【中三応援プログラム】４か月間の月、惑星を札幌、大阪、那覇で調べる、太陽、惑星、月が一直線上になる（２０１６年大阪）
今日の午前中は濃霧注意
霧が発生するかどうかは天気図を見ると判断できます。
まず、東京では５３年ぶりの１２月に入って１００ミリの降水量が記録されました。
ということは空気は湿潤だった、
そして、昨日の晩から今日の朝にかけて、広く高気圧に覆われている
高気圧に覆われていると、放射冷却が起こります。
地面は冷めやすいんです。朝の気温はめちゃくちゃ寒くなります。
寒くなると飽和水蒸気量が小さくなり、露点があがる。
そうなると、湿度が１００％になる。
このとき、 霧が発生します。
きりは曇りのマーク ◎の真ん中の部分が塗られている ◉です。
雨のマーク●と曇りのマークを合体した形です。
雨が降っていないけれど、湿度１００％の雨の状態
これが霧なのです。
湿潤な空気と高気圧という組み合わせで起こる現象です。
こんな難しいこと、高校入試レベルで出るわけないじゃん
とおもっているそこのあなた、
それは甘いです。
これは千葉県で出題されています。
千葉県と愛知県はよく似ている
千葉県と大分県では多くの学校が中学校の教科書として大日本図書の「理科の世界」を採用しているので、それを使った問題がよく出題される。
２０１８年千葉県前期選抜の問題では大分県日田市の天気が出題された。
千葉県なのに大分県の問題が出る。教科書が同じだからよくあることだ。
そして、大分と佐賀と福井と熊本はよく似ている
などと出題傾向の似ている県を挙げてみるとどこでもこの、 ◉の問題は出題されてもおかしくない。（２０１８年千葉県前期試験参照）
霧に関しては次の動画で解説しています
霧の動画解説
思考力判断力を問われる問題で２０１６年の大阪の問題はよくできているので今日はこれを見てみよう。
大阪市に住むWさんは、ある年の6月28日の日没直後,西の空に二つの明るい星が接近して輝いてい るのを見つけ,次の観察を行った。図 I は,その時の二つの星のようすを示したものである。二つの星を 観察して,月や惑星の動きに興味をもったWさんは,北海道に住むEさんや沖縄に住むGさんと7月1 日に共同観察を行うとともに,天文現象や天体の位置関係について調べた。あとの問いに答えなさい。 ただし,この問題の中に書かれているできごとは,すべて同じ年に起きているものとする。
２０１５年の問題では生駒山地の太陽だけの問題だったがこの問題では北海道と沖縄と一緒に観察ということである。このことで緯度による見え方の違い、または経度による見え方の違いに関する問題なのかなぁと思いながら問題を読む。
北海道、大阪、沖縄どれも北半球である
【観察】 6月28日にWさんが二つの星のようすを望遠鏡で観察すると、より明るい方の星が,図II のように半月の形 より少し欠けており,金星であることが分かった。また, もう一つの星は,観察した結果から木星であることが分 かった。
今も日没直後に西の空に金星と木星が同じように見えている。
金星は宵の明星、上を北極として地球から見て左側にある。大きく欠けていることから、かなり近い。
【WさんとEさんとGさんとの共同観察】
・観察を始めたころの大阪は,つゆ(梅雨)の時期で,くもりや雨の日が多く,星の観察ができない 日が多くあった。そこで,Wさんは,a 北海道の札幌市に住むEさんと,沖縄の那覇市に住むG さ んにも観察をしてもらえれば観察の結果を入手できる可能性が高くなると考えて,EさんとGさ んに連絡を取り,7月1日の夕方の西の空における金星や木星のようすを共同観察することにし た。また,Wさんは,共同観察のための準備として,札幌,大阪,那覇のそれぞれの地点における ｂ7月1日の太陽の南中高度や南中する時刻,日の出時刻や日の入り時刻をインターネットであら かじめ調べたところ,観察する場所によって違いがあることが分かった。
・Wさんは、沖縄に住むGさんから,金星と木星とが大接近しているようすが観察されたという報告 を受けた。また,北海道に住むEさんからは,雨で観察できなかったという報告を受けた。
【Wさんが7月から 10月までの天文現象について調べたこと】
表I
7月から10月までの金星・木星・月の天文現象
7月 1日 金星と木星とが見かけ上,大接近する。
7月 2日 満月
7月10日 金星が前後数日の間で,最も明るく輝く。
8月14日 新月
8月中旬 このころ金星が見かけ上,太陽とほぼ同じ方向にある。
8月下旬 このころ木星が見かけ上,太陽とほぼ同じ方向にある。
9月22日 金星が前後数日の間で,最も明るく輝く。
10月26日 金星と木星とが見かけ上,再び大接近する。
(7月1日の大接近のときよりは,やや離れて見える。)
10月27日 満月
[Wさんが7月1日における各天体の位置関係について調べたこと】
・図IVは,7月1日における太陽と金星, 図IV 地球,木星の位置関係を模式的に表したものである。
・惑星の公転周期は,太陽に近い惑星ほど短く,太陽から遠い惑星ほど長い。
・図IVでは,金星,地球,木星はすべて 反時計回りに公転している。
・地球と太陽との距離を基準として金星、地球の公転軌道 と太陽との距離,および木星と太陽と地球 の距離を表すと,それぞれ次のようになる。
<<金星と太陽との距離≫
地球と太陽との距離の 0.7 倍
≪木星と太陽との距離≫
地球と太陽との距離の 5.2倍
木星の特徴
(1) 次のア~エは、太陽系の惑星の特徴や、惑星を望遠鏡で観察したときのようすについて述べたものである。ア~エのうち,木星の説明として最も適しているものはどれか。一つ選び,記号を○で囲みなさい。
ア 地球のすぐ外側を公転し,全体が赤っぽく,直径は地球より小さい。
この説明は火星の説明である
イ 表面に,平行なしま模様と大きな大気のうず(大赤斑)を観察することができる。
ウ 赤道付近に,大きな環(リング)をはっきりと観察することができる。
木星にもリングがあるが、大きく観測することができない。
これは土星の説明である。
エ 太陽から大きく離れることはなく,金星と同じような満ち欠けを観察することができる。
太陽から離れていないことから水星である。満ち欠けをする
答えはイ
北海道、沖縄は晴れていた理由
(2) 次の文は, WさんとEさんとGさんとの共同観察の中の下線部1の理由について述べたものである。 文中の （ ）に入れるのに適している内容を簡潔に書きなさい。
梅雨前線は5月に沖縄付近に現れ始め, 小笠原気団の発達とともに次第に北上していく。そのため, 沖縄では7月上旬ごろまでにはつゆ (梅雨)が（ ） 可能性が高い。また、北海道では一般につゆ (梅 雨) はないとされている。よって, 札幌市, 那覇市ともに大阪市より晴れる確率が高いだろうと考えた。
梅雨は北の湿って冷たいオホーツク海気団と南の湿って暖かい小笠原気団がぶつかることによって生じる。
沖縄では小笠原気団の勢力が大きくなるため、７月下旬には梅雨が明けていると考えられる。
北海道では、オホーツク海気団に包まれているので梅雨は存在しない
答え（明けている）
南中高度と南中時刻
(3) 次の文は,WさんとEさんとGさんとの共同観察の中の下線部ｂについて述べたものである。文中の (i) [ ], (ii) [ ]から適切なものをそれぞれ一つずつ選び,記号を○で囲みなさい。
札幌,大阪,那覇の各都市のうち,7月1日に太陽の南中高度が最も高くなるのは、(i) [ ア 札幌 イ 大阪ウ 那覇 ] であると考えられる。また,札幌,大阪,那覇の各都市のうち、7月1日に太 陽が南中するのが最も早いのは, (ii)エ札幌オ 大阪 カ 那覇 ]であると考えられる。
南中高度が高いのは、緯度が小さい所であるから沖縄の那覇
太陽が南中する時刻が速いのは一番東にある北海道の札幌である
ウエ
７月１日の大阪
(4) 大阪では7月1日の夕方はくもりであったため,月や惑星の観察は行えなかった。もし,この日の夕 方に大阪で月や惑星の観察が可能であったとすれば,日没迫後の月を観察したときのようすはどのよう であったと考えられるか,次のア~エのうち,最も適しているものを一つ選び,記号を○で囲みなさい。
７月２日に満月なので７月１日な１４夜になる。金星が見えるときには東の空から上り始めている時である。
ア 月は、西の空低くに観察される。
イ 月は,南の空高くに観察される。
ウ 月は,東の空低くに観察される。
エ 月は,地平線より下にあったため,観察できない。
選択肢ではウ
満月は何回あったか
(5) Wさんが7月から 10月までの天文現象について調べたことの中の表I は,多くの天文現象の中から一部を抜き出して作成したものであり,この間にあったすべての満月や新月の日が記されているもの ではない。表I中に記されている7月2日と 10 月 27 日の満月をふくめ、7月1日から10月 31 日まで の間に,満月となった回数は何回であったと考えられるか,求めなさい。
月についての記録
７月２日満月
８月１４日新月
１０月２７日 満月
月は約３０日で公転するので
７月２日
８月１日前後
８月３１日前後
９月２９日前後
１０月２７日
が満月になる
５回満月があった。
金星の形と大きさの変化
(6) 次の文中の(i) [ ] ~(iv) [ ] から適切なものをそれぞれ一つずつ選び,記号を○で囲みな
6月28日に望遠鏡で観察した金星は,観察の図 II のような形であった。この日以降,同じ望遠鏡で 金星の観察を続けた。7月中に行った観察では,金星の見かけ上の大きさは,次第に(i) [ ア 大きく イ 小さく］なっていき,形は,次第に(ii)[ウ ふくらんで半月の形ェ細くなって三日月 の形 ] に近づいていった。また,8月に入ると,金星は見かけ上,太陽と同じ方向に近づいていった ため,観察しにくくなったが,9月に入ると再び観察しやすくなった。9月に金星が観察できたのは, (ii) [オ明け方カ 夕方 ] の(iv) [ キ 東 ク西)の空であった。
金星は次第に地球に近づいて行ったと考えられるので、大きさは大きく、形は満ち欠けが大きくなって細くなっていった アエ
太陽と同じ方向に金星があるときから、また見えるようになった時は地球から見て右側に金星があり、東の空に明け方見えるようになる オキ
木星の見え方
(7) 8月中旬から9月中旬にかけては、木星も金星と同じように,見かけ上,太陽と同じ方向に近づいた ため、観察しにくくなった。くわしく調べると,木星が見かけ上,太陽に最も近づいたのは,8月27日 であることが分かった。この日の地球と木星との距離は,地球と太陽との距離の何倍になると考えられ るか,求めなさい。答えは小数第1位まで書くこと。ただし,金星,地球,木星はともに同じ平面上で 太陽を中心とした円軌道を公転しているものとする。
地球、太陽、木星が一直線上に並んでいる時がみかけ上最も近づいている。
地球と太陽との距離を１とすると太陽と木星の距離は5.2倍であるから、
（１＋５．２）＝6.2倍離れている。
太陽、惑星、月、地球が一直線上に並ぶ
(8) 8月14日は,新月であった。また,このころ金星が観察しにくかったのは,金足が太陽とほぼ同じ方向にあったためである。これらのことから,8月14日には,太陽,地球,月,金星の四つの天体が ほぼ一直線に並んでいたと考えられる。8月14日における太陽,地球,月,金星の四つの天体の並び 方を表しているものとして最も適しているものを,次のア~エから一つ選び,記号を○で囲みなさい。
新月は太陽の方向に月がある
金星が見えない時は地球と金星が一番近づいている。
金星の方が月よりも遠い
このことから 太陽 金星 月 地球の順である
ア太陽-金星-地球-月
イ 太陽-金星-月-地球
ウ金星-太陽-地球-月
エ 金星-太陽-月-地球
答えはイ
この観察で木星の公転軌道は反時計回りなのに、
７月１日と８月下旬の位置関係を見ると時計回りに周っているように見える。
そして１０月には明け方の東の空に金星があり、それと木星が見える
ということはさらに時計回りに周っている。
これはおかしいと思った人は、木星の公転周期を考えてほしい。
木星の公転周期はほぼ１２年
３か月間といえば１２年の公転周期から考えるとほとんど動いていないのと温くぁじである。
動かない木星に対して、地球は３か月で９０度反時計回りに動き、金星はそれよりも多く反時計回りに動く
すると、地球から見ると木星はあたかも時計回りに動いているように見えてしまうのである。
これについて出題されていないが、木星に関して７月１日よりも
そうすると、動かない木星は
