未来への架け橋≪令和２年度版≫

実験の結果を比較し，光合成を行うために必要な物質や環境条件を考察する問題（問２）

意識して行われる反応のほうが刺激を受けてから反応するまでの時間が長い
理由を，刺激の信号が伝わる経路の違いに着目して説明する問題（問４）

光合成について調べるために，鉢植えしたアサガオの，ふ入りの葉を使って実験を行った。
下の内は，その実験レポートの一部である。
【手順】
図１のように，葉の一部を表裏ともにアルミニウムはくでおおい，暗いところに一晩置いた後，十分に光をあてる。次に図２のように，茎から葉を切りとり，アルミニウムはくをはずして，あたためたエタノールにひたす。最後に，エタノールから葉をとり出して水洗いし，ヨウ素液につけ，葉の色の変化を観察する。
【結果】
図１
図２

【考察】
〇 ＡとＣの結果を比べると，光合成を行うためには，（ア）が必要だとわかった。
〇 イ[( )と( )]の結果を比べると，光合成を行うためには，光が必要だとわかった。

問２ 【考察】の（ア）に，適切な語句を入れよ。また，イ[(葉の部分を，Ａ～Ｄから選び，記号で答えよ。

)と()]のそれぞれの（）にあてはまる

次のように考えて解きます。
次のように考えて解きます。
① 反応1と反応２について、皮ふが刺激を受けとってから筋肉が動くまでの信号が伝わる経路のちがいを明らかにして、反応するまでの時間の差を考える。

①【結果】を、「光」と「緑色の部分」の条件の有無で整理する。
図２の
葉の部分

ヨウ素液による葉の色の変化

光があたる

緑色の部分がある

Ａ青紫色になった。

○○

Ｂ変化しなかった。

×○

Ｃ変化しなかった。

○×

Ｄ変化しなかった。

××◆（ア）について② ①で整理した表をもとに、ＡとＣの条件を比べ、異なっている条件から、（ア）に入る語句を考える。
・ＡとＣで異なっている条件⇒ 緑色の部分があるかないか
正答：緑色の部分

考え方のポイント反応１・対照実験では、調べたいことの条件のちがいが、結果のちがいにあらわれるため、結果と条件とを対応させて考えます。

・反応１と反応２における、感覚器官からの刺激の信号が伝わる経路のちがいと、反応するまでの時間の差とを関係付けて考えます。

必要な知識や技能必要な知識や技能

光合成■ 光合成は葉緑体で行われており、「ふの部分」には、葉緑体がない。

反応2光のエネルギー

せきずい → 運動神経 → 運動器官(筋肉)

葉緑体
水 ＋

＜刺激の信号の伝わり方＞■刺激に対する反応⇒ 感覚器官 → 感覚神経 → せきずい → 脳 →二酸化炭素

デンプン ＋など■刺激に対して意識とは関係なく起こる反応【反射】酸素■ヨウ素液で、青紫色に変化する。

◆イ【（ ）と（ ）】について③ ①の整理した表をもとに、「光」の条件のみが異なっていて、光があたることによって葉の色が青紫色に変化しているＡ～Ｄの組み合わせを考える。
・「光」の条件のみが異なる組み合わせ⇒ ＡとＢ または ＣとＤ

考え方のポイント・光があたることによって葉の色が青紫色に変化している組み合わせ⇒ ＡとＢ
正答：イ[（Ａ）と（Ｂ）]⇒ 感覚器官 → 感覚神経 → せきずい
・反応１では 、 反応２に比べて青 色の矢印の経路の分だけ信号を伝えるための時間が必要になることがわかる。

→ 運動神経 → 運動器官(筋肉)※ 【反射】においても刺激の信号は、せきずいから脳へ伝えられる。

② 反応１の青色の矢印で示した経路における刺激の信号の伝わり方と、「せきずい」、「判断」の２つの語句とを関係付けて、〔 〕に入る内容を考える。

正答：(例)せきずいから脳へ伝え、脳で判断して

未来への架け橋≪令和２年度版≫
塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えて混ぜ合わせ，液を中性にするまでの，完全に中和した液中のイオンの種類と数をモデルで表す問題（問４）

銅を加熱して質量の変化を調べる実験の結果から，銅と酸素の質量比が一定であることを見いだし，酸素と化合していない銅の質量を求める問題（問２(2)）
銅と酸素が化合するときの質量の変化を調べるために，銅紛の質量を変え，Ａ～Ｃの３つの班に分かれて実験を行った。下の内は，その実験の手順と結果である。
【手順】
【結果】
① ステンレス皿の質量をはかる。
② ステンレス皿に銅粉をはかりとる。
③ 図１のように，銅粉を皿にうすく広げて，ガスバーナーで図１加熱する。
④ 冷ました後，皿をふくめた全体の質量をはかる。
⑤ 金属製の薬さじで，皿の中の物質を，こぼさないようによくかき混ぜる。
⑥ ③～⑤の操作を，くり返す。
問２(2) 下線部のことから，Ｃ班の２回目の加熱後の皿には，酸素と化合していない銅は，何ｇあったか。

問４

次のように考えて解きます。

次のように考えて解きます。

① 銅と酸素が化合する化学変化について、それぞれの物質の質量比を求める。
ⅰ) 図３のＣ班のグラフから、2.0gの銅を加熱すると、何 g で 変 化 が 見 られなくなるかを読み取る。
読み取った値が、2.0gの銅が完全に反応したときにできる酸化銅の質量である。
ⅱ) 質量保存の法則から、銅2.0gと化合した酸素の質量を求める。
加熱後の酸化銅の質量−＝加熱した銅の質量

2.5g

Ｃ班の2回目加熱後の皿をふくめた全体の質量19.97g

Ｃ班が使用した− ステンレス皿の質量− 加熱した銅の質量

17.55g－－2.00g＝

2回目までの加熱で化合した酸素の質量

＝

0.42g

2回目の加熱後の物質の質量（酸化銅と銅を含む。）③ ① の ⅲ ) で 求 め た 〔 質 量 比 〕 を も と に 、 ④ 酸素と化合していない銅の質量を求める。
0.42g の酸素と化合した銅の質量を求める。
2.0g － 1.68g ＝ 0.32g
銅
酸化銅＋ 酸素0.42g
正答：0.32g〔質量比〕 〔 4 〕 ： 〔 1 〕
0.42g

×4＝：〔5〕1.68g① 塩酸（Ａ液）と水酸化ナトリウム水溶液（Ｂ液）の中和を、化学式やイオン式で表し、 、 、 、 のイオンのモデルと対応させる。

Ａ液

塩化水素

水素イオン

HCl

H＋水酸化ナトリウムナトリウムイオン

NaOH

Na＋

正答(例)

塩化物イオンCl－＋＋

Ｂ液

銅2.0gと化合した酸素の質量

2.5g
－2.0g
＝0.5g
考え方のポイントⅲ) 化学変化を物質名を使って式で表すとともに、質量比を求める。
・金 属 と 酸 素 が 化 合 す る 化 学 変 化 に銅
酸化銅
おいて、金属や酸素の質量を求める＋ 酸素
問題では、金属と、化合する酸素との2.0g
0.5g
2.5g
〔質量比〕を明らかにして、それ〔質量比〕 〔 4 〕 ： 〔 1 〕 ： 〔 5 〕
ぞれの物質の質量を考えます。
② Ｃ班の2回目の加熱後の皿をふくめた全体の質量の変化から、化合した酸素の質量を求める。

図２は，実験で用いたＡ液とＢ液を使って，Ａ液６ｍＬにＢ液を加え，液を中性にするまでの，液中のイオンをモデルで表そうとしたものである。イについて，Ａ液６ｍＬにＢ液を３ｍＬ加えて，完全に中和した液中の，イオンの種類と数を，ア，ウにならって，解答欄のイにモデルで表せ。ただし，液中で塩化水素が電離してできる陽イオンを ，陰イオ
ンを で表し，また，必要であれば水酸化ナトリウ
ムが電離してできる陽イオンを ，陰イオンをで表せ。

水酸化物イオン＋塩化ナトリウム中和

HCl ＋ NaOH
必要な知識や技能

NaCl＋水溶液中で電離しているNa＋Cl－② アとウのイオンのモデルのちがいからアに加えたＢ液中のイオン（ ( Na＋ ) 、(OH－ )）のモデルの個数を考える。
＜アとウのモデルの比較からわかること＞( H＋ ) ⇒ 2個減少

( Cl－ ) ⇒ 変化なし

( Na＋ ) ⇒ 2個増加

( OH－ ) ⇒ 表示なし

OH－水

H2O

考え方のポイント・酸とアルカリが水に溶けたときに生じる陽イオンと陰イオンをそれぞれ明らかにして、中和を考えます。
その後、それぞれの水溶液中のイオンと、 、 、 のイオンのモデルとを対応させて考えます。

③ アに (Na＋)を１個、 (OH－)を１個加えたときの中和反応を考える。

H2O
ウは、アに (Na＋)を２個、 (OH－)
を２個加えたモデルであることがわかる。
このことから、イは、アに (Na＋ )を１個、 (OH － )を１個加えたモデルであるといえる。

◆水はモデルで表さない。

未来への架け橋≪令和２年度版≫

ピストンを引いてフラスコ内の空気の温度が露点に達するまでの間のフラスコ内の湿度変化を「飽和水蒸気量」と関係付けて説明する問題（問３）11月20日の午後10時に見えたカシオペヤ座の位置をもとに、２か月後の１月20日に見えたカシオペヤ座が図３のＸの位置にあった時刻を考察する問題（問３）
図１
福岡県のある地点で，10月20日の午後６時から午後10時まで２時間ごとに３回，カシオペヤ座と北極星を観察し，それぞれの位置を記録した。図１は，その観察記録である。また，図２は，10月20日の１か月後の11月20日の午後10時に，同じ地点で観察したカシオペヤ座と北極星の位置を記録したものである。
問３ 図３のＸは，図２に記録したカシオペヤ座の位置を示したものである。
下の内は，図１と図２の記録から，同じ時刻に観察したカシオペヤ座の位置のちがいに関心をもった生徒が，11月20日の２か月後の１月20日に，同じ地点で観察したときに見えたカシオペヤ座がＸの位置にあった時刻について，図３を用いて説明した内容の一部である。
文中の〔 〕にあてあまる内容を，簡潔に書け。また，(①)にあてはまるものを，図３のａ～ｄから１つ選び，記号で答え，(②)には，適切な数値を入れよ。

下は，雲のでき方を調べる実験を行い，結果を考察しているときの，愛さんと登さんと先生の会話の一部である。
図

問３

下線部について，ピストンを引いて，フラスコ内の温度が露点に達するまでの間，フラスコ内の湿度はどうなるか。
「飽和水蒸気量」という語句を用いて，簡潔に書け。

次のように考えて解きます。

考え方のポイント① 図１、図２の観察記録からわかることを整理する。

・「露点に達するまで、フラスコ内の空気の温度が下がる」ときの湿度の変化を考えます。
湿度を求める式から、湿度は、「空気にふくまれている水蒸気の量」と「飽和水蒸気量」が関係しているため、露点に達するまで気温が下がったときのそれぞれの量の変化と、湿度の変化とを関係付けて考えます。

10月20日の午後6時、午後8時、午後10時の観察記録

水滴② 露点に達するまで気温が下がったときの、飽和水蒸気量の変化を、気温と飽和水蒸気量との関係を示す図を使って考える。

③ ①と②から、湿度の変化を考え、飽和水蒸気量と湿度の変化とあわせて回答する。
正答： (例) 飽和水蒸気量が減り、フラスコ内の湿度は高くなる。

１フｍ３ラ中スのコ
水内
蒸の気空の気量

水滴

１フｍ３ラ中スのコ
水内
蒸の気空の気量
露点 気温が下がる

・図１から星の日周運動を、図１と図２から星の年周運動を読み取り、星座の位置と時刻を考えます。

② 11月20日の午後10時の観察で見えたカシオペヤ座が、2か月後の同じ時刻に、どの位置にあったかを考える。

③ ②で考えたカシオペヤ座の位置をもとに、カシオペヤ座がＸの位置にあった時刻を考える。

60°

露点 気温が下がる

図11月20日の午後10時の観察記録

図１、図２から、カシオペヤ座は、北極星をほぼ中心として、１か月で約 3 0 °反 時 計 回 りに動いているように見える。
地球の公転が関係している。

① 露点に達するまで気温が下がったときの、フラスコ内の空気中にふくまれている水蒸気の量の変化を、気温と飽和水蒸気量との関係を示す図を使って考える。
図

１か月後

考え方のポイント

カシオペヤ座は、北極星をほぼ中心として、２時間で約 3 0 °反 時 計 回 りに動いているように見える。
地球の自転が関係している。

必要な知識や技能【湿度を求める式】
空気１ｍ３中にふくまれている水蒸気の量〔ｇ〕
湿度〔％〕 ＝× １００
その気温での空気１ｍ３中の飽和水蒸気量〔ｇ〕・飽和水蒸気量は減る。

図３

１月20日の午後10時に見えたカシオペヤ座は，地球が〔〕ことから，(①)の位置にあったといえます。このことから，１月20日に見えたカシオペヤ座が，Ｘの位置にあった時刻は，午後(②)時だったといえます。

次のように考えて解きます。

・露点に達するまでは、フラスコ内の空気中の水蒸気の量は変化しない。

図２

正答：〔

11月20日の２か月後の同じ時刻には、約60°反時計回りに動いたａの位置にあったと考えられる。

60°〕に入る内容 ⇒ (例) 公転している 、① ⇒ ａ 、 ② ⇒ ６

ａとＸの位置が60°ずれているため、Ｘの位置にあった時刻は、ａの位置にあった時刻から４時間前の、午後6時だったと考えられる。

未来への架け橋≪令和２年度版≫「電力」と電流を流しはじめてから「５分後の水の上昇温度」との関係をグラフで表し，電熱線による発熱の規則性について説明する問題（問２）

光源と凸レンズの距離が焦点距離の２倍以上になるようにしたときの凸レンズを通る光の進み方を作図する問題（問３）凸レンズによる像のでき方を調べる実験を行った。下の電熱線に電流をながしたときの水の温度変化を調べるために，Ａ～Ｄの４つの班に分かれ，抵抗の大きさが同じ電熱線を用いて図１の回路をそれぞれつくり，実験を行った。
実験では，発泡ポリスチレンのコップに水100ｇを入れ，しばらくしてから水温をはかった。次に，コップの中の水に電熱線に入れ，各班で電熱線に加える電圧を変えて，回路に電流を流した。その後，水をガラス棒でゆっくりかき混ぜながら１分ごとに５分間，水温をはかった。
表は，この実験で電流を流している間の，各班の電圧，電力の大きさを示したものであり，図２は，実験の結果をもとに，電熱線に電流を流した時間と水の上昇温度の関係をグラフで表したものである。

内は，その実験の手順と結果である。

図１のような装置を準備し，焦点距離が10㎝の凸レンズＡを固定する。図１
フィルター付き光源を動かし，Ｘを変化させるごとに，スクリーン上に文字Ｆの像がはっきりとできるように，スクリーンの位置を変える。
③ 像がはっきりとできたとき，Ｙを固定する。
④ 凸レンズＡを焦点距離がわからない凸レンズＢにとりかえ，②，③の操作を行う。
【結果】【手順】①②

問３

図２は，凸レンズＡを用いた実験で，Ｘを30㎝にしたときの，フィルター付き光源，凸レンズＡ，スクリーンの位置関係を示す模式図である。Ｐ点を出てＱ点を通った光は，その後，スクリーンまでどのように進むか。その光の道すじを，解答欄の図２に線で示せ。ただし，作図に必要な線は消さずに残しておくこと。

図２

図２，図３の２つのグラフから，電流によって発生する熱量は，〕のそれぞれに比例すると考えられる。

次のように考えて解きます。

考え方のポイント・凸レンズを通った光が集まる点を、下のⅰ)～ⅲ)の光の道すじを作図して明らかにします。
ⅰ) 凸レンズの中心を通る光は、向きを変えずに直進する。
ⅱ) 光軸に平行に入った光は、凸レンズを通ったあと焦点を通る。
ⅲ) 焦点を通ってから入った光は、凸レンズを通ったあと光軸に平行に進む。

ⅰ ) 凸 レ ン ズ の 中 心 を 通 る ⅱ)光軸に平行に、凸レンズ
光 の道 す じ を 作図する 。に入る光の道すじを作図する。

② Ｑ 点 と 、 光 が 集 ま る 正答
位 置 を 結 ん だ 線 を (例)作 図 す る。

下の内は，この実験についてまとめた内容の一部である。
「電力」と「５分後の水の上昇温度」の関係を，解答欄の図３にグラフで表せ。なお，グラフには，表と図２から読みとった値を・で示すこと。また，文中の〔 〕にあてはまる内容を，簡潔に書け。

〔

次のように考えて解きます。
①Ｐ点を出た光が凸レンズを通って集まる位置を、凸レンズを通る光の道すじを作図して特定する。

問２ⅲ)焦 点 を 通 っ て か ら凸レンズに入る光の道すじを作図する。

※①のⅰ）～ⅲ）で作図する
３本の光の道すじのうち、いずれか２本の作図で、光が集まる位置を特定できるため、青、紫、緑の３本の作図の線のうち、２本の線が残されている必要があります。

① 図２から各班の「５分後の水の上昇温度」を読み取り、表に示されている各班の電力の値と対応させる。
Ｄ班：
6.0℃
Ｃ班：
4.0℃Ｂ班：
2.5℃
Ａ班：
1.5℃

考え方のポイント・ 実 験 結 果 の 表やグラフから読みとれる値をもとにグラフを作成し、『熱量〔Ｊ〕＝ 電力〔Ｗ〕× 時間〔ｓ〕』の関係を、複数のグラフの特徴から説明します。
② 各班の｢電力の大きさ｣と｢5分後の水の上昇温度｣の関係をグラフに表す。
ⅰ) 値を でグラフにプロットする。

ⅱ)の近くを通るように、原点を通る直線を書く。

正答(例)

５分後の水の上昇温度 1.5 2.5 4.0 6.0〔℃〕③ 図２と図３のそれぞれのグラフから導き出される関係をもとに、〔 〕に入る内容を考える。
○ 図２のグラフから、水の上昇温度は、電流を流した時間に比例しているといえる。
○ 図３のグラフから、５分後の水の上昇温度は、電力の大きさに比例しているといえる。
正答：(例) 電力の大きさと電流を流した時間。