4点)

<レポート3>水槽に設置する照明器具や電熱器具について
電源装置、導線、豆電球、電熱線Xを用い、豆電球と電熱線Xを並列につないだ回路(図2)をつくった。1.5Vの電圧を加えたところ、点Zに流れる電流は0.3A、豆電球に流れる電流は0.15Aであった。次に、電熱線Xを抵抗の大きさが3Ωの電熱線Yにかえた回路(図3)をつくり、同じく1.5Vの電圧を加えた。

次の文章の ①〜③ にあてはまるものを選びなさい。

「電熱線Xの抵抗の大きさは ① Ωであり、図2の回路に1.5Vの電圧を加えて1分間電流を流すと、電熱線Xの電力量は ② Jとなる。また、図2の回路と図3の回路を比べたとき、点Zに流れる電流の大きさが大きい回路は ③ の回路図に示される回路である。」

① ア 0.1 イ 10
② ア 13.5 イ 27.0
③ ア 図2 イ 図3

図2・図3 豆電球と電熱線を並列につないだ回路

図2・図3 豆電球と電熱線を並列につないだ回路
解答・解説

答え ① イ ② ア ③ イ

① 並列回路なので、電熱線Xに流れる電流は
\(0.3 - 0.15 = 0.15\,\mathrm{A}\)
電熱線Xにも電源と同じ1.5Vがかかるので
\(R = \dfrac{1.5}{0.15} = 10\,\Omega\) → イ

② 電熱線Xの電力量は
\(1.5 \times 0.15 \times 60 = 13.5\,\mathrm{J}\)(1分=60秒)→ ア

③ 電熱線Yは3Ωで、電熱線Xの10Ωより小さいので、同じ電圧ではより大きな電流が流れます。全体の電流も大きくなるので図3 → イ

〔問4〕(4点)

<レポート4>水槽で飼育する動物について
ミナミヌマエビはグループI(節足動物)に、ヒメタニシはグループII(軟体動物)に含まれることが分かった。

グループIに含まれる動物の特徴と、グループIIに含まれる動物とを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

  • ア内臓が外とう膜で覆われている。 / ヒトデ
  • イ体が外骨格で覆われている。 / ヒトデ
  • ウ内臓が外とう膜で覆われている。 / イカ
  • エ体が外骨格で覆われている。 / イカ
解答・解説

答え エ 体が外骨格で覆われている。 / イカ

グループI=節足動物(エビ・カニ・昆虫・クモなど)の特徴は、体が外骨格という固い殻で覆われ、体やあしに節があることです。
グループII=軟体動物(貝・イカ・タコなど)の特徴は、内臓が外とう膜で覆われていることです。選択肢のうち軟体動物はイカ。
ヒトデは棘皮動物で、どちらのグループにも入りません。
よってエ。


大問3 天気の変化

〔問1〕(4点)

<観測1>ある日の7時と20時に、直射日光が当たらず風通しの良い場所で、温度計・乾湿計を用いて気温を測定し、湿度を求めた。

<結果1>7時の気温は16℃、湿度は69%。20時の気温は16℃、湿度は95%であった。

7時と20時における空気1m³中に含まれている水蒸気の量について述べたものと、7時と20時における空気の露点を比較したものとを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

  • ア水蒸気の量は7時より20時の方が多い。 / 露点は7時より20時の方が低い。
  • イ水蒸気の量は7時より20時の方が多い。 / 露点は7時より20時の方が高い。
  • ウ水蒸気の量は7時より20時の方が少ない。 / 露点は7時より20時の方が低い。
  • エ水蒸気の量は7時より20時の方が少ない。 / 露点は7時より20時の方が高い。
解答・解説

答え イ 水蒸気の量は7時より20時の方が多い。 / 露点は7時より20時の方が高い。

湿度は 実際の水蒸気量 ÷ その気温の飽和水蒸気量 × 100 です。
7時も20時も気温は同じ16℃なので、飽和水蒸気量は同じ。したがって湿度が高い方が実際の水蒸気量も多く、20時の方が多い(69% < 95%)。

露点は、空気を冷やして水蒸気が飽和する温度です。含まれている水蒸気が多いほど、少し冷やしただけで飽和するので露点は高くなります。よって露点も20時の方が高い。
よってイ。

〔問2〕(4点)

日本付近にある低気圧の中心付近において地表付近の風の流れを模式的に表したものを次のA、Bから一つ、日本付近にある低気圧の中心付近において地表付近から上空に向かって移動した空気について述べたものを次のC、Dから一つ、それぞれ選び、組み合わせたものとして適切なのはどれか。

A 等圧線に対し、反時計回りに中心へ向かって吹き込む流れ
B 等圧線に対し、時計回りに中心から外へ吹き出す流れ

C 上空に向かって移動した空気は、まわりの気圧が低くなるため膨張して、温度が下がる。
D 上空に向かって移動した空気は、まわりの気圧が低くなるため圧縮され、温度が上がる。

A・B 低気圧の中心付近における地表付近の風の流れ

A・B 低気圧の中心付近における地表付近の風の流れ
  • アA, C
  • イA, D
  • ウB, C
  • エB, D
解答・解説

答え ア A, C

風の流れ:北半球の低気圧では、風は中心に向かって反時計回りに吹き込みます(高気圧は時計回りに吹き出す)。吹き込んだ空気は行き場がなくなり、中心付近で上昇気流になります。よってA。

上昇した空気:上空ほど気圧は低いので、上昇した空気はまわりから押される力が弱くなって膨張します。膨張すると温度は下がります。やがて露点に達すると水蒸気が水滴になり、雲ができます。よってC。

組み合わせてア。

〔問3〕(4点)

<結果2>は、観測地点Pにおける4月12日・13日の2時間ごとの気温・湿度・気圧のグラフである。4月12日は、気温が10時〜14時にかけて高くなり、14時〜16時に急に下がって、同時に湿度が急に上がり、気圧は下がったあと上昇に転じている。

<結果2>から、前線Xが観測地点Pを通過したと考えられる時間帯と、観測地点Pを通過した前線Xの説明とを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

<結果2> 観測地点Pの2時間ごとの記録(14時〜16時に気温が急に下がり、湿度が急に上がっている)

時刻(4月12日)6時8時10時12時14時16時18時20時22時
気温〔℃〕11.613.215.417.818.912.411.811.210.8
湿度〔%〕625852484688909293
気圧〔hPa〕100810061004100210011002100510081010
<結果2> 観測地点Pの記録
  • ア4月12日 8〜10時 / 寒気が暖気を押し上げる。
  • イ4月12日 8〜10時 / 暖気が寒気の上にはい上がる。
  • ウ4月12日 14〜16時 / 寒気が暖気を押し上げる。
  • エ4月12日 14〜16時 / 暖気が寒気の上にはい上がる。
解答・解説

答え ウ 4月12日 14〜16時 / 寒気が暖気を押し上げる。

通過した時間帯:前線が通過すると、気温・風向・天気が急に変わります。グラフで気温が急降下し湿度が急上昇しているのは14〜16時です。

前線の種類:通過後に気温が下がったので、寒気が入ってきた寒冷前線です。寒冷前線では、寒気が暖気の下にもぐり込んで暖気を押し上げます。強い上昇気流ができるので積乱雲が発達し、短時間に強い雨が降ります。
(温暖前線は暖気が寒気の上にゆるやかにはい上がり、通過後は気温が上がります。)
よってウ。

〔問4〕(4点)

次の文章の ①〜③ にあてはまるものを選びなさい。

「図3(4月12日6時の天気図)と図4(4月13日6時の天気図)を比較すると、高気圧Yの中心付近が ① の方に向かって移動していることが分かる。図2から、観測地点Pにおける気圧は4月12日6時より、4月13日6時の方が ② ことが分かる。また、図2から、観測地点Pの4月13日の天気の概況は、6時から22時まではおおむね ③ であることが分かる。」

(図3では高気圧Yは日本の西にあり、図4では九州付近まで移動している。)

① ア 東から西 イ 西から東
② ア 高い イ 低い
③ ア 晴れ イ 雨

<結果2> 観測地点Pの2時間ごとの記録(14時〜16時に気温が急に下がり、湿度が急に上がっている)

時刻(4月12日)6時8時10時12時14時16時18時20時22時
気温〔℃〕11.613.215.417.818.912.411.811.210.8
湿度〔%〕625852484688909293
気圧〔hPa〕100810061004100210011002100510081010
<結果2> 観測地点Pの記録
解答・解説

答え ① イ ② ア ③ ア

① 日本付近の上空には偏西風が吹いているため、高気圧や低気圧は西から東へ移動します。図3と図4を比べても高気圧Yは東へ動いています → イ

② 高気圧が近づいてきているので、観測地点Pの気圧は上がります。グラフでも13日6時の方が高い → ア

③ 高気圧に覆われると下降気流になって雲ができにくくなります。13日は気温が上がり湿度が下がっているので、天気は晴れ → ア


大問4 体内の消化

〔問1〕(4点)

<実験>試験管Iにデンプン溶液10cm³と水で薄めた唾液2cm³を、試験管IIにデンプン溶液10cm³と水2cm³を入れてよく混ぜ、約40℃の水に10分間入れた。その後、試験管Iの溶液を試験管A・Bに、試験管IIの溶液を試験管C・Dに等分した。試験管AとCにはヨウ素液を、試験管BとDにはベネジクト液を加えて加熱した。

<結果>
試験管A:変化しなかった/試験管C:青紫色に変化した
試験管B:赤褐色に変化した/試験管D:変化しなかった

次の文章の ①〜③ にあてはまるものの組み合わせとして適切なのはどれか。

「ヨウ素液を加えた溶液の色の変化を比較すると、① ではデンプンがなくなったことが分かる。また、ベネジクト液を加えて加熱した溶液の色の変化から、試験管Bではブドウ糖がいくつか結合した糖が ② ことが、試験管Dではブドウ糖がいくつか結合した糖が ③ ことが分かる。」

  • ア① 試験管A ② できた ③ できなかった
  • イ① 試験管A ② できなかった ③ できた
  • ウ① 試験管C ② できた ③ できなかった
  • エ① 試験管C ② できなかった ③ できた
解答・解説

答え ア ① 試験管A ② できた ③ できなかった

ヨウ素液はデンプンがあると青紫色になります。
・試験管A(唾液あり):変化しなかった → デンプンがなくなった
・試験管C(唾液なし):青紫色に変化 → デンプンが残っている
よって①は試験管A。

ベネジクト液は糖があると、加熱で赤褐色の沈殿ができます。
・試験管B(唾液あり):赤褐色に変化 → 糖ができた(②)
・試験管D(唾液なし):変化しなかった → 糖はできなかった(③)

唾液に含まれる消化酵素アミラーゼがデンプンを糖に分解したことが分かります。よってア。

〔問2〕(4点)

ヒトの体内における、消化されたブドウ糖の吸収や体内での貯蔵について述べた次の文章の ① と ② にあてはまるものを選びなさい。

「消化されたブドウ糖は、小腸の柔毛で吸収されて ① に入る。吸収されたブドウ糖は全身の細胞に運ばれるが、ブドウ糖の一部は肝臓などで ② に変えられて貯蔵される。」

① ア リンパ管 イ 毛細血管
② ア グリコーゲン イ 尿素

解答・解説

答え ① イ ② ア

① 小腸の柔毛では、ブドウ糖とアミノ酸は毛細血管に、脂肪酸とモノグリセリドは再び脂肪になってリンパ管に入ります。ブドウ糖なので毛細血管 → イ

② 余ったブドウ糖は、肝臓でグリコーゲンに変えられて貯蔵されます → ア
なお尿素は、有害なアンモニアを肝臓で無害に変えてできる物質で、じん臓でこし取られて尿として排出されます。

〔問3〕(4点)

<資料>細胞は組織液をなかだちとして物質Xや養分を取り入れ、物質Yなどを排出している。細胞から排出された物質Yは、肺に運ばれて体外に排出される。(図3では、物質Xと養分が細胞に入り、細胞の呼吸によってエネルギーが取り出され、物質Yと水が出ていく。)

物質Xと物質Yの名称について述べたものと、心臓の心室E(右心室)に流れる血液と心室F(左心室)に流れる血液を比較したとき物質Xを多く含む方の血液とを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

図3 細胞における物質の出入りとエネルギーの取り出し 細胞 細胞の呼吸 (細胞による呼吸) 物質X 養分 物質Y 水 エネルギー 図4 ヒトの心臓を正面から見たときの断面。心室E(右心室)と心室F(左心室) 右心房 左心房 心室E 心室F ※図は正面から見た断面(向かって左が右心房・右心室)
図3 細胞の呼吸と、図4 心臓の断面
  • ア物質Xは酸素、物質Yは二酸化炭素である。 / 心室Eに流れる血液
  • イ物質Xは二酸化炭素、物質Yは酸素である。 / 心室Eに流れる血液
  • ウ物質Xは酸素、物質Yは二酸化炭素である。 / 心室Fに流れる血液
  • エ物質Xは二酸化炭素、物質Yは酸素である。 / 心室Fに流れる血液
解答・解説

答え ウ 物質Xは酸素、物質Yは二酸化炭素である。 / 心室Fに流れる血液

物質X・Y:細胞の呼吸は「養分+酸素 → エネルギー+二酸化炭素+水」です。細胞に入る物質Xが酸素、出る物質Yが二酸化炭素(肺から体外へ出される、という説明とも合います)。

どちらの血液か:肺で酸素を受け取った血液(動脈血)は、左心房→左心室(心室F)と流れ、全身へ送り出されます。
いっぽう全身から戻った酸素の少ない血液(静脈血)は、右心房→右心室(心室E)と流れ、肺へ送られます。
酸素(物質X)を多く含むのは心室Fに流れる血液。
よってウ。


大問5 イオンの性質

〔問1〕(4点)

<実験1>塩化銅水溶液を入れたビーカーに炭素棒(電極A・電極B)を入れ、3Vの電圧を加えて3分間電流を流した。電極Aに物質が付着し、電極B付近から刺激臭のある気体が発生した。

<実験1>で、塩化銅水溶液に電流を流すことができるのはなぜか。塩化銅水溶液の溶質が水に溶けるときの変化に着目して、「電解質」という語句を用いて簡単に書きなさい。

解答・解説

答え 記述問題(自分で書いてから、下の解説と見くらべましょう)

正答例
塩化銅水溶液の溶質である塩化銅は電解質であり、水に溶けるときに電離して陽イオンと陰イオンに分かれるから。

水に溶けてイオンに分かれる(電離する)物質を電解質といいます。塩化銅は水中で
\(\mathrm{CuCl_2} \rightarrow \mathrm{Cu^{2+}} + 2\mathrm{Cl^-}\)
のように電離します。このイオンが移動することで電流が流れます。砂糖のようにイオンに分かれない物質(非電解質)の水溶液には電流が流れません。

自分で確かめるポイント

  • 「電解質」という語句を使えているか
  • 「電離する」「イオンに分かれる」ことを書けているか
  • 陽イオンと陰イオンの両方に触れられているか

〔問2〕(4点)

<結果1>
(1) 電極Aに物質が付着し、電極B付近から刺激臭のある気体が発生した。
(2) 電極B付近の水溶液を赤インクで着色した水に加えると、赤インクの色が消えた。
(3) 電極Aに赤色(赤茶色)の物質の付着が見られた。
(4) 電極Aに付着した赤色の物質を薬さじでこすると、金属光沢が見られた。

<結果1>から、塩化銅水溶液中で電極Aの方向に移動した粒子についての説明と、電極B付近から発生した刺激臭のある気体を化学式で表したものとを組み合わせたものとして適切なのはどれか。

  • ア+の電気を帯びた粒子である。 / O₂
  • イ+の電気を帯びた粒子である。 / Cl₂
  • ウ−の電気を帯びた粒子である。 / O₂
  • エ−の電気を帯びた粒子である。 / Cl₂
解答・解説

答え イ +の電気を帯びた粒子である。 / Cl₂

電極A:赤色で金属光沢のある物質=銅です。これは水溶液中の銅イオン Cu²⁺ が電極Aで電子を受け取ってできたもの。Cu²⁺は+の電気を帯びた陽イオンです。
(+のイオンが引き寄せられるので、電極Aは陰極です。)

電極B:刺激臭があり、赤インクの色を消す(漂白作用)気体は塩素で、化学式はCl₂です。これは塩化物イオン Cl⁻ が電子をわたしてできたものです。

よってイ。

〔問3〕(4点)

<実験2>硫酸亜鉛水溶液を入れたビーカーに硫酸銅水溶液を入れたセロハンの袋を入れ、硫酸亜鉛水溶液の中に亜鉛板Cを、硫酸銅水溶液の中に銅板Dを設置して、導線でプロペラ付きモーターをつないだ。

<結果2>モーターは回転した。亜鉛板Cは表面が溶け出した。銅板Dは表面に赤色(赤茶色)の物質が付着した。

亜鉛板Cの表面が溶け出した反応を、亜鉛原子1個を○、亜鉛イオン1個を◎、電子1個を●というモデルで表したものとして適切なのは ① のア〜エのうちではどれか。また、モーターが回転しているときの電子の動きと銅板Dについて述べたものとして適切なのは ② のア〜エのうちではどれか。

①
ア ◎ + ● → ○
イ ◎ + ●● → ○
ウ ○ → ◎ + ●
エ ○ → ◎ + ●●

②
ア 電子が亜鉛板Cから導線を通って銅板Dへ移動しているので、銅板Dが+極である。
イ 電子が亜鉛板Cから導線を通って銅板Dへ移動しているので、銅板Dが−極である。
ウ 電子が銅板Dから導線を通って亜鉛板Cへ移動しているので、銅板Dが+極である。
エ 電子が銅板Dから導線を通って亜鉛板Cへ移動しているので、銅板Dが−極である。

図2 ダニエル電池と、①のア〜エのモデル

ア〜エの亜鉛のモデル。○は亜鉛原子1個、◎は亜鉛イオン1個、●は電子1個 ア ◎ + ● → ○ イ ◎ + ●● → ○ ウ ○ → ◎ + ● エ ○ → ◎ + ●● ○ 亜鉛原子1個 ◎ 亜鉛イオン1個 ● 電子1個

図2 ダニエル電池と、①のア〜エのモデル
解答・解説

答え ① エ ② ア

① 亜鉛が溶け出す反応は
\(\mathrm{Zn} \rightarrow \mathrm{Zn^{2+}} + 2\mathrm{e^-}\)
亜鉛イオンは2価の陽イオンなので、亜鉛原子1個から電子2個が出ます。モデルでは ○ → ◎ + ●● → エ

② 亜鉛板Cで放出された電子は、導線を通って銅板Dへ移動します。銅板Dでは、その電子を銅イオンCu²⁺が受け取って銅が付着します(赤色の物質)。
電子が流れ込む側が+極なので、銅板Dが+極、亜鉛板Cが−極です。
(電流の向きは電子の動きと反対で、D→導線→C と流れます。)
よってア。

〔問4〕(4点)

次の文章の ①〜④ にあてはまるものを選びなさい。

「<実験2>でプロペラ付きモーターが回転しているとき、ビーカー内の硫酸亜鉛水溶液と硫酸銅水溶液を合わせた水溶液中に含まれる ① の数が減少し、② の数が増加していくが、図2のセロハンの袋には、水の粒子やイオンが通ることのできる小さな穴が開いており、イオンが少しずつ移動することができるため、硫酸亜鉛水溶液側から硫酸銅水溶液側に ③ が、硫酸銅水溶液側から硫酸亜鉛水溶液側に ④ が、少しずつ移動する。このセロハンの袋の働きにより、図2の装置では、電気的な偏りが生じにくくなっている。」

① ア 亜鉛イオン イ 銅イオン
② ア 亜鉛イオン イ 銅イオン
③ ア 硫酸イオン イ 亜鉛イオン
④ ア 硫酸イオン イ 銅イオン

図2 ダニエル電池

図2 ダニエル電池
解答・解説

答え ① イ ② ア ③ イ ④ ア

①② 亜鉛板Cでは亜鉛が溶けて亜鉛イオンが増加し、銅板Dでは銅イオンが銅になって付着するので銅イオンが減少します。
減るのが銅イオン(①=イ)、増えるのが亜鉛イオン(②=ア)。

③④ このままだと硫酸亜鉛水溶液側は+イオンが増えすぎ、硫酸銅水溶液側は+イオンが減りすぎて電気的な偏りができ、反応が止まってしまいます。
これを打ち消すため、セロハンの穴を通して
・亜鉛側(+が過剰)から銅側へ 亜鉛イオン(陽イオン)が移動(③=イ)
・銅側から亜鉛側へ 硫酸イオン(陰イオン)が移動(④=ア)
します。こうして両側の電気的なバランスが保たれ、電流が流れ続けます。


大問6 物体に働く力

〔問1〕(4点)

<実験1>スタンドのアームにばねをつるし、その長さを測定すると6cmであった。ばねの下端である点Bに、重さの等しいおもりを2個ずつつるし、ばねの伸びを測定した。

<結果1>
おもりの数〔個〕:0/2/4/6
ばねを引く力の大きさ〔N〕:0/4/8/12
ばねの伸び〔cm〕:0/2/4/6

<結果1>から、おもり1個の質量として適切なのはどれか。ただし、100gのおもりに働く重力の大きさを1Nとする。

  • ア10g
  • イ20g
  • ウ100g
  • エ200g
解答・解説

答え エ 200g

表より、おもり2個でばねを引く力は4N。したがっておもり1個では
\(4 \div 2 = 2\,\mathrm{N}\)
100gで1Nなので、2Nになるのは
\(100 \times 2 = 200\,\mathrm{g}\)
よってエ。
なお表からは、力が2倍・3倍になると伸びも2倍・3倍になるフックの法則(このばねは2Nで1cm伸びる)も読み取れます。

〔問2〕(4点)

次の文章の ① と ② にあてはまるものを選びなさい。

「<実験1>の(2)の後、ばねの下端である点Bに、机上に置いたおもりを1個つるしたとすると、つるしたおもりが静止したときのばねの伸びは ① cmになる。机上に置いたおもりのフックの端である点Aを、点Aを含む水平面から、おもりを1個つるして静止したときのばねの下端である点Bを含む水平面まで、一定の速さでおもりを1個持ち上げたときの仕事は、② Jとなる。」

(点Aを含む水平面と、もとの点Bを含む水平面との距離は30cmである。)

① ア 1 イ 2 ウ 7 エ 29
② ア 0.29 イ 0.58 ウ 29 エ 58

解答・解説

答え ① ア ② イ

① おもり1個は2N。表では2Nあたり1cm伸びる(4Nで2cm)ので、伸びは1cm → ア

② ここがポイントです。ばねが1cm伸びる分、点Bの位置は1cm下がります。
もとの点Aと点Bの水平面の距離は30cmなので、実際に持ち上げる高さは
\(30 - 1 = 29\,\mathrm{cm} = 0.29\,\mathrm{m}\)
仕事は
\(2\,\mathrm{N} \times 0.29\,\mathrm{m} = 0.58\,\mathrm{J}\) → イ

30cmのまま計算すると0.6Jになってしまいます。ばねの伸びを引くことを忘れないようにしましょう。

〔問3〕(4点)

<実験2>水を入れた水槽、ばねばかり、糸、おもりC・D・Eを用意した。おもりの体積は、おもりCとおもりDが7.0cm³、おもりEが3.5cm³である。ばねばかりにおもりをつるし、ゆっくり水中に下ろしていき、全体が空気中にある位置P、一部が水中に入った位置Q、全体が水中に入った浅い位置R・深い位置Sでばねばかりの値を記録した。

<結果2>ばねばかりの値〔N〕
位置P:C 2.00/D 1.00/E 1.00
位置Q:C 1.84/D 0.84/E 0.92
位置R:C 1.68/D 0.68/E 0.84
位置S:C 1.68/D 0.68/E 0.84

次の文章の ①〜③ にあてはまるものの組み合わせとして適切なのはどれか。

「おもりCが位置Rで受ける浮力の大きさは ① Nであり、② が位置Rで受ける浮力の大きさと同じである。おもり全体が水中に入ったとき、おもりが受ける浮力の大きさは、水中にあるおもりの ③ ほど大きくなることが分かる。」

① ア 0.16 イ 0.32
② ア おもりD イ おもりE
③ ア 位置が深い イ 体積が大きい

  • ア① 0.16 ② おもりD ③ 位置が深い
  • イ① 0.32 ② おもりD ③ 体積が大きい
  • ウ① 0.16 ② おもりE ③ 位置が深い
  • エ① 0.32 ② おもりE ③ 体積が大きい
解答・解説

答え イ ① 0.32 ② おもりD ③ 体積が大きい

この問題は、東京都教育委員会から「<実験2>のおもりの体積の設定に誤りがあり、この設定では<結果2>が得られない」との訂正が出され、受検者全員に一律4点が与えられました。このページでも4点として扱っています。以下は、表の数値だけから考えたときの筋道です。

① 浮力=空気中での値 − 水中での値。おもりCは
\(2.00 - 1.68 = 0.32\,\mathrm{N}\)
② 同じく計算すると、おもりDは \(1.00 - 0.68 = 0.32\,\mathrm{N}\)、おもりEは \(1.00 - 0.84 = 0.16\,\mathrm{N}\)。Cと同じ0.32NなのはおもりDで、CとDは体積が同じ7.0cm³です。
③ 位置R(浅い)と位置S(深い)でばねばかりの値が変わっていないので、浮力は深さには関係しません。体積が2倍のC・Dの浮力が、Eの2倍になっていることから、浮力は体積が大きいほど大きいと分かります。

この筋道では①0.32・②おもりD・③体積が大きい、すなわちイになります。

〔問4〕(4点)

<実験3>ゴム膜を張った透明な筒に、空気が出入りするパイプを取り付けた。
(2) 水を入れた水槽に、筒を横向きにして入れ、ゴム膜の変化を観察した。
(3) 筒を縦向きにして水の中に入れ、上面のゴム膜の中心Xと下面のゴム膜の中心Yの変化を観察した。

<結果3>
(2):左右のゴム膜が同程度へこんだ。
(3):上面のゴム膜の中心Xと比較して、下面のゴム膜の中心Yの方が大きくへこんだ。

<結果3>の図5から、左右のゴム膜が同程度へこむため、左右方向には同じ大きさの水圧が働いていることが分かる。<結果3>から分かる、図6のゴム膜の中心Xと中心Yに働く水圧の大きさについて、ゴム膜の中心の変化に着目して簡単に書きなさい。

図5・図6 水中に入れた筒のゴム膜の変化

図5・図6 水中に入れた筒のゴム膜の変化
解答・解説

答え 記述問題(自分で書いてから、下の解説と見くらべましょう)

正答例
ゴム膜の中心Xと中心Yを比較すると、ゴム膜の中心Yの方が大きくへこむため、ゴム膜の中心Yに働く水圧の方が大きいことが分かる。

ゴム膜のへこみ方が大きいほど、そこに働く水圧が大きいということです。中心Yは中心Xより深い位置にあり、そちらの方が大きくへこんだので、深いところほど水圧は大きいと分かります。
水圧は、その点より上にある水の重さによって生じるので、深いほど大きくなります。

自分で確かめるポイント

  • 「中心Yの方が大きくへこむ」という観察の事実を書けているか
  • そこから「中心Yに働く水圧の方が大きい」と結論づけているか
  • ゴム膜の中心の変化に着目した書き方になっているか

答え一覧

見直し用です。考え方は各問題の「解答・解説」を開いてください。

大問 問 答え
1 〔問1〕 エ
1 〔問2〕 ウ
1 〔問3〕 イ
1 〔問4〕 エ
1 〔問5〕 ア
1 〔問6〕 イ
2 〔問1〕 ウ
2 〔問2〕 ア
2 〔問3〕 ① イ ② ア ③ イ
2 〔問4〕 エ
3 〔問1〕 イ
3 〔問2〕 ア
3 〔問3〕 ウ
3 〔問4〕 ① イ ② ア ③ ア
4 〔問1〕 ア
4 〔問2〕 ① イ ② ア
4 〔問3〕 ウ
5 〔問1〕 記述
5 〔問2〕 イ
5 〔問3〕 ① エ ② ア
5 〔問4〕 ① イ ② ア ③ イ ④ ア
6 〔問1〕 エ
6 〔問2〕 ① ア ② イ
6 〔問3〕 イ
6 〔問4〕 記述

出典・原本

問題・正答は東京都教育委員会の公開資料によります。原本は以下から確認できます。

解説はYELL for ALLが独自に作成したものです。図・表は原本の画像ではなく、問題文の条件や数値から作り直しています。