思考をさらに深める

全国学力・学習状況調
査の一部を取り上げ，物質による溶解度のちがい 全国学力学習状況調査解説を掲載しています。
①実験の内容を読み取る

問題例

同じ質量の炭酸水素ナトリウムと硫酸ナトリウムを，同じ温度・同じ質量の水に溶かした。

A さん：炭酸水素ナトリウムと硫酸ナトリウムは，水に溶ける量に違いがあるのかな。
B さん：2 本の試験管を用意して，一方には炭酸水素ナトリウムを，他方には同じ質量の硫酸ナトリウムを入れて，40℃の同じ量の水を加えて溶かしてみよう。
A さん：どちらに何を溶かしたのか，わからなくなったよ（下図）。

片方の試験管に炭酸水素

B さん：40℃の溶解度の表から，溶け残った質量が大きい物質はナトリウムを，もう片方ね。だから，炭酸水素ナトリウムを溶かした方はには硫酸ナトリウムを同YXだの試験管だね。

じ質量入れて，同じ量の右の試験管左の試験管水で溶かしたんだね。

②問われていることを読み取る
溶け残る質量が多いのはどちらの物質か。

溶け残った物質→物質による溶解度のちがいから，とけ残る量のちがいを考える。
表に示された 40℃での溶解度の値を手がかりに考えるんだね。

とけ残りが多い物質がどちらか

炭酸水素ナトリウム

硫酸ナトリウム12.748.1※ 40℃での溶解度わかれば，図からどちらの試験

問い 上の管かわかりそうだ。

イから １つ選びなさい。

③表から情報を読み取る

X， Yに当てはまる正しいものを，それぞれ下のア，Ｘ

ア

炭酸水素ナトリウム

イ

硫酸ナトリウムＹ

ア

左イ

右それぞれの物質の溶解度を読みとる。

④問われていることにそって考える
溶 解 度 は，「100の溶け残る質量が多いのはどちらの物質か。

水に溶ける物質の質量」
だったよね。

溶解度の数値が小さい炭酸水素ナトリウムのほうが，たくさん溶け残るはずだ。
40℃の水 100にとける量は，炭酸水素ナトリウム

12.7

硫酸ナトリウム48.1だ。硫酸ナトリウムのほうが溶けやすいね。

図を見ると，溶け残りの体積が大きいのは，左の試験管だ。
密度に差がないと仮定すれば，体積が大きい方が質量が大きいはず。炭酸水素ナトリウムを入れたのは左だね！

正解→ p.67，68 溶解度によって物質を区別できる。

X：ア

Y：ア243思考をさらに深める

高校入試などの頻出問
題，かつ，従来教科書ヘルツの計算 高校入試では扱わなかった内容①振動数の意味を確認するを取り上げています。

②1 回振動する時間を読みとる

振動数は，「1 秒間あたりに振動する回数」であり，その回数を表す

1 回振動する時間をグラフから数字に単位ヘルツ（Hz）をつけて表す。

読み取る。

グラフで，山から山までが，グラフは，1 回振動するのに1 回の振動（1 つの波）だね。
もし，1 秒間に 100４目盛り分の時間がかかって1 回の振動（1 つの波）い る。1 目 盛 り が 0.0005

回 振 動 し て い た ら，

秒だから，1 回振動する時間100Hz だね。

は，0.0005×4＝0.002
より，0.002 秒だ。

問題例〈実験操作〉

図１
弦

右の図１のように，モノコードに弦をはり，木片をモノコードと弦Ａの間に入れる。このとき，弦が木片と接する点を A，固定した弦の一端をＢとする。ＡＢ間の中央をはじいたときに出る音をオシロスコープで観測し，オシロスコープの画面の横軸の１目盛りが 0.0005 秒となる

木片Ｂ

モノコードように設定したときに表示された波形を記録する。
図２は，操作で記録した音の波形であり，音の振動数を求めると，

問いＸであった。

Ｘ

図２に入る数値として最も適当なものを，次のア〜エから１つ選びなさい。
ア200

イ500

ウ2000

エ

5000

③１秒間あたりの波の数を求める
1 回振動する時間から，1 秒間に振動する数を求める。

1 秒間に 0.002 秒が何個あるか求めればいいよ。
次の式で計算できる。

1 回の振動（0.002 秒）……

1秒───── ＝ 5000.002 秒

1 回振動する時間が 0.002 秒であ1 秒間に 0.002 秒の振動ることから，1 秒間に振動する数を（波）が 500 回あるから，求めるにはどうすればいいかな？

1秒振動数は 500Hz だね。

正解

246

→ p.127

波形と音には関係がある。

500Hz

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高校入試等で頻出の計算問題の解き方を説明

地震の発生時刻／緊急地震速報 高校入試しています。
①P 波の速さを求める②S 波の速さを求める

２地点における，震源からの距離の差，P 波の到着２地点における震源からの距離の差，S 波の時刻の差に注目し，P 波の速さを求める。

到着時刻の差に注目し，S 波の速さを求める。

A 地点の震源からの距離−

B 地点の震源問いを解くために，S 波の速さも必要かもしれなからの距離い。求めておこう。

＝72 km − 60 km ＝ 12 km
A 地点で初期微動−がはじまった時刻…①

A 地点で主要動がはじまった時刻

B 地点で初期微動がはじまった時刻＝49 分 18 秒 − 49 分 16 秒 ＝ 2 秒

B 地点で主要動がはじまった時刻＝49 分 30 秒 − 49 分 26 秒 ＝ 4 秒……④①，④より，主要動をもたらした S 波は，12……②km の距離を 4 秒で進むから，①，②より，初期微動をもたらした P 波は，12 km の距離を 2 秒で進むから，

S 波の速さ ＝

12 km
P 波の速さ ＝ ─── ＝ 6 km/s
2s−……③12 km─── ＝ 3 km/s
4s……⑤となる。とわかる。

問題例
問1

表の地震の発生時

刻として最も適当なものを，次のア〜エから１つ選んで，その符号を書きなさい。必要が地点

震源からの距離

初期微動が始まった時刻

主要動が始まった時刻

Ａ72km8 時 49 分 18 秒

8 時 49 分 30 秒

Ｂ60km

8 時 49 分 16 秒

8 時 49 分 26 秒

Ｃ96km

8 時 49 分 22 秒

8 時 49 分 38 秒

あれば，右の方眼紙を

ア．8 時 49 分 4 秒

イ．8 時 49 分 6 秒

利用してもよい。

ウ．8 時 49 分 8 秒

エ．8 時 49 分 10 秒

③P 波の速さをもとに地震発生時刻を求める
P 波が震源から A 地点まで進むのにかかった時間を求め，何秒前に地震が発生したか求める。
計算だけで解けたね。

震源から A 地点までの距離
72 km
───────────── ＝ ─── ＝12s
P 波の速さ6km/s

問題文には「必要があれば右の 方 眼 紙 を 使 用 し て も よ い」

A 地点に P 波が届いた初期微動開始時刻の 8 時 49 分 18 秒のと書かれているけど，どのよ12 秒前に震源で P 波が発生したとわかる。

うなグラフをかいて利用する

49 分 18 秒 − 12 秒 ＝ 49 分 6 秒のだろう。（次ページへ続く）……⑥

正解 問 1 イ．

248→ p.124速さの式を変形して，距離と速さを式に当てはめる。

→ p.182

P 波と S 波は，震源から同時に発生する。

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高校入試や学調でよくみかける「傾いた地層」

高地形図のスケッチと地図から，地層が傾いている向きを考える問題。

高

地層の広がりと傾き③ 全国学力学習状況調査の問いの考え方を説明①問いの内容を読み取る
しています。

露頭 Q
低150

水平100

低

②地図と露頭のスケッチの関係を読み取る

地形図に，露頭 Q の地形図の露頭の位置に，露頭のス路

察

ケッチを向きを合わせて置いたとき

観

露頭 P

スケッチを重ねるに川は，上図のように，スのようすを想像する（右図）。

ケッチを 90°回転させて考えればいいね。

地形図で露頭 P を見る
向きと，露頭 P のスケッチの向きは合っている凝灰岩の層が南に向かって低くなるから，右図のようにスケッチを置いて考えれ凝灰岩の層が観察路の高さに近くなるばいいね。

③地層の傾きを考える

上の図で，露頭 P

上の図で，露頭 Q が傾いている

地形図を見て東西南北の方位を確認の地層は水平だか

向きを考えると，地層は，北からし，地層がどちらの方位からどちらのら，地層は東西方南に下がるように傾いているとわ向に水平だね。

かる。

方位へ低くなっているか考える。
問題例
博物館の観察会に参加しました。
学芸員：この地域には，堆積岩が分布しています。
地層の傾きについて考えましょう。

A さん：露頭をルートマップの矢印の向きから観察して，スケッチしました。
観察した地層には，特徴的な灰色の凝灰岩の層がありました。
B さん：露頭 P と露頭 Q の位置関係とスケッチから，この地層はXに下がるように傾いていると考えられます。
フィールドノートの一部

ルートマップの一部

露頭 Q のスケッチ

露頭 P のスケッチ
でいがん泥岩

露頭 Q

150

約１m
約１m
約２m

灰色の凝灰岩の層（厚さ 5cm）

砂岩
れき岩
白色の凝灰岩約１m
約 1.5m

100

露頭 P

路

察

観川

問い
X に当てはまる適切なものを，下のアからエまでの中から 1 つ選びなさい。
ア 北から南イ 南から北ウ 西から東エ 東から西正解

252→ p.174

かぎ層に注目して，地層の広がりを推定する。

→ p.175 平面図から立体的な地層の広がりを考える。

ア思考をさらに深める

学校の実験では扱わないものの，問題集や高未反応の物質の質量 高校入試

校入試などで頻出の計①反応前後の物質を明らかにする算問題も取り上げてい反応（加熱）前後の物質を書き出してみる。次のようになっている。
ます。
マグネシウム+Mg

酸素→酸化マグネシウム 〔＋未反応のマグネシウム〕

O2MgO

〔Mg〕

１〜２回目の加熱では未反応のマググラフが平らになった３〜５回目の加熱では，ネシウムがあることに注意しよう。

未反応のマグネシウムがないことがわかる。

問題例
図１

図２2.5
けずり状のマグネシウム ステンレス皿

2.0

加熱後の物質の質量〔実験〕
図 1 のように，1.2 のけずり状のマグネシウムをステンレス皿に入れた。この後，ガスバーナーで 3 分間加熱し，冷ましてから，加熱後の物質の質量を調べる操作を，その質量が増加しなくなるまで繰り返した。図 2 は，加熱した回数と加熱後の物質の質量の関係をまとめたものである。

1.5
1.0

＜実験＞について，次の問いに答えなさい。
マグネシウムの１回目の加熱後に，まだ酸化されていないマグネシウムの質量は何 か，求めなさい。
問 2 マグネシウムが燃焼する変化を，化学反応式で表しなさい。

〔〕
0.5問10012345

加熱した回数〔回〕②MgO をつくる Mg と O の質量の割合を求める③未反応の Mg の質量を３回加熱後の数値を用いて，結びついた酸素の質量をムの質量をとして立式する

1 回加熱後の物質にふくまれる未反応のマグネシウとして式を立てる。

求め，MgO をつくる Mg と O の質量の割合を求める。
結びついた O の質量……1.8 − 1.2 ＝ 0.6
反応前の Mg の質量……1.2

MgO の質量……………… 1.8 −

加熱後の MgO の質量……2.0②で求めた比をもとにすると，質量について次のこの２つの質量の差が結びついた酸素の質量だか関係が成り立つ。
1.8 −ら，結びついた酸素の質量…2.0 − 1.2 ＝ 0.8
よって，MgO をつくる Mg と O の質量の割合は，Mg の質量：結びついた O の質量＝ 1.2：0.8 ＝ 3：2となるね！

： 0.6 ＝ （3＋２）：2比の等式は分数の等式と同じだから，上の式は５1.8 −──── ＝ ──20.6のようにして計算できる。
＝ 0.3となる。

正解

276→ p.48 結びつく物質の質量の比は一定になる。

問 1 0.3

問 2 2Mg+O2→2MgO→ p.48 結びつく物質の質量に過不足があると，多い方が余る。

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高校入試などで定番の光合成の実験を解説し

ふ入りの葉での条件の比較 高校入試ています。
①実験の目的と方法を考える②光を当てる前の操作を考える（問 1）

実験の目的は，「光」「葉緑体」の条件を変える方法

光合成が起こったことを知るには，葉に光を当てるによって，光合成が起こる条件を調べること。

前にどうすればよいか考える。

葉の一部をアル

白い部分に葉緑体

1 日中葉に光を当てそのあとで光を当て

ミニウムはくでがない「ふ入りのないでおくと，葉のて，ヨウ素液の反応おおって，光合葉」を使って，光デンプンが使われたが出れば，実験中に成に光が必要か合成に葉緑体が必り他の部分へ運ばれできたデンプンであ調べる。

要か調べる。

たりしてなくなる。

るとわかるね。

問題例
太郎さんは光合成について調べるために，ふ入りの葉（→p.86 側注❶）をもつ鉢植えの植物を使って，次のような実験をした。
右の図のように，ふのある葉を選び，葉の一部d（アルミニウムはくをアルミニウムはくで表でおおうふの部分）
アルミニウムはく
裏ともにおおい，ある操でおおう部分
作 を お こ な っ た。そ のc（アルミニウムはく後，その葉に十分に日光でおおう緑色の部分）を当てた後，その葉を切 a（色のうすいb（緑色の部分）部分）り取り，アルミニウムはくをはずして熱湯につけてから，90℃のお湯であたためたエタノールにつけた。その葉を水洗いした後，ヨウ素液につけてその反応を観察した。その結果，図Ⅰ中の a〜 d で示した部分のうち，b の部分だけが青紫色になった。その後，b の部分の表皮の細胞を顕微鏡で観察した。
これに関して，次の問いに答えなさい。

下線部「ある操作」とあるが，これは葉にあるデンプンをなくすために行った。どのような操作か，次のア〜エのうち，最も適当なものを一つ選んで，その記号を書け。
ア．葉の裏面のアルミニウムはくでおおっていない部分にワセリンをぬった
イ．透明なポリエチレンの袋を，鉢植えの葉全体にかぶせた
ウ．水を十分にあたえたエ．鉢植えの植物を一日暗室に置いた

問1

次の文は，太郎さんが実験結果をもとに光合成について述べようとしたものである。文中の P，Q の内にあてはまる図中の a 〜 d の記号を書け。
図Ⅰ中の b の部分と P の部分を比べることによって，光合成には光だけでなく，葉の緑色の部分も必要であることがわかる。また，図Ⅰ中の b の部分と Q の部分を比べることによって，光合成には葉の緑色の部分だけでなく，光も必要であることがわかる。

問2③各部分の条件を整理する（問 2）④各条件が必要とわかる組み合わせは？（問 2）「葉緑体があるか」「光が当たるか」の条件が a〜d１つの条件だけが異なり，他の条件が同じ 2 か所を見つの各部分でどうなっているか整理する。

ける。

整理すると右図のようになっている。
d 光なし，葉緑体なし

c 光なし，葉緑体あり
a 光あり，葉緑体なし

a と b を比べると，b と c を比べると，葉緑体のある b だけ

光の当たる b だけヨ

ヨウ素液の反応が起ウ素液の反応が起ここるから，葉緑体がるから，光が必要と必要とわかるね。

わかるね。

b 光あり，葉緑体あり

正解

278→ p.86 対照実験は，調べたい条件
以外の条件をそろえて行う。

問1 エ

問 2 Ｐ：aＱ：c277

思考をさらに深める

考え方のポイントを，わかりやすく段階的に上昇気流と雲のでき方示しています。

全国学力学習状況調査①問題文を読んで内容を読み取る
資料を読んで気象状況を

図 1 の写真を見ると，図２の天気図を見

表 か ら，24 日

知り，問いの内容をつかS 島の周囲は雲がない

る と，低 気 圧 や 前の湿度は他の日む。

が，島の上空だけ雲が線による雲ではなより高めであるできている。

いことがわかるね。

こともわかる。

②選択肢を読んで正しいか考える
ア〜エを読み，それぞれの説明が正しいかどうか考える。
島の周囲は海だから，空気は水蒸気を多くふくむ。図２から南問題例
Aさんの学級では，先生が飛行機に乗ったときに撮影した写真や天気図などの資料をもとに気象 について学習しました。
◯ 図１は，1月24日に南側から撮影したS島の写真。
◯ 図２は，S島を撮影したときの天気図。
◯ 図３は，S島を撮影したときの，風の方向に沿ったS島の断面図。
◯ 表は，S島の1月23日から1月25日までの１日の平均気温と１日の平均湿度の記録。

西の風がふいている。図 3 から，

低1006

島の中央に向かって標高が高くなっていて，風がふくと，斜面にそって上昇気流ができるね。

高1024だから，「ア」は正しいと言え
高1024

るよ。
S島
図１

空気が上昇するとまわりの気圧温度が下がるよ。だから，「イ」は正しいと言える。

風のふく方向風上
高さが下がるから，空気が膨張して

図２

風下1000（m）

50000

空気が冷やされると，温度が下がっていって，いずれ露点に達も正しいと言えるよ。

蒸気になると考えたんだね。正しくは，空気の温度が露点に達したとき，水蒸気が冷やされて水 滴 に な る ん だ っ た ね。「エ」が誤りだね。

表

1月23日1月24日

1月25日

１日の平均気温（℃）

5.9

9.2

12.6

１日の平均湿度（％）

667164

問い Aさんは，S島の上空だけに雲ができることに疑問をもったので，図２，図３と表をもとに，その理由を下のアからエのように考えました。その理由を見直したところ，誤りに気づきました。誤りのあるものを下のアからエまでの中から１つ選びなさい。また，選んだものを正しく書き直しなさい。
ア 水蒸気を比較的多くふくんだ空気のかたまりは，S島の山の斜面に沿って上昇する。
イ 上昇した空気のかたまりが膨張し，温度が下がる。
ウ 空気のかたまりの温度が，露点に達する。
エ 水滴が冷やされて水蒸気になり，雲ができる。

正解→ p.208 雲は上昇気流があるところで発生する。

10

図３

表することになるね。だから，「ウ」

A さんは，水滴が冷やされて水5距離（km）

エ

水蒸気が冷やされて水滴（氷の粒）になり，雲ができる。

287

「仮説の検証」が問いに思考をさらに深めるなったとき，どのよう結果と考察の適切さ③ 全国学力学習状況調査に考えるか解説してい①実験の内容を読み取るます。

アリは，「においの物質」を地面

【課題】
【実験】
【結果の予想】を読み取り，実験の内容をつかむ。に付けながら歩いているんだね。

この実験の課題は，アリは嗅覚による情報をもとに行列をつくるかどうかを調べる。

問題例『ファーブル昆虫記』を読んで，アリの行列のつくり方に興味をもち，科学的に探究しました。

地面を手でこすることで「においの物質」が消えると考えて，実験の操作 A，B を計画したようです。

アリは嗅覚による情報をもとに行列をつくるならば，「においの物質」を消せば，行列をつくらないと予想したんだね。

レポートの一部【調べたこと】アリは，腹部の先から「においの物質」を出し，地面に付けながら歩く。
【課題】
アリは，嗅覚による情報をもとに行列をつくるか。
【実験】① アリをつぶさないように２枚の透明な板で行列を分断する。
② 操作Aと操作Bを行った後のアリの行動を比較する。
操作 A

操作 B

約 50cm

約 50cm

地面を手でこすった後，板を取る

何もせず板を取る②予想と異なるときの考察を行う
予想と異なり，操作 A，B のどちらでも行列をつくった場合，どのように判断すればよいかを考える。

透明な板

予想と異なる結果が出たのだから，「嗅覚による情報をもとに行列をつくる」という仮定が間違っていたのかな。
アリの種類によっては，臭覚でなく視覚による情報をもとにして行列をつくるとか …

その可能性もあるね。でもその前に，意図したとおりに実験ができていたかどうかを確認してみる必要があるよ。

操作 A で地面を手でこすって「においの物質」を消そうとしているけれど，「においの物質」が消えていなかった可能性がある。

【結果の予想】
嗅覚による情報をもとにしていれば，操作Aは行列をつくらず，操作Bは行列をつくるだろう。
予想と異なる結果が出る場合について考える場面
もし【結果の予想】と異なり，操作Aも操作Bも行列をつくる結果になった場合は，どのように考えればよいですか。
私は，嗅覚による情報をもとにしていないと考えます。
私は，アリの種類を変えて同じ操作で確かめるとよいと考えます。
私は，操作Aで，いかと考えます。

Rことができなかったのではな

もし「においの物質」が消えていなかったら，実験結果から正しい結論が得られないね。

問い

Rに当てはまる適切な言葉を書きなさい。

正解

手でこすっても，においの物質を取り除く

指で地面をこする以外の方法も試してみなければ結論が出ない。

→ p.119 感覚器官で刺激を受け取る。

→ p.86 対照実験は，調べたい条件以外の条件をそろえて行う。

291