「各校の入試問題から」カテゴリーアーカイブ

光に関する問題

2021年浅野中学の問題です。

光に関する次の文章を読んで、後の問いに答えなさい。

太陽から地球に届く光はいろいろな現象を引き起こし、古くから人々の関心をひきつけてきました。私たちの身近なところにも、光が関係するいろいろな現象があります。例えば、金魚の入った水そうを横から見ると、①金魚が水面の上にもいるように見えます。また、②コップに入れたストローやコインを上から見ると、コップに水を入れる前と後で見え方が変化します。その他。夏の暑い日に離れた地面に水があるように見える「逃げ水」という現象があります。
ガラスなどを通って空気中に出た太陽光がスクリーンに当たると、スクリーンが色づいて見えることがあります。これは［図１］のように、③光の色によって屈折する角度が少しずつ異なることが原因です。④ガラス製の器具Ａから屈折して別々の方向に出てきた色の光を⑤再び器具Ａを通して１か所に集めると、白色の光に戻ります。
これは虹ができる仕組みでもあります。虹は［図２］のように、太陽光と視線のなす角度が約42°の方向に見られます。［図２］では色による屈折角の違いを表していませんが、実際は⑥水滴に入った太陽光が反射と屈折を経ることで、光の色に角度の差ができ、空か色づいて見えます。

(1)下線部①に関係する現象としてもっとも適切なものを、次のア～エの中から１つ選び、記号で答えなさい。

ア　全反射　　　　　　イ　乱反射　　　　　　ウ　屈折　　　　　　エ　分散

(2)下線部②について、もっとも適切なものを、次のア～エの中から１つ選び、記号で答えなさい。

ア　ストローは折れ曲がって長く見え、コインはより深い位置に見える。
イ　ストローは折れ曲がって長く見え、コインはより浅い位置に見える。
ウ　ストローは折れ曲がって短く見え、コインはより深い位置に見える。
エ　ストローは折れ曲がって短く見え、コインはより浅い位置に見える。

(3)下線部③について、[図１]から分かることとしてもっとも適切なものを、次のア～エの中から１つ選び、記号で答えなさい。

ア　光が空気からガラスに進むときは赤色の光の方がよく曲がり、ガラスから空気に進むときも赤色の光の方がよく曲がる。
イ　光が空気からガラスに進むときは赤色の光の方がよく曲がり、ガラスから空気に進むときは紫色の光の方がよく曲がる。
ウ　光が空気からガラスに進むときは紫色の光の方がよく曲がり、ガラスから空気に進むときは赤色の光の方がよく曲がる。
エ　光が空気からガラスに進むときは紫色の光の方がよく曲がり、ガラスから空気に進むときも紫色の光の方がよく曲がる。

(4)下線部④について、[図１]の赤から紫に向かう色の順番としてもっとも適切なものを、次のア～力の中から１つ選び、記号で答えなさい。

ア　(赤)一緑一黄一青－(紫)
イ　(赤)一緑一青一黄－(紫)
ウ　(赤)一黄一緑一青－(紫)
エ　(赤)一黄一青一緑－(紫)
オ　(赤)一青一緑一黄－(紫)
力　(赤)一青一黄一緑－(紫)

（5）下線部⑤について、［図１］の器具Ａの名称を答えなさい。また、白色の光に戻すために点線部に置く器具Ａの向きとして、もっとも適切なものを、次のア～エの中から１つ選び、記号で答えなさい。

（6）下線部⑥について、水滴中の赤色の光と紫色の光の進路の組み介わせとしてもっとも適切なものを、次のア～エの中から１つ選び、記号で答えなさい。ただし、赤色の光を実線で、紫色の光を点線で表しています。

（7）虹に関して適切でないものを、次のア～エの中から１つ選び、記号で答えなさい。

ア　朝方は西の空に虹を見ることができる。
イ　南中高度の高い夏の正午付近は大きな虹が見える。
ウ　滝の近くでは雨上がりでなくても虹を見ることができる。
エ　日本では正午付近の南の空に虹を見ることはできない。

上空で水滴が十分に冷やされると、氷の結晶（氷晶）になって落ちてくることがあります。［図３］のように、水平な状態のまま落ちてくる氷晶を太陽光が通って私たちの目に入ると、「逆さ虹」というめずらしい現象をみることができます。この仕組みを考えてみましょう。［図３］の拡大図のように、太陽光は氷晶の上面に入射して側面で屈折して出てくるものとします。虹の原理と同じように、光の色によって屈折する角度が異なるため、赤色の光がくる方向の空か赤色に、紫色の光がくる方向の空か紫色に色づき、逆さまの虹のように見えます。

（8）［図３］で観測される「逆さ虹」としてもっとも適切なものを、次のア～エの中から１つ選び、記号で答えなさい。ただし、次の図は観測者が太陽に正面を向いたものとします。

【解説と解答】
（1）　水面の上にいるように見えるのは、光が全反射したからです。
（答え）ア
（2）　光の屈折ですから、ストローは折れ曲がって短く見え、コインは浅い位置に見えます。
（答え）エ
（3）　空気からガラス、ガラスから空気ともに紫の方が良く曲がります。
（答え）エ
（4）虹は外側から赤・橙・黃・緑・青・藍・紫と並びます。
（答え）ウ
（5）三角プリズムとも言います。戻すので左の位置と線対象の状態におきます。
（答え）名称プリズム向き　ウ
（6）点線の方が大きく曲がっているものを選びます。
（答え）エ
（7）南中高度の高い夏の正午は一番太陽高度が高いので、角度がつきにくいから虹は見えにくくなります。
（答え）イ
（8）太陽と反対方向に、赤が下に見えます。
（答え）イ

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生物に関する問題

2021年開成中学の問題です。

次の文章を読み，以下の問いに答えなさい。
太郎君は，いろいろな生物を観察して，ある生物が別の生物にとてもよく似ていることがあることに気がつきました，似ている理由には、いろいろな場合があるようだったので，詳しく調べてみました。

問１　表１の①～③の生物Ａと生物Ｂの組み合わせにおいて，生物Ａが生物Ｂに似ていることにより，生物Ａにどのような利益があると考えられますか。最もよく当てはまると思われるものを下のア～ウの中からそれぞれ１つずつ選び、記号で答えなさい。

ア　他の生物に見つかりにくくなり，他の生物を捕まえて食べることが簡単になる。
イ　他の生物に見つかりにくくなり，他の生物に捕まって食べられてしまうことを避けやすくなる。
ウ　他の生物に見つかりやすくなるが，危険な生物と誤解させることによって，食べられてしまうことを避けやすくなる。

太郎君は，ある湖に生息する魚Ａに興味を持ちました。この魚Ａは，親が自分の巣に卵を産みます。卵を産んだ後も，親は巣を離れず，ふ化した稚魚（子供の魚）を食べようと襲ってくる魚Ｂを追い払うなど，稚魚を守る行動をします。
太郎君は，魚Ａの稚魚は白黒の模様をしており，巣の周囲にいる巻貝Ｃの模様とよく似ていることに気がつきました。このことにどのような意味かあるのか調べてみようと思いました。

問２　太郎君は魚Ａの巣内と巣外（巣のすぐ近く）で，稚魚に似ている巻貝Ｃと，稚魚には似ていない巻貝Ｄの数を数えてみました。その結果を巻貝の種類ごとに巣内と巣外の比率（割合）としてまとめたものが図１です。以下のア～エの中で，図１の結果を最もよく説明しているものを１つ選び，記号で答えなさい。ただし巣ができる前は，巻貝Ｃ，巻貝Ｄともにそれぞれかたよりなく分布していました。また，調べた面積は巣内と巣外でほぼ同じであるとします。

ア　魚Ａの親魚は巻貝Ｃも巻貝Ｄも巣内に運んだ。
イ　魚Ａの親魚は巻貝Ｃも巻貝Ｄも巣外に運んだ。
ウ　魚Ａの親魚は巻貝Ｃを巣内に運び，巻貝Ｄは巣外に運んだ。
エ　魚Ａの親魚は巻貝Ｃを巣外に運び，巻貝Ｄは巣内に運んだ。

問３　太郎君は「稚魚は巻貝Ｃに似ていることによって魚Ｂに襲われにくくなっている」という予想をたてました。この予想が正しいことを確かめるには，図１の状態からどのように変化させる実験を行い，どのような結果が得られればよいですか。次のア～エの中から１つ選び，記号で答えなさい。ただし，魚Ｂは巻貝を食べないものとします。
ア　巣内の巻貝Ｃを巣外に人工的に移動させると，稚魚が生き残る割合が低くなる。
イ　巣外の巻貝Ｃを巣内に人工的に移動させると，稚魚が生き残る割合が低くなる。
ウ　巣内の巻貝Ｄを巣外に人工的に移動させると，稚魚が生き残る割合が低くなる。
エ　巣外の巻貝Ｄを巣内に人工的に移動させると，稚魚が生き残る割合が高くなる。

問３で答えた実験を行っても、実際には稚魚が生き残る割合は変わりませんでした。不思議に思った太郎君は，巣の親魚の行動をよく観察してみたところ，問３で答えた実験の前と後で，親魚が魚Ｂを迫い払う回数が変化することに気がつきました。

問４　これらの結果からいえることを示した以下の文章の［１］～［４］には，次のａ～ｅのいずれかの選択肢が入ります。選択肢の組み合わせとして最も適当なものを以下のア～クの中から１つ選び，記号で答えなさい。
ａ　巻貝Ｃ　　　　　　　ｂ　巻貝Ｄ　　　　　　　ｃ　魚Ａの親魚
ｄ　魚Ａの稚魚　　　　　ｅ　魚Ｂ
巣内の［１］の数が少ないと，［１］に似ている［２］が［３］に見つかりやすくなる。その結果，［４］が［３］を追い払う行動が増える。

問５　以下の(1), (2)に，下線部（－）および図２をもとにして答えなさい。
（１）魚Ａの親魚が，魚Ａの稚魚に似ている巻貝Ｃを運ぶことで，直接利益を得ている生物はどれですか。問４のａ～ｅの中から１つ選び，記号で答えなさい。
（２）（１）で答えた生物には，どのような利益がありますか。 20字以内で答えなさい，

問１　ナナフシは食べられることが少なくなります。ハナカマキリは捕食がしやすくなります。ウはアシナガバチに似ているので襲われることが減ります。
（答え）①　イ　②　ア　③　ウ
問２　稚魚に似ている巻貝Ｃを巣内に運び、巻貝Ｄは外へ運んだので差が大きく開きました。
（答え）ウ
問３　巣内の巻貝Ｃを巣外に人工的に移動させると，稚魚が生き残る割合が低くなるはずです。
（答え）ア
問４　巣内の巻貝Ｃの数が少ないと，巻貝Ｃに似ている魚Ａの稚魚が魚Ｂに見つかりやすくなる。その結果，魚Ａの親魚が魚Ｂを追い払う行動が増えることになります。
（答え）エ
問５　利益を得ているのは親です。親は魚Ｂを追い払う労力が減ります。
（答え）（1）　Ｃ　（2）稚魚を襲う魚Ｂを追い払う労力が減る。

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電気に関する問題

2021年浦和明の星の問題です。

わたしたちはふだんの生活の中で，電気を熱に変えて利用しています。電流を流すと熱を発する器具を電熱線といいます。星子さんは電熱線を使って，実験1を行いました。これに関する各問いに答えなさい、ただし，図のは乾電池、は電熱線を表しています。

〔実験1〕
　電熱線Aを用意した。次に電熱線Aと同じ材質で長さや太さが異なる電熱線B，C，Dを用意した（表1）。そして電熱線A～Dを使って，ビーカーに入れた20℃の水40gまたは20℃の水80gを温めた（図1）。このときの電熱線に電流を流した時間と2分ごとの水の温度を調べた（表2，表3）。

星子さんは，実験1からわかったことをまとめました。
（1）水の重さと電熱線の長さが同じ場合，電熱線が太い方が0分からの水の温度変化は大きくなる。
（2）水の重さと電熱線の太さが同じ場合，電熱線が長い方が0分からの水の温度変化は小さくなる。
（3）電熱線が同じ場合，水の重さが重い方が0分からの水の温度変化は小さくなる。

問1　表2について，Bを使ったときの0分から10分までの水の温度変化を1とすると，A，C，Dを使ったときの0分から10分までの水の温度変化はどのようになりますか。整数の比で答えなさい。

問2［星子さんのまとめ］の（1）,（2）は，どの電熱線とどの電熱線を比べてわかることですか。それぞれ過不足なく選び，ア～カで答えなさい。
ア．AとB　　ィ．AとC　　ウ．AとD　　エ．BとC　　オ．BとD　　力．CとD

問3　Aを使って水40gを5分，Bを使って水40gを10分，Cを使って水80gを5分，Dを使って水80gを10分，それぞれ温めました。0分からの水の温度変化はそれぞれどのようになりますか。大小関係を正しく表しているものを選び，ア～クで答えなさい。

ア．C＞A＝D＞B　　　イ．B＞A＝D＞C　　ウ．D＞B＝C＞A
エ．A＝B＝C＝D　　　オ．B＞A＝C＝D　　カ．C＞A＝B＝D
キ．D＞A＝B＝C　　　ク．A＞B＞C＞D

問4　星子さんは実験1の結果から，電熱線を2本つないで電流を流したときの0分からの水の温度変化について予想を立てました。そして2本の電熱線を直列につないだもの（図2）と並列につないだもの（図3）を用意し，実験2を行いました。これに関する（a），（b）に答えなさい。
［星子さんの予想］
あ．2本のAを直列につなぎ，その両方を使って水40gを温めると，実験1でBを使って水40gを温めたときと同じように水の温度は変化する。
い．2本のAを並列に、つなぎ，その両方を使って水40gを温めると，実験1でCを使って水40gを温めたときと同じように水の温度は変化する。
う．2本のAを直列につなぎ，その片方を使って水40gを温めると，実験1でDを使って水40gを温めたときと同じように水の温度は変化する。
え．2本のAを並列につなぎ，その片方を使って水40gを温めると，実験1でAを使って水40gを温めたときと同じように水の温度は変化する。
お．2本のAを直列につなぎ，その両方を使って水40gを温めると，実験1でAを使って水80gを温めたときと同じように水の温度は変化する。
か．2本のAを並列につなぎ，その片方を使って水40gを温めると，実験1でCを使って水80gを温めたときと同じように水の温度は変化する。

〔実験2〕
　2本のAを使って，図4～図7のように20℃の水40gを温めた。このときの電熱線に電流を流した時間と2分ごとの水の温度を調べた（表4）。

（a）ビーカー①，②，④，⑤の水の温度を，同じ温度にするために必要な時間（分）の比はどのようになりますか。もっとも簡単な整数の比で答えなさい。

（b）実験2の結果が星子さんの予想どおりにならなかったものはどれですか。［星子さんの予想］から1つ選び，あ～かで答えなさい。また予想どおりにならなかったものを正しく書き直すとどのようになりますか。次の文の空らん（1）～（3）にあてはまる言葉の組合せとして，もっとも適当なものを選び，ア～クで答えなさい。

文：2本のAを（1）を使って水40gを温めると，実験1で（2）を使って水（3）gを温めたときと同じように水の温度は変化する。

【解説と解答】
問1 　電熱線は、長くなれば抵抗が大きくなり、太くなれば抵抗が小さくなります。BはAより抵抗が大きく、CはAより抵抗が小さく、Dは長さではAより抵抗が大きくなり、太さではAより抵抗が小さくなります。
電圧が同じなので、表3からAは1分あたり32cal、Bは1分あたり16cal、Cは1分あたり64cal、Dは1分あたり32calになるので、Bを1とすればAは2、Cは4、Dは2になります。
（答え）　A　2　　C　4　　D　2　　

問2　長さが同じものを比べるのでAとC、もしくはBとDです。太さが同じものはAとB、CとDです。
（答え）（1）　イ，オ　（2）ア，力　　

問3　A　32×5÷40＝4℃　B　16×10÷40＝4℃　C　64×5÷60＝4℃　D　32×10÷80＝4℃ですから、皆同じです。
（答え）エ

問4
①は1分あたり16cal,②は1分あたり64cal, ③=④は1分あたり8cal　⑤=⑥は1分あたり32calですから同じ温度にするためにかかる時間の比は逆数の比ですから4:1:8:2になります。
もとはAは1分あたり32cal、Bは1分あたり16cal、Cは1分あたり64cal、Dは1分あたり32calです。
あは16calですからBと同じで○。いは64calでCと同じで○。うは片方なので16calですがDは32calなので×。
えは32calですからAと同じで○。ここから水が80gになるので、注意します。おは16calで80gですからAの半分で32÷2＝16ですから○。かは32calで80gですからCの半分64÷2＝32なので○。
ア16　64÷2＝32
イ16　32÷1＝32
ウ64　32÷2＝16
エ64 16÷1＝16
オ8　　16÷2＝8
カ8　　32÷1＝32
キ32　32÷2＝16
ク32　64÷1＝64
から一致するのはオです。

（答え）（a）4：1：8：2　（b）予想　う　　文　オ

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