2020年度

豊島岡女子学園中学校<第3回>理科

くわしい解説すぐる学習会１ (1) 表の③・②・①の順に見ていくと，コイルの巻き数が，300・200・100と電池の個数【個】減っています。そこで，コイルの巻きコイルの巻き数【回】
数が0のらんを作ると，おもりの重さは360・420・480と，60ｇずつ増えておもりの重さ【ｇ】
いるので，コイルの巻き数が0のとき，おもりの重さは 480＋60＝540（ｇ）になります。

①②③11110100

200300540480420360

コイルの巻き数が0のときは，電磁石には磁力がないので，おもりの重さである540ｇと，磁石の重さがつり合っていることになり，磁石の重さは540ｇです。
表の①では，おもりの重さが480ｇですから，磁石の重さである540ｇとつり合っておらず，磁石の方が重くなっています。このままでは磁石が下がってしまう
ので，電磁石で 540－480＝60（ｇ）の力で反発させて，磁石が下がるのを防いでいるわけです。
磁石の下側がＮ極なので，電磁石の上もＮ極にして反発させることになります。
(2)(1)ですでにわかっている通り，磁石の重さは540ｇです。

(3)(1)ですでにわかっている通り，表の①では電磁石の反発する力は60ｇです。
①では，電池の個数が1個で，コイルの巻き数は100回になっています。

電池の個数が1個で，コイルの巻き数が100回のときは，電磁石の力は60ｇであることがわかりました。
②では，おもりの重さは420ｇになっています。
磁石の重さは540ｇですから，電磁石には540－420＝120（ｇ）の反発する力がはたらいています。
②では，電池の個数が1個で，コイルの巻き数は200回になっています。
電池の個数が1個で，コイルの巻き数が200回のときは，電磁石の力は120ｇであることがわかりました。
①と②をくらべると，巻き数が2倍になれば，電磁石の力も2倍になることがわかります。
また，①と③をくらべると，巻き数が3倍になれば，電磁石の力も3倍になることもわかります。

-1-つまり，巻き数が2倍，3倍，……になると，電磁石の力も2倍，3倍，……になることがわかりました。
同じようにして，①と④をくらべたり，①と⑥をくらべると，電池の個数が2倍，3倍，……になると，電磁石の力も2倍，3倍，……になることがわかります。
(3)では，電池の個数が①のときの4倍で，巻き数が①のときの2倍ですから，電磁石の力は 4×2＝8（倍）になり，①のときは電磁石の力が60ｇでしたから，(3)での電磁石の力は，60×8＝480（ｇ）になります。
磁石の重さは(1)で求めた通り540ｇですが，電磁石の反発する力が480ｇあるので，おもりの重さが 540－480＝60（ｇ）ならばつり合うことになります。
(4)(1)ですでにわかっている通り，電池の個数が1個で100回巻きの場合は，電磁石の反発する力は60ｇです。
また，(3)で，巻き数が2倍，3倍，……になると，電磁石の力も2倍，3倍，……になること，電池の個数が2倍，3倍，……になると，電磁石の力も2倍，3倍，…
…になることがわかりました。
(4)では，電池を2個にして，巻き数を300回にしたのですから，1個で100回巻きのときの，2×3＝6（倍）になり，60×6＝360（ｇ）になることがわかります。
ただし今回は電池の向きを逆向きにしたので，反発する力ではなく，引き合う力が360ｇです。
磁石の重さは540ｇですが，電磁石が360ｇの力で引き合うので，おもりの重さは 540＋360＝900（ｇ）にする必要があります。

(5)①②

ハンドルから手ごたえを感じるのは，豆電球を明るくするためのエネルギーが，手を回すことによって得られるからです。
スイッチを切ったら豆電球を明るくする必要がなく，回す必要もなくなるので，手ごたえは少なくなります。よって「あ」が正解です。

豆電球よりも発光ダイオードの方が，少ない電流で光ります。
よって，発光ダイオードを光らせるには，豆電球ほどのエネルギーが必要ではないので，手ごたえは少なくなります。よって「あ」が正解です。
1③

豆電球が1個のときの電流を1とします。
手回し発電機も，1の電流が流れるように回す必要があります。
豆電球を2個並列につないだときに，それぞれが1個のときと同じ明るさにするためには，2個の豆電球とも1の電流を流す必要があります。
すると手回し発電機には，2の電流が流れるように回す必要があので，答えは「い」になります。

-2-発
1
1
1発
2

(6) おもりの重さは300ｇで，磁石の重さは(1)で求めたように540ｇですから，磁石を止めておくには，540－300＝240（ｇ）の反発する力が出るように，手回し発電機を回していたことになります。
①

回す速さをさらに速くすると，反発する力が240ｇよりも大きくなりますから，磁石は上に動き出し，おもりは下に動き出します。答えは「い」です。

② 回すのをやめると，反発する力がなくなり，磁石の重さをおもりが支えきれなくなり，磁石は下に動き出し，おもりは上に動き出します。答えは「あ」です。

-3-

２ (1) 集気びん１には，空気が入っています。
1ぐらいふくまれています。
5
集気びん２には，ちっ素：酸素＝1：1 の混合気体が入っています。
1
集気びん２に入っている酸素は全体の です。
2
集気びん２の方が，酸素が多く入っているので，より激しく燃えます。
よって答えは「う」になります。

空気中に酸素は(2) 集気びんの口の部分には空気中の酸素もあるので，燃焼の三要素がすべてあることになり，火がつきます。
しかし集気びんの中までろうそくの火を入れると，集気びんの中はブタンで満たされているので酸素がなく，火は消えます。
そのようなことが書いてある文は，「う」です。
(3) 集気びんの口の部分には空気中の酸素もあるので，燃焼の三要素がすべてあることになり，火がつきます。
しかし集気びんの中までろうそくの火を入れると，集気びんの中は水素で満たされているので酸素がなく，火は消えます。
そのようなことが書いてある文は，「う」です。
(4)

このような問題では，反応式をしっかり書いておく必要があります。

硫黄が燃えると，酸素と結びついて二酸化硫黄ができます。
10ｇの硫黄が燃えて20ｇの二酸化硫黄ができるのですから，次のような反応式になります。
硫黄 ＋ 酸素10ｇ

二酸化硫黄20ｇ

反応前と反応後の重さは等しいので，反応式の酸素の重さは，20－10＝10（ｇ）です。
硫黄 ＋ 酸素
10ｇ
10ｇ

二酸化硫黄……（ア）20ｇ

また，二酸化硫黄が酸素と結びつくと三酸化硫黄ができます。
20ｇの二酸化硫黄が酸素と結びつくと25ｇの三酸化硫黄ができるのですから，次のような反応式になります。
二酸化硫黄 ＋ 酸素
20ｇ

三酸化硫黄25ｇ

反応前と反応後の重さは等しいので，反応式の酸素の重さは，25－20＝5（ｇ）です。

-4-

二酸化硫黄 ＋ 酸素
20ｇ
5ｇ

三酸化硫黄……（イ）25ｇ

また，三酸化硫黄は水と結びつくと硫酸だけができます。
三酸化硫黄 ＋ 水硫酸（三酸化硫黄ではなく）二酸化硫黄10ｇから得られる硫酸は15ｇです。
二酸化硫黄10ｇという数値は，（イ）の式の数値の半分ですから，酸素と結びついてできる三酸化硫黄は 25÷2＝12.5（ｇ）になり，その12.5ｇの三酸化硫黄が水と結びついて，15ｇの硫酸になります。
三酸化硫黄 ＋ 水
12.5ｇ

硫酸15ｇ

反応前と反応後の重さは等しいので，反応式の水の重さは，15－12.5＝2.5（ｇ）です。
三酸化硫黄 ＋ 水
12.5ｇ
2.5ｇ

硫酸……（ウ）
15ｇ

以上（ア），（イ），（ウ）の反応式を利用して，(4)(5)の問題を解いていきます。
硫黄10ｇ＋ 酸素
10ｇ

二酸化硫黄……（ア）20ｇ

二酸化硫黄 ＋ 酸素
20ｇ
5ｇ

三酸化硫黄……（イ）25ｇ

三酸化硫黄 ＋ 水
12.5ｇ
2.5ｇ

硫酸15ｇ

……（ウ）

(4)では，10％の硫酸水よう液が120ｇあります。
硫酸は，120×0.1＝12（ｇ）ふくまれています。
（ウ）の反応式では，硫酸が15ｇですから，12÷15＝0.8（倍）です。
よって三酸化硫黄の重さも0.8倍になり，12.5×0.8＝10（ｇ）です。
（イ）の反応式では，三酸化硫黄は25ｇですから，10÷25＝0.4（倍）です。
よって二酸化硫黄の重さも0.4倍になり，20×0.4＝8（ｇ）です。
（ウ）の反応式では，二酸化硫黄は20ｇですから，8÷20＝0.4（倍）です。
よって硫黄の重さも0.4倍になり，10×0.4＝4（ｇ）必要なことがわかりました。
(5)

硫酸が120ｇできたのですから，（ウ）の反応式の，120÷15＝8（倍）です。
よって水の重さも8倍になり，2.5×8＝20（ｇ）になります。

-5-

３ (1) からだに節があるのは，節足動物です。
節足動物は，こん虫類・甲かく類・クモ類・多足類に分けられます。
「あ」～「と」の中では，「あ」アゲハチョウ…こん虫類「う」アメリカザリガニ…甲かく類「え」アメンボ…こん虫類「き」オオカマキリ…こん虫類「た」ミジンコ
…甲かく類
「て」ヤゴ
…こん虫類
以上が，節足動物になります。
ミジンコはプランクトンですが，甲かく類のなかまです。ヤゴは，トンボの幼虫です。
水辺や水中で生活するのは，「う」「え」「た」「て」です。
(2)

たとえばカエルは，ふ化後しばらくはオタマジャクシなので，えら呼吸をします。そしてカエルになったら，肺呼吸になりますから，この問題は，カエルのような両生類を答える問題です。
両生類は，「か」イモリ，「そ」ヒキガエルがあてはまりますから，答えは「か」「そ」です。
イモリは両生類，ヤモリはハチュウ類であることを覚えておきましょう。

(3)

背骨を持つということは，セキツイ動物です。
体温を一定に保つしくみがあるのは，ホニュウ類と鳥類です。
体温を一定に保つしくみがないのは，ハチュウ類・両生類・魚類です。
ハチュウ類・両生類・魚類のうち，からをもつ卵をうむのはハチュウ類です。
よってこの問題は，ハチュウ類を答える問題です。
ハチュウ類は，次の4種類です。
「い」アオダイショウ（ヘビです）「お」イシガメ「け」カナヘビ「と」ヤモリ
よって答えは「い」「お」「け」「と」です。

(4)

夏鳥には，ツバメ・カッコウ・ホトトギスなどがいます。
答えは「す」のツバメです。

-6-

(5)①

ａはミドリムシで，動物性と植物性の両方の性質を持ちます。
ｂはふつうボルボックスといいますが，和名がオオヒゲマワリです。動物性と植物性の両方の性質を持ちます。
ｃはゾウリムシで，単細胞生物です。
答えは，ａが「ち」，ｂが「く」，ｃが「し」です。

②

覚えておくしか方法がないですね。答えは，ｂ，ｃ，ａです。

③

Ａは普通の光学けんび鏡です。
Ｂは解ぼうけんび鏡です。
Ｃはそう眼立体けんび鏡です。両方の目で見ることができるようになっていて（双眼），立体的に見ることができるので，メダカの卵を立体的に観察するときに使います。
Ｄはルーペです。
答えはＣ，ねです。

-7-

４ (1) 図１を見ると，太陽は真東から出て真西にしずんでいます。
ですから，記録日は春分の日か秋分の日です。
また，正午に太陽が真南に見えたのですから，東経135度の地点です。
よって記録日の答えは「あ」「う」，観測地は「き」です。
(2) 図２は，図１と同じ日の同じ観測地ですから，春分の日か秋分の日の明石でのようすです。
太陽は午前6時に真東から出て午後6時に真西にしずみます。
よって太陽が真東に見えていたときの時計の短針は，「6」を指しています。
(3) 太陽は正午に真南に見えているので，図２の時計の「12時の方角」が，真南の方角です。
太陽は24時間で1まわり＝360度動くので，1時間あたり 360÷24＝15（度）動きます。
4時間で 15×4＝60（度）動きます。
「12時の方角」から60度動くと，時計の文字盤のちょうど2目もりぶん動いて，「2時の方角」に太陽が見えることになります。
(4)

午前8時に，太陽が「8時の方角」にあるなら，正午は午前8時の4時間後なので，1時間に15度ずつ動いて，4時間で 15×4＝60（度）動きます。
「8時の方角」から60度動くと，時計の文字盤のちょうど2目もりぶん動いて，「10時の方角」に太陽が見えることになります。

(5) 午後4時に，自分の影が「4時の方角」にあったのですから，太陽は反対側の，「10時の方角」にありました。
午後6時に太陽は真西にしずむのですから，あと 6－4＝2（時間）後の太陽の方角を答えればよいことになります。
太陽は1時間に15度ずつ動いて，2時間では 15×2＝30（度）動きます。
「10時の方角」から時計回りに30度動くと，時計の文字盤のちょうど1目もりぶん動いて，「11時の方角」が真西になります。
(6) 春分・秋分の日の太陽の南中高度は，「90度－その土地の緯度」で求めることができます。
問題文には，南中高度は55.3度と書いてあったので，この土地の緯度は，北緯90－55.3＝34.7（度）になります。
北極星は，真北の方角に見えて，高度はその土地の緯度と同じ数値になります。
図４では，西が「11時の方角」だったので，北は「2時の方角」です。
よって，見える方角は「2時」で，高度は34.7度になります。

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