【中三応援プログラム】本みりんの蒸留（2021年宮崎）
蒸留に関する問題は多くの県で出題されている。大学共通テストでも出題される。
パーセントの計算が苦手な人が多いからだろう。
この分野の計算は決まっているところがあるのでそれに基づいて攻略していこう。
1 智也さんは,液体成分として水とエタノールがふくまれるみりんから,エタノールをとり出 せないかと考え,仮説を立てて実験 I を行い,次のようなレポートにまとめた。後の(1)~(3)の 問いに答えなさい。ただし,みりんにふくまれる水とエタノール以外の物質は考えないものとする。
[レポート](一部)
【学習問題】 みりんからエタノールをとり出せるだろうか。
【仮説】 蒸留を利用すると,・・・
【実験I】 1 図1のように,枝つきフラスコにみりん25 cm³ と 沸とう石を入れ,弱火で加熱した。
2 出てきた液体を順に3本の試験管に約2cm° ずつ集 め,加熱をやめた。3本の試験管を,液体を集めた順 に,試験管 A,B,Cとした。
3 試験管 A,B,Cにたまった液体のにおいを比べた。
4 試験管A,B,Cにたまった液体をそれぞれ蒸発皿に移し、マッチの火を近づけ,ちがいを比べた。
【結果】
表1
【考察】 表1から,試験管Aにはエタノールが多くふくまれており,試験管Cにはエタノールよりも水が多くふくまれていると考えられる。
(1) 実験 I を行うときの注意点として,適切でないものはどれか。次のア~エから1つ選び,
記号で答えなさい。
ア沸とう石は,液体を加熱する前に入れる。
沸騰石は加熱時に突沸を防ぐためなので。加熱する前に入れる。
正しい。
イ 加熱中は,出てくる物質やたまった液体に火を近づけない。
加熱中に出てくる蒸気や液体は引火性があるエタノールを含むので火を近づけない
正しい。
ウガラス管が試験管の液体につかっていないことを確認してから火を消す。
ガラス管が試験管の液体に使っていると逆流の危険があるため、液体から使っていないことを確認してから火を消す。
正しい
エ 液体のにおいをかぐときは,できるだけ長く,深く吸いこむ。
液体のにおいをかぐときは、手であおぎかぐ。深く吸い込まない
よって、エが誤り
答えはエである、
この問題では不適切なものを記号で選ぶ問題であるがどれも実験操作についての大事な事項であり、それぞれ「なぜこのような操作を行うのか」という問題もある。
このため、実験操作の理由を答えられるようにしておくこと
(2) エタノールが液体から気体に状態変化するときの説明として,適切なものはどれか。次のアーエから1つ選び,記号で答えなさい。
ア質量は増加し,分子どうしの間隔が広がるため,体積も増加する。
状態変化では質量は増加しない
分子の運動が激しくなり体積が増加する
イ 質量は増加するが,分子どうしの間隔は変わらないため,体積は変化しない。
質量は増加しない
体積は増加する
ウ質量は変わらないが,分子どうしの間隔が広がるため,体積は増加する。
質量は変化しない
体積は増加する
これが正しい。
エ 質量は変わらず,分子どうしの間隔も変わらないため,体積も変化しない。
質量は変わらず、体積は大きくなるので誤り
よってウがこたえになる
このように 質量と体積を比較する選択肢があるが、このほかにも
密度と体積の比較もある
体積は大きくなるので密度は小さくなる
これを選択する
蒸留の説明
(3) 次の文は,智也さんが実験 I を行う前に,図2,3をもとに立てた仮説であり,この仮説は,結果から正しいことがわかった。 空欄に入る適切な内容を,「エタノール」,「水」 という言葉を使って,簡潔に書きなさい。ただし,図2は,水とエタノールの混合物を加熱 したときの温度変化を示しており,図3は、エタノールを加熱したときの温度変化を示して いる。
【仮説】
蒸留を利用すると、（ ）により,みりんからエタノールをとり出せるだろう。
蒸留の操作で混合物を分離できることを説明する。
エタノールの沸点は79度で水の沸点は100度であるから蒸留を利用すると、沸騰が始まってから最初のほうに集めた液体の温度がエタノールの沸点に近いことから沸点の違いによりみりんからエタノールを取り出すことができる・
再結晶による混合物の分離
2 次に智也さんは,液体と固体の混合物に興味をもち,水にとけた物質をとり出すために, 実験 II を行った。また,表2は,水100gにとける硝酸カリウムの質量を表したものである。下の(1)~(3)の問いに答えなさい。
〔実験I]
1 80°Cの水50gが入ったビーカーを用意した。
2 1の水を80°Cに保ったまま,硝酸カリウムを入れてかき混ぜ, とけ残りがないように飽和水溶液をつくった。
3 できた飽和水溶液を20°Cまで冷やし,図4のようにろ過して, 硝酸カリウム の固体をとり出した。
飽和水溶液の質量パーセント濃度
(1) 実験 Iの2の飽和水溶液の質量パーセント濃度として,最も適切なものはどれか。次の アーエから1つ選び,記号で答えなさい。
表２より
80度の水１００ｇには166.8ｇとける
質量パーセント濃度＝=62.79%
水の量が半分なので洋室の量は半分になるが、飽和水溶液の質量パーセント濃度は水の量にかかわらず、常に同じ濃度である。そのため、約６３％である。
規則正しい形をした固体
(2) 実験III の3で,とり出した固体を,水を蒸発させてから顕微鏡で観察すると,図5のように規則正しい形をしていることが わかった。純粋な物質でこのような規則正しい形をした固体を 何というか,漢字で書きなさい。
結晶の説明である。規則正しくないものをアモルファスという。
(3) 実験II の3で,硝酸カリウムの固体は何gとり出すことができると考えられるか,求め なさい。
ろ過の方法で、ガラス棒と取ろうとの足はどのようになっていなければいけないかという問題もよくここでは出題される
動画で解説（ろ過）
動画で解説（質量パーセント濃度）
動画で解説（ろか）
100gの水には80度では168.8g
100gの水には20度では31.6g
50gの水80度には半分の84.4g
50gの水20度には半分の15.8g
よって84.4－15.8＝６８．６ｇ
【中三応援プログラム】＜基本問題＞刺激と受容・手つなぎ実験（2021年宮崎）
真 : 学習したa瞳の大きさの変化について,家で実際に確かめてみたら,本当に変化したよ。
優衣: 瞳の大きさの変化のように, b刺激に対して無意識に起こる,生まれつきもっている反応は反射といわれることを学習したね。
真 : 刺激に対する反応には,神経が関わっているよね。
優衣: ヒトの神経系は,脳や脊髄からなる（ ）神経と,そこから枝分かれした末しょう神経で構成されていたね。
真 : 反射だけではなく,意識して起こる反応にも神経が関わっているはずだから,それに
ついて調べてみよう。
瞳の大きさの変化
1 下線部aに関して,明るいところから暗いところへ移動したときの変化を説明したものとし て,適切なものはどれか。次のア~エから1つ選び,記号で答えなさい。
ア 虹彩のはたらきにより,瞳の大きさが小さくなる。
イ 虹彩のはたらきにより,瞳の大きさが大きくなる。
ウ レンズのはたらきにより,瞳の大きさが小さくなる。
エ レンズのはたらきにより,瞳の大きさが大きくなる。
瞳の大きさの変化に関する問題である。
明るいところから暗いところに入ると、光をより多く目の中に入れなければならないので瞳は大きくなる。
瞳の大きさを調節するのは虹彩である。
よってイが答えになる。
レンズは遠近の調節をするため、近いものを見るときには厚くなり、遠くのものを見るときには薄くなる。これは目にある毛様体、チン小帯という筋肉の働きによる
瞳孔が光によって大きさが変わることを瞳孔反射といい、中脳が行っている。
反射の例
2 下線部bの例として,適切なものはどれか。次のア~エから1つ選び,記号で答えなさい。
ア 友人に名前を呼ばれて、返事をした。
イ 飛んでくるボールを見て,バットを振った。
ウ 短距離走で笛の音を聞いて、走り出した。
エ 口の中に食物が入ると,自然にだ液が出た。
アイウは受け取って意識して脳で判断している
エは本能行動で無意識の反応である。
よってエ
神経の名前
3 空欄に入る適切な言葉を書きなさい。
神経には 脳、脊髄の中枢神経系 と 運動神経、感覚神経の末しょう神経にわかれる
手つなぎ実験
4 真さんたちは,意識して起こる反応について調べるために,次のような実験を行い,結果を 表にまとめた。下の(1),(2)の問いに答えなさい。
[実験]
1 図1のように,11人で背中合わせに手をつないで輪になった。
2 最初の人は,ストップウォッチをスタートさせると同時に, となりの人の手をにぎった。手をにぎられた人は,さらに となりの人の手をにぎり,これを手を見ないようにして次々に行った。
3最後の人は,最初の人からすぐにストップウォッチを受けとり,自分の手がにぎられたらストップウォッチを止めた。
4 計測した時間を,刺激や命令の信号が伝わる時間として記録した。
5 1~4を3回行い,平均値を求めた。
信号の経路
(1) 実験において,刺激を受けてから反応を起こすまで,信号はどのような経路で伝わるか。 信号が伝わる順になるように,図2のアーカから必要な記号をすべて選び,左から順に並べ なさい。
刺激は 感覚器官から 感覚神経 イを伝わり 脊髄に行き、中枢神経 ウ を通り脳
脳で処理されて エを通り脊髄 運動神経 カを通り運動器官に行く。
イウエカ
伝わるは速さ
(2) 1人の人の右手から左手まで信号が伝わる経路の距離を1.5 m としたとき,右手から左手 まで信号が伝わる平均の速さは何 m/sになるか,表の平均値をもとに求めなさい。
この問題の解くポイントは反応実験に参加した人は何人であるかである。
最初の人物はストップウォッチを押すのと握るのが同時であるのでこの反応実験には参加していない。
手を初めて握られた2人目からストップウォッチを押す11人目の10人が反応実験に参加している。
反応時間の平均値が2.70秒であるから一人当たりの反応時間は
2.70÷10人＝0.270秒
一人の経路が1.5ｍとして速さは距離÷時間より
1.5÷0.270＝5.555555m/s
有効数字２桁より 5.6m/s
最後の速さを求める問題はこの手つなぎ実験では珍しい。たいていの場合、平均を求めて、反応時間の0.27ｓを求めるのが多い。
そして、この計算が割り切れないというのも入試問題にしては珍しい。
割り切れないのに小数点第二位を四捨五入して求めなさいという表現もない。
この実験では 結果の平均が 2.70ｓというように有効数字3桁であるが手の長さが1.5ｍと有効数字2桁になっているので有効数字が少ない2桁で最後求めている。
中学レベルでは有効数字を細かく理科ではやっていないのでこの問題は難しいかもしれない。
しかし、2021年度の学習指導要領から中学3年生の数学で有効数字を学習するのでこのタイプの問題が出題されるかもしれない。
【中三応援プログラム】＜基本問題＞花の構造(2021年山口）
千葉県入試まで2週間、他県でも一ヶ月が切っている。
ここまで来てやることは、今までの問題を何度も繰り返してやること。
決して新しい問題に手を出さないということである。
そして、問題を見たときすぐにこれは基本問題だな。これは応用問題だなと見抜く。
基本問題なら、時間をかけずにすらすらと解きたい。応用問題ならどこを引っかけとして狙っているのかを見抜きたい。
この山口県の花の構造の問題は基本中の基本の問題である。
動画で解説（山形県）
動画で解説（秋田県）
Nさんは、校庭に咲く白い花の植物の観察を,継続的に行った。次は,観察記録の一部である。下の(1)~(4)に答えなさい。
8月25日 (火) 16:15 晴れ 気温 32.8 °C
花の中央には1本のめしべ,めしべのまわりには、6本のおしべが 見られた。おしべの先端には(ア）小さな袋があった。
葉は細長い形で,葉脈は平行脈であることから,この植物は,被子 植物の中の(イ）単子葉類に分類されると考えられる。
9月21日 (月) 16:10 晴れ 気温 24.5 °C
がく,花弁,おしべが枯れて,植物の先端のめしべが太く成長 していた。 太く成長した植物の先端の色は緑色だった。
11月26日 (木)16:10 曇り 気温 16.3 °C
さらに太く成長した植物の先端は茶色になり,乾燥して裂現時点での掲載を け,中には小さな粒がたくさん入っていた。 入っていた小さな粒は,種子であると考えられる。
12月22日 (火) 16:20 晴れ 気温 9.8°C
植物を土から掘り起こして,根の観察を行ったところ,多数の細い根が あった。根を持ち帰って,その根の先端を双眼実体顕微鏡で観察すると, (ウ）さらに細い毛のようなものが生えていた。
おしべの構造
(1) 下線(ア)の中には,花粉が入っている。この小さな袋を何というか。書きなさい。
花粉が入っている袋を「やく」という
維管束の構造
(2) 下線(イ)について,茎を輪切りにしたときの断面における維管束の並び方は,双子葉類
の維管束の並び方と比較して,どのような特徴があるか。述べなさい。
左が双子葉類、右が単子葉類である。どちらも内側に水を通す道管(死んでいる細胞）
外側に葉で作られた養分を運ぶ師管（生きている細胞）がある、
双子葉類は維管束が輪状に並んでいるが、単子葉類では維管束が茎全体に散在している。
将来種子になる部分
(3) 図1は,被子植物の花の模式図である。図1で, 受精した後,種子になる部分はどこか。該当する 部分をぬりつぶし,その名称を書きなさい。
種子になるところは、胚珠であるが、図では胚珠が子房に囲まれた形になっている。
子房は果実になるところなので塗りつぶさない。
胚珠だけ塗りつぶす
効率よく吸収できる理由
(4) 下線(ウ)があることにより,土の中の水や水に溶けた養分を効率よく吸収すること ができるのはなぜか。その理由を簡潔に述べなさい。
根の表面積が大きくなるため
【中三応援プログラム】海陸風・力学的エネルギー保存の法則・化学電池・動物の分類（２０２１年大分）
今日、２月８日は上弦の月です。
夕方南の空に月が南中します。毎日、同じ時刻に観測すると月はこの後どんどん満ちながら東の空に移動していきます。
来週は満月になります。満月のとき真夜中に南中します。
そして２週間後、下弦の月になり明け方に南中します。
つまり、入試本番の時、受験会場に向かう時に見える月から
「あっ下弦の月だ。」ということから月の公転を連想できるほど勉強している子は合格します。
今日は、大分県の小問です。
海陸風
(1) 風のふき方について調べるために,次の調査・実験を行った。1~3の問いに答えなさい。
[1]風のふき方と気圧の関係をインターネットで調べると, 気圧の差によって風がふくことがわかった。
[2] 風のふき方と気温の関係を調べるために,「図1」のように,しきり板で水槽を2つに分けて、片方に氷を入れ, 片方には木の台を置いた。その後,氷を入れた側に線香 の煙を充満させ,しきり板を上に引き上げると,冷たい空気とあたたかい空気がたがいに接した。
[3] 陸と海における,気温の上昇のしかたについて調べるために,[図2] のように,プラスチックの容器に同じ量 の砂と水を入れ,それぞれに同じように照明の光をあて, 1分ごとに 10 分間,赤外線放射温度計で砂と水の表面 の温度を測定した。 [表1]は,その結果をまとめたものである。
低気圧の風の吹き方
1 [1]で,北半球における低気圧の中心付近の風のふき方を模式的に表した図として最も適当なものを、 アーエから1つ選び,記号を書きなさい。ただし,黒矢印( → )は地上付近の風,白矢印 (→) は,上昇気流または下降気流を表している。
低気圧は上昇気流風は反時計回りに吹き込むイ
高気圧は下降気流で、時計回りに風が吹き出すエ
矢印の向きが逆になってます。
空気の流れ
2 [2]で,しきり板を上に引き上げた後の,冷たい空気の流れを模式的に表した図として最も適当なもの を,ア~エから1つ選び,記号を書きなさい。ただし,矢印(→ )は冷たい空気の流れを表している。
木の台の上に上昇気流が発生しているので、木の台の上は気圧が下がる。そのため、氷から風が流れ込む、
イウのうち、木の台にそのまま行くイである。
夏の季節風
3ューラシア大陸(陸)と太平洋(海)にはさまれた日本列島で,夏の季節風がふく向きを表したものとして最も適当なものを,ア~エから1つ選び,記号を書きなさい。また,そのように風がふく理由を, 2,3の結果をもとに,「陸」「海」「気温」という3つの語句を用いて,書きなさい。
日射の強い夏は陸のほうが温まりやすく、陸のほうが海より気温が上昇し、海から陸に向かって季節風が吹くから
力学的エネルギー保存の法則
太郎さんと花子さんは,球の運動について調べるために,次のように課題を設定し,予想を立て,実験を行った。1~3の問いに答えなさい。ただし,球にはたらく摩擦力および空気の抵抗は考えないものと する。
【課題】
[図3] のようなレールでA点から球を転がすと,球はどのような運動をするのだろうか。
【太郎さんの予想】[図4] のように, レールがなくなった 後は、すぐに真下に落ちる。
【花子さんの予想】 [図5]のように,A点と同じ高さのB点まで上がって落ちていく。
【実験】
A点から球を転がして,運動のようすを一定の時間間隔で撮影すると,球はレールを飛び出し,最高点Cまで達し,その後,落ちていくことがわかった。
運動をしている物体は等速直線運動をし続ける
1 【太郎さんの予想】は間違っており, レールを飛び出した後も運動を続けていることがわかった。このように,物体がそれまでの運動を続けようとする性質を何というか,書きなさい。
物体がそれまでの運動を続けようとする性質を慣性という
レールから飛び出すとき
2 【花子さんの予想】は間違っていることがわかった。次の文は, そのことについて,花 子さんが考察したものである。正しい文になるように, ( a ), ( b )に当てはまる語句の組み 合わせとして最も適当なものを,ア~エから1つ選び,記号を書きなさい。
位置エネルギーと運動エネルギーがたがいに移り変わり、力学的エネルギーが一定に保たれること から,実験前は,球はA点と同じ高さのB点まで上がると予想していた。
しかし,実験を行うと最高点C点はB点より低かった。C点はA点よりも球のもつ位置エネルギーが( a )ことから,C点では,球は運動エネルギーをもって ( b )ことがわかった。
この問題は、２０１９年大阪府でも出題された。
レールに沿って運動すると、運動エネルギーがすべて位置エネルギーに代わるが
レールから飛び出すとき球が持っている速度が地面と平行な成分と地面と鉛直な成分に分けられる。
地面と平行な成分は力を受けないため等速直線運動をする。
地面と鉛直な成分は重力を受けるため、等加速度運動をする。
このため、最高点に達しても平行な成分の速度が残っているためA点よりも低くなる。最高点では運動エネルギーが平行な成分の速度分残っている。
ア 小さい イ いる
エネルギーの変換
3 上の文中の下線部と関係が深いものとして最も適当なものを, アーエから1つ選び,記号を書きなさい。
ア 水力発電では、ダムにたまった水を利用して,発電機のタービンを回す。
イ 風力発電では,風を利用して,発電機のタービンを回す。
ウ 地熱発電では,地球内部から発生する高温の水蒸気を利用して,発電機のタービンを回す。
エ 原子力発電では,ウランを利用して水を加熱して高温の水蒸気をつくり,発電機のタービンを回す。
力学的エネルギー保存の法則についての選択である。
位置エネルギー(高さを持った物体）が運動エネルギー（速度を持った物体）に代わるものを選ぶ
アは水の持つ位置エネルギーをタービンを回す運動エネルギーに変えるので力学的エネルギー保存の法則の話そのものである
イ 風の運動エネルギーがタービンの運動エネルギーにかわっている
ウ 熱エネルギーが運動エネルギーにかわっている
エ 原子力エネルギーが熱エネルギーになり運動エネルギーにかわる
答えはア
化学電池
(3) 化学電池について調べるために,次の実験を行った。1~3の問いに答えなさい。
[1] 水溶液に2枚の金属板A,Bを入れて,[図7] のような 装置を組み立てた。
[2] 水溶液の種類と金属板の組み合わせを変えて,光電池用 モーターが回るかを調べた。
[表2]は, その結果をまとめたものである。
1 次の文は,[表2]の結果から,化学電池になるための一般的な条件についてまとめたものである。 正しい文になるように,( a ),(b)に当てはまる語句の組み合わせとして最も適当なものを書きなさい。
( a )の水溶液に( b )の金属を入れると,化学電池になる。
ａ 電解質 ｂ 二種類
2 [表2] で, うすい塩酸に銅板と亜鉛板を入れ,モーターが回っているときに,亜鉛板で起こっている化学変化を,電子をe⁻として式で書きなさい。
亜鉛板で起こっている化学変化
Zn → Zn²⁺ ＋ ２ｅ⁻
燃料電池
3 水素と酸素を使って電気エネルギーをとり出すしくみを何というか,書きなさい。
H₂＋O₂ → H₂O
の化学反応の時に電気エネルギーを取り出すのを燃料電池という
動物の分類
(4) セキツイ動物と無セキツイ動物の特徴について調べるために,次の調査を行った。1~4の問いに答えなさい。
[1] セキツイ動物の子の残し方,呼吸のしかた,体温の保ち方について調べた。
[表3] は,それらを整理し、分類したものである。ただし, A〜Eは,魚類,両生類,ハチュウ類, 鳥類,ホニュウ類のいずれかである。
[表３]
[2] 無セキツイ動物のうち,節足動物と軟体動物の体,あし,生活場所について調べた。
[表4] は,それらを整理し、分類したものである。
[表4]
脊椎動物の分類
1 [表3]のBに当てはまるセキツイ動物のグループとして最も適当なものを答えなさい。
表の空欄を埋めるような問題が多いので、表にすべてが入っているので考えやすい。
A 胎生 といえば 哺乳類
B 卵生 恒温動物 鳥類
C 肺呼吸 変温動物 爬虫類
D 親と子で呼吸法が変わる 両生類
E えら呼吸 魚類
Bだけ答えるので 鳥類
相同器官
2 セキツイ動物の骨格に見られる,カエルの前あしとスズメの翼のように,もとは同じものがそれぞれの生活やはたらきに適した形に変化した体の部分を何というか,書きなさい。
起源が同じで形が変化した器官を相同器官
起源が異なるが同じ働きをする器官を相似器官という。入試では圧倒的に相同器官が聞かれている。
体を大きくする方法
3 次の文は,節足動物の成長のしかたを述べたものである。 （ ）に当てはまる語句を書きなさい。
節足動物の外骨格は大きくならないので,（ ）ことで成長する。
この問題はめずらしい問題である。 脱皮して古い外骨格を脱ぎ捨てる
軟体動物を選ぶ
4 [表4]の軟体動物として適切なものを,ア~エから2つ選び,記号を書きなさい。
アウ
イ 両生類 エ 節足動物
【中三応援プログラム】弦のはじく大きさ、太さ、張る強さと音の高さ、気柱共鳴、水深（２０２１年大分）
２０２１年の大分県の音に関する問題である。
実験をするには、見通しを持って実験をする
ということが中学で求められている。
見通しを持つためには、実験では１つの条件だけを変えて他の条件は同じにするという考え方を持っているかというのを考えるということである。
また中学では弦をはじく実験しか行わない。
この実験をモノコードの実験というがモノコード自体も学校によってなかったりする。
そのため、自作のこの問題のようなものが登場する
そして、現在、各中学でオシロスコープを備えているところはないかもしれないし、中学の先生でもオシロスコープを使える人が少ないかもしれないがオシロスコープを見て答える問題が多い。
オシロスコープでなくても今、スマホのアプリでも同じようなことができるのでそのうち問題は変わるかもしれない。
動画で解説（福島）
2人は,ギターが出す音のちがいに疑問を持ち,「弦の振動のしかたによって音の大きさはどう変化 するのだろうか」という課題を設定し,次のように予想を立て,実験を行った。
【予想】「弦をはじく強さ」が強いほど,大きい音になる。
【実験】 1[図1] のように、輪ゴムを空き箱全体にかけ、割りばしを移動させて,弦の長さを変えられる自作のギターを用意した。
2「弦の長さ」
と「弦をはる強さ」と「弦の太さ」を一定にして,「弦をはじく強さ」が強いときと弱 いときで,音の大きさ,弦の動き,音の高さを調べた。
[表]は,その結果をまとめたものである。
II 「弦の振動のしかたによって音の高さはどう変化するのだろうか」という課題を設定し,次のように 予想を立てた。
【予想】
(i)「弦の太さ」が細いほど、高い音になる。
(ii)「弦の長さ」が短いほど、高い音になる。
音の性質
(1) 音の性質について述べた文として適切なものを,ア~エからすべて選び,記号を書きなさい。
ア ブザーを入れた容器の中の空気をぬいていくと,聞こえるブザーの音が大きくなっていく。
容器の中の空気が少なくなると音を伝える物質が少なくなるので音は小さくなる。
よって誤り
イ 遠くで打ち上げられた花火を観察すると、花火が見えた後に音が聞こえる。
音の速さは光の速さより小さいので、光が見えた後に音が伝わる。よって正しい
ウ 集音器は,小さな音や遠くの音を録音するために,反射板で音を反射させてマイクに集めている。
集音で音を集めるために音を反射させるので正しい
エ 音が伝わる速さは,固体の中よりも空気中の方が速い。
固体中の方が気体中よりも早いので誤り
よって答えはイウ
すべて選べという問題では２個以上を選ぶことが多い
はじく強さと音の高さ
(2) 次の文は,[表]の結果から考察したものである。1,2の問いに答えなさい。
弦を強くはじくと,弦の振動の幅が大きくなり,大きい音になるが,音の高さは変わらない。これは,ばちで太鼓の皮を強くたたくと,大きい音になるが,音の高さは変わらないことと同じだと気づいた。このことから, 【図2]のように,発泡ポリスチレン球を置いて太鼓の皮を強くたたくと,同じ場所を弱くたたくときに比べ, ( )と考えられる。
振動の幅
1 文中の下線部について,音源の振動の幅のことを何というか,書きなさい。
振幅
2 上の文章が正しい文になるように,( )に当てはまる語句として最も適当なものを,アーエから1つ選び, 記号を書きなさい。
ア 発泡ポリスチレン球が高く飛びはねるが,太鼓の皮が一定の時間に振動する回数は変わらない
イ発泡ポリスチレン球が高く飛びはね,太鼓の皮が一定の時間に振動する回数は多くなる ウ発泡ポリスチレン球の飛びはねる高さは低いが,太鼓の皮が一定の時間に振動する回数は変わらない
エ 発泡ポリスチレン球の飛びはねる高さは低くなり,太鼓の皮が一定の時間に振動する回数は少なくなる
発泡ポリスチレン級の飛び跳ねる高さと振動する回数を問う問題である。
振幅が大きいので飛び跳ねる高さは大きくなる
音の高さは同じということはシオン同数が同じなので振動する回数は同じ
アが正解
(3) 次の文は,IIの【予想】(i), (ii) を確かめる実験について検討しているときの2人の会話である。
会話文中の下線部の理由を、「太さ」「長さ」という2つの語句を用いて,解答欄の1行目の書き出しに続 けて書きなさい。
花子:【予想】(i)と(ii)は,どちらも高い音になることを調べたらよいから,はる強さを同じにした[図3]と[図4]の弦を,同じ強さではじいて,音の高さを比較することで,【予想】(i) と(ii) をまとめて確かめることができるのではないかな。
太郎:【予想】(i)と(ii) は,別々に確かめないといけないよ。
書き出し
「図３の方が図４より音が高くなったとしても」
弦の太さが細くなったから音が高くなったのか、弦の長さが短くなったから音が高くなったのか判断できないため
実験で比較するためには一つだけ条件を変えてそれ以外の条件は同じにする。
この場合は弦の太さが音の高さと関係するかどうかを調べるには減の長さを同じにする
弦の長さが関係するかどうかを調べるには減の強さを同じにする
太郎:図5のように, コップに水を入れていくと,コップから聞こえる音は,だんだん高い音になっていくよね。弦の振動のしかたと共通点があるのかな。
花子:IIの【予想】(ii)と関連付けて考えると,「コップの中の空気の部分の長さが短いほど,高い音になる」といえるのではないかしら。
新たな疑問が生じた2人は,それを解決するために,次の実験を行った。
III 「コップの中の空気の部分の長さと音の高さにはどのような関係があるのだろうか」という課題を設定し,次のように予想を立て,実験を行った。
【実験】
3 同じコップを2つ用意し,【図6] のように,片方に水を少し入れ、[図7] のように,もう一方には水を多く入れた。
4 それぞれのコップの上面にストローを使って同じ強さで息をふきかけた。このとき, コップから出る音の波 形を,[図8] のように,コンピュータのオシロスコー プで調べた。
周期と振動数
(4) IIIで,[図6] のコップから出る音の波形を模式的に表すと,[図9] のようになった。1,2の問いに答えなさい。
1 [図9] で,この音の振動数は何Hz か,求めなさい。ただし,グラフ [図9] この横軸の1目盛りは 0.0005 秒である。
一つの波の波長は８メモリ分である
１メモリが0.0005秒より、一波長にかかる時間は
0.0005秒✕８メモリ＝0.0040秒
これが周期になる 周期＝0.004＝
=250Hz
周期と音の高さ
2 IIIの【予想】が正しければ,[図7] のコップから出る音の波形はどの ようになると考えられるか。音の波形を模式的に表したものとして最も適当なものを,ア~エから1つ選び,記号を書きなさい。ただし,下の アーエのグラフの縦軸および横軸の1目盛りの大きさは,[図9] と同じ ものとする。
周期が短いほど振動数が大きく音が高い。周期が８メモリから４目盛りになっているウが答えになる
この実験は気柱共鳴の実験で高校の物理基礎の実験である。中学レベルではない。
高校入試に出していいものか疑問であるが、具体的な数字を求める問題ではなく減少としての問題なので出題されたのかもしれない。
海底の深さ
(5) [図 10]のように,漁業では,超音波の反射を利用して、魚の群れ の位置を調べている。船の底から発射した超音波が魚の群れにあたり, はね返って戻ってくるまでの時間が 0.04 秒であったとすると,船の 底と魚の群れとの距離は何mか,求めなさい。ただし,水中の音の速さは 1500 m/s とする。
考え方は山彦と同じである。
往復の距離＝音の速さ✕時間
往復の距離＝1500✕0.04＝60ｍ
距離は半分の３０ｍ
動画で解説（長野県）
【中三応援プログラム】生態系・土壌微生物（２０２１年大分）
２０２１年の大分県の大問１は生態系と土壌微生物の働きに関する問題である。
予想では有機物を無機物に分解するとあるので無機物の水と二酸化炭素などに分解されたかを調べる方法まで考察するのが筋であるが、ここではデンプンの分解をもって、そう結論付けている。
デンプンの分解によって生じた糖はベネジクト液を加えて加熱すると赤褐色路になる。糖は有機物なので、この予想が正しいかどうかは確認できない。
今回の実験では、デンプンが糖に分解されたことが分かっただけであり。無機物に分解されたかまではわからない。
これを調べるためには気体検知管で二酸化炭素の濃度を調べるなどの実験が必要である。
今回、ペトリ皿を使うのに際して、滅菌をしている
この理由を答える問題もある。
ペトリ皿内に含まれる細菌類などを殺すため
ペトリ皿にふたをする理由
空気中の細菌類が入らないようにするため
これらも出題されている
動画で解説
「I 花子さんは、自然界の中での生物どうしのつながりと,生物の数量関係について調べた。
1 生態系の中では,生物どうしが「食べる・食べられる」という関係で鎖のようにつながっている。また,生物の間の数量関係は,通常はピラミッドのようにつり合いが保たれていることがわかった。
図1は,ある森林における植物,草食動物,肉食動物の数量の関係を表している。
[2] 何らかの原因により,その森林で草食動物が急激に増加したとき,もとの安定したつり合いの状態 に戻るまでの生物の数量関係の変化について考えた。
[2]は, その変化のようすを表したものである。
動画で解説
土の中の微生物の働き
I 太郎さんは,森林の中が落ち葉でいっぱいにならないことに疑問を持った。そこで,「微生物は、土 の中でどのようなはたらきをしているのだろうか」という課題を設定し,落ち葉にはカビが生えていた ことから,次のように予想を立て,実験を計画した。
【予想】 微生物は,有機物を無機物にまで分解するはたらきをしている。
【計画した実験】 [3] 移植ごてで落ち葉の下の土を掘りとる。
[4] 質量パーセント濃度 0.1 %のデンプン溶液をつくる。
[5] [4]のデンプン溶液を 100 mL だけとり出し,寒天粉末 2gを入れ、加熱して溶かす。それを,[図3] のように, 加熱殺菌したペトリ皿A,Bに入れてふたをし,培地を十分に加熱してつくる。
[6][図4]のように, ペトリ皿Aの培地にはそのままの土を,Bの培地には十分に加熱して冷ました土を同量の せて、ふたをして室温の暗い場所に3~5日間置く。
[7] ペトリ皿A,Bの土を洗い流してとり除き,培地の表面のようすを観察する。
[8][図5]のように, ペトリ皿 A,Bそれぞれにヨウ素液を加え,培地の表面の色の変化を調べる。
食物連鎖
(1) 1の下線部について,食べる・食べられるという関係によるつながりを何というか,書きなさい。
食べる・食べられるは１対１の関係なので食物連鎖という。
食物連鎖が複雑に絡み合ったものが食物網
この二つが違いとして聞かれることがあるから気を付けること
生態ピラミッド
(2) [図2] が,生物の数量関係の変化を正しく表したものになるように, al~|c|にあてはまるものを、アーウから1つずつ選び,記号を書きなさい。
草食動物が増えると肉食動物が増え、植物が減る。
植物が減っている＆肉食動物がふえたので草食動物がへる。ウ
草食動物が減ると肉食動物が減り、植物は回復する ア
植物が回復すると草食動物が回復する イ
ウアイの順になる
質量パーセント濃度の計算
(3) [4]で,質量パーセント濃度 0.1%のデンプン溶液を 500gつくるには、水にデンプンを何g溶かせばよいか,求めなさい。
溶質の質量＝=
=
=0.5
水の質量＝500-0.5＝499.5
水499.5ｇにデンプン0.5ｇを溶かす。
土の中の微生物の働き
(4) IIIで,太郎さんの【予想】が正しければ,[8]の結果はどのようになると考えられるか。最も適当なものを,アーエから1つ選び,記号を書きなさい。
ア 土があった周辺の培地表面の色は,Aでは変化せず,Bでは青紫色になる。
イ 土があった周辺の培地表面の色は,Aでは青紫色になり,Bでは変化しない。
ウ 土があった周辺の培地表面の色は,Aでは変化せず,Bでは赤褐色になる。
エ 土があった周辺の培地表面の色は,Aでは赤褐色になり,Bでは青紫色になる。
[予想]微生物は有機物を無機物に分解する
有機物のデンプンが無機物に分解されているかを調べる
ヨウ素液はデンプンがあると青紫色になり、デンプンがない場合、変化しない
Ａはそのままの土だから微生物がいる・・・変化させる・・・ヨウ素液は変化しない
Ｂは加熱した土、微生物はいない・・・変化しない・・・ヨウ素液は青紫になる
アになる。
炭素の循環
(5) 次の文は,太郎さんがIIIの実験を行った後に,微生物についてまとめたものである。下の文中の下線部について菌類のなかまとして適切なものを,ア〜オからすべて選び,記号を書きなさい。
実験結果より,土の中の微生物は,落ち葉などの有機物を無機物にまで分解していることがわかっ た。微生物についてインターネットで調べると,菌類や細菌類があり,菌類は主に胞子でふえ,細菌 類は主に分裂によってふえることがわかった。
ア乳酸菌
イ シイタケ
ウ 納豆菌
ェアオカビ
オ 大腸菌
菌類は胞子によって増える。
イエ
二酸化炭素と酸素の流れ
(6) [図6]は,2人が,I,IIIでわかったことをもとに,有機物の流れと,無機物である酸素と二酸化炭素の流れについてまとめたものであるが,酸素と二酸化炭素の流れを示す矢印が合わせて3本欠けている。 欠けている3本の矢印を,解答欄の図に表しなさい。ただし、酸素の流れは → で, 二酸化炭素の流 れは破線の矢印 で書くこと。
微生物も呼吸で酸素を吸収している。酸素を吸収する矢印、二酸化炭素を放出する矢印
植物も呼吸で酸素を吸収してる 酸素を吸収する矢印
【中三応援プログラム】本みりんの蒸留（2021年山口）
中学生が苦手とする質量パーセント、密度を使った蒸留の問題である。
蒸留の問題ではエタノールを含む割合が最初のほうが多く、試験管を変えて蒸留した液を集めると次第に水が多くなる。
これを密度との関係で示したものである。
山口県では問題数が多いので、表ですでに密度の計算をしてあるのでこの問題は取り組みやすい問題になった。
しかし、データから密度を求める問題も出てもおかしくない。
そのときに、同様の答えを出せるように密度の計算もできるようにしておきたい。
[目的]
本みりんを蒸留して取り出された液体の「密度」を測定することで,エタノールが 取り出されるようすを調べる。
[実験]
1 2cm³の位置に油性ペンでしるしをつけた試験管を6本用意した。
2 本みりん 30 cm³ をはかり,枝付きフラスコに入れた。
3 ガスバーナーの炎を調節し, 図1のように,本みりんを加熱した。
4 液体が,試験管に2cm³たまったら、素早く 次の試験管に交換した。
5 4の操作を繰り返した。
6 液体が,6本目の試験管に2cmたまった * ところで, ガスバーナーの火を消した。 図2のように,メスシリンダーを電子てんびんにのせ,電子てんびんの表示を0にした。
8 6のメスシリンダーに,それぞれの試験管に 取り出された液体を入れ,質量と体積を測定した。
9 3で測定した液体の質量と体積から,それ ぞれの試験管に取り出された液体の密度を小数第2位まで求めた。
10 8で測定した液体の質量と体積および9 で求めた密度を,表1にまとめた。
表1
デンプンを分解する酵素
(1) 本みりんの特有の甘みは,原料に含まれるデンプンなどが分解されることでつくられている。デンプンを分解する消化酵素を何というか。書きなさい。
蒸留の問題の中に生物の問題が混ざっている。山口県らしい問題である。
山口県では分野を問わず、出題されることが多い。
ここでは、デンプンを分解する酵素 アミラーゼを答える
脂質を分解する消化酵素 リパーゼ
と消化酵素名をしっかり覚えること
つぎに デンプンを麦芽糖に分解される
デンプンはヨウ素液を青紫色にさせ、ベネジクト液は青色のまま
麦芽糖はデンプンは色が変化しない。ベネジクト液は赤褐色
ベネジクト液は加熱して、反応を見る
タンパク質は分解されてアミノ酸になる
ブドウ糖とアミノ酸は小腸の柔毛から吸収されて毛細血管の中に入る
脂肪はモノグリセリドと脂肪酸に分解される。分解されたものは小腸の柔毛からリンパ管の中に入る
ここで
モノグリセリド、脂肪酸がリンパ管
という組み合わせも大事である。
さらに、小腸の柔毛はどうしてひだ状になっているのか
表面積を大きくすることで効率よく栄養分を吸収するため
これだけのことを知識として知っておく必要がある。
電力量の単位変換
(2) Y さんは、本みりんの「煮切り」を,電子レンジで行う方法があることも知った。消費電力が 1200 Wの電子レンジで60秒間加熱する場合,消費する電力量は何 Whか。 求めなさい。
消費電力＝電圧×電流
電力量＝消費電力×時間
ここで ６０秒加熱している。Wｈで求めることなので
６０秒＝１分＝h
電力量＝=20Wh
(3) 図3は, 25 °Cにおける, エタノール水溶液の質量パーセント濃度と密度との関係を表 したものである。次のア、イに答えなさい。ただし,本みり んに含まれる物質は, 水とエタノールのみ とし,水とエタノールの密度は,それぞれ 1.00 g/cm³, 0.79 g/cm³ とする。
ア 次の文が,表1と図3をもとにした考察となるように,( )の中のa~d の 語句の組み合わせを選びなさい。
1本目に取り出された液体の密度が, 0.79g/cm³より大きいことから、1本目 に取り出された液体は, (a 純粋なエタノール b 水とエタノールの混合物) であると考えられる。また,取り出された液体の密度が,本数を重ねるごとに, 徐々に大きくなることから,含まれるエタノールの質量パーセント濃度は, 徐々に(c 大きくd 小さく)なることがわかる。
物質によって密度は決まっている。
蒸留では「純物質」を得ることは難しく、この蒸留でも最初はエタノールの含有量が多い水溶液が得られるだけである。よってｂ
本数を重ねていくと水の割合が増えていくことで、密度が大きくなる。
エタノールの質量パーセント濃度は徐々に小さくなる。
よってｄ
ｂとｄを選ぶ
密度の図を使う
イ 実験を終えたYさんは,T先生と,次のような会話をした。Yさんの発言 が,実験の結果と合うように,あ,いに入る適切な数字を書きなさい。
Yさん: 本みりんからエタノールが取り出されるようすや、取り出された液体の密度と質量パーセント濃度との関係を調べることができました。
T先生: エタノール水溶液の質量パーセント濃度は,火を近づけたときのようすからも調べることができますよ。
例えば,今の実験室の室温で, 取り出された液体に火を近づけたとき, 液体が燃えたら、含まれているエタノールが 50%以上であるといえます。
Yさん: わかりました。では、50%以上であると考えられる、あ （ ）本目から
い （ ）本目が燃えることを確かめてみます。
図３よりエタノールの濃度が５０％以上は密度が0.91g/cm³より小さいときである。
１本目の密度 0.83g/cm³
２本目の密度 0.85g/cm³
３本目の密度 0.90g/cm³
４本目の密度 0.96g/cm³
0.91g/cm³より小さいのは １本目から３本目
あ １ い ３
