【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