理科の類題(大問2〜5に対応)を作成しました。
物質や数値を少し変えつつ、問われている本質的な理解(質量保存、遺伝の法則、フックの法則と圧力、火成岩の分類など)は同じになるように構成しています。確認テストとしてご活用ください。
大問2:化学変化と質量の関係(類題パターン2)
【問題】
うすい塩酸と石灰石(炭酸カルシウム)の反応について、次の実験を行った。あとの各問いに答えなさい。
[実験]
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うすい塩酸$40㎤ を入れたビーカー全体の質量をはかると、$100.0 g であった。
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このビーカーに石灰石 1.0 g を加えたところ、気体が発生した。
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気体の発生が終わった後、全体の質量をはかると $100.6 gであった。
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加える石灰石の質量を2.0 g, 3.0 g, 4.0g, 5.0 gと変えて、同じうすい塩酸 40㎤ で同様の実験を行った。結果は下の表のようになった。
| 加えた石灰石の質量 [g] | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
| 反応後の全体の質量 [g] | 100.6 | 101.2 | 101.8 | 102.4 | 103.4 |
問1 この実験で発生した気体は何か、物質名を書きなさい。
問2 石灰石を 3.0 g 加えたとき、発生した気体の質量は何 g か、求めなさい。
問3 このうすい塩酸40㎤ と過不足なく反応する石灰石の質量は何g か、求めなさい。
【解答・解説】
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問1 二酸化炭素
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解説: 石灰石(炭酸カルシウム)に塩酸を加えると、二酸化炭素が発生します。
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問2 $1.2\text{ g}$
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解説: 反応前の総質量は 100.0g(塩酸+ビーカー)+3.0 g(石灰石)=103.0g。反応後の質量が101.8g なので、逃げていった気体の質量は $103.0 – 101.8 = 1.2 g となります。
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問3 $4.0\text{ g}$
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解説: 各条件で発生した気体の質量を計算します。
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石灰石1.0g → 気体0.4g発生
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石灰石2.0g → 気体0.8g発生
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石灰石3.0g → 気体1.2g発生
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石灰石4.0g → 気体1.6g発生(100.0+4.0 – 102.4)
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石灰石5.0g → 気体1.6g発生(100.0+5.0 – 103.4)
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石灰石が4.0gのときと5.0gのときで発生する気体の量が1.6gで打ち止めになっているため、塩酸がちょうど使い切られるのは石灰石が 4.0g のときです。
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大問3:遺伝の規則性(類題パターン2)
【問題】
エンドウの草丈について、次の実験を行った。エンドウの草丈を高くする遺伝子を $A$、低くする遺伝子を $a$ とする。あとの各問いに答えなさい。
[実験]
純系の草丈の高いエンドウと、純系の草丈の低いエンドウを親としてかけ合わせたところ、子(F₁)の代のエンドウはすべて草丈が高くなった。さらに、この子(F₁)のエンドウを自家受粉させて、孫(F₂)の代の種子を得て育てた。
問1 子(F₁)の代のエンドウがもつ遺伝子の組み合わせ(遺伝子型)を書きなさい。
問2 孫(F₂)の代のエンドウにおいて、草丈の高いものと低いものの個体数の比はどのようになるか。最も簡単な整数比で答えなさい。
問3 孫(F₂)の代のエンドウが全部で $1200$ 個体育ったとする。このうち、遺伝子の組み合わせが親の代(純系)と同じになっている個体はおよそ何個体あると考えられるか、求めなさい。
【解答・解説】
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問1 Aa
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解説: 純系の高いエンドウ(AA)と低いエンドウ(aa)からは、それぞれA と a の生殖細胞ができ、それらが受精するため子はすべて Aa になります。
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問2 高い:低い = 3 : 1
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解説: $Aa$ 同士をかけ合わせると、遺伝子型の比は AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1 となります。A が優性形質なので、見た目(表現型)は 高い:低い =3 : 1 になります。
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問3 $600$ 個体
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解説: 純系と同じ遺伝子型とは AA または aa のことです。全体の比率 AA:Aa:aa = 1:2:1 のうち、AA と aa を合わせると全体の2/4(半分)になります。よって1200×1/2 = 600 個体。
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大問4:ばねののびと圧力(類題パターン2)
【問題】
力の大きさと圧力について、あとの各問いに答えなさい。ただし、100g の物体にはたらく重力の大きさを 1Nとする。
[実験1]
長さ 10.0 cm のばねに、質量50g のおもりを1個、2個…とつるしていき、ばねの長さを測定した。
| おもりの個数 [個] | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| ばねの長さ [cm] | 10.0 | 12.0 | 14.0 | 16.0 | 18.0 |
[実験2]
質量400 gで、各辺の長さが2 cm, 4cm, 5cm の直方体のレンガがある。これをスポンジの上にさまざまな面を下にして置いた。
問1 実験1のばねを 1cmのばすのに必要な力の大きさは何N か。
問2 実験1のばねにある物体Xをつるしたところ、ばねの長さが17.0 cm になった。
物体Xの質量は何g か。
問3 実験2において、スポンジのへこみが最も深くなるのはどの面を下にして置いたときか。また、そのときのレンガがスポンジに加える圧力は何 Pa か、求めなさい。
【解答・解説】
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問1 0.25 N
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解説: おもり1個50 g = 0.5 Nをつるすと、ばねは 12.0 – 10.0 = 2.0 cm伸びます。2 cm で 0.5 N の力が必要なので、1 cm 伸ばすには 0.5÷ 2.0 = 0.25 Nの力が必要です。
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問2 175 g
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解説: ばねの長さが 17.0cmなので、伸びは17.0 – 10.0 = 7.0cmです。1 cmあたり0.25 Nなので、7.0×0.25 N = 1.75 Nの力が加わっています。1.75 N は 175 g にします。
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問3 面積が 2cm×4 cm の面を下にしたとき (圧力:5000 Pa)
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解説: 圧力が最大(へこみが最も深い)になるのは、面積が最も小さい面を下にしたときです。
面積 $= 2 cm× 4 cm = 8㎠ = 0.0008㎡。
力が 400 g = 4 Nなので、圧力 = 4 N÷ 0.0008㎡ = 5000 N/㎡ (Pa)。
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大問5:火山と火成岩(類題パターン2)
【問題】
火山と岩石について、次の各問いに答えなさい。
問1 マグマのねばりけが強く、白っぽい色の溶岩を出す火山の特徴として、最も適切なものを次のア〜ウから1つ選び、その符号を書きなさい。
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ア:傾斜がゆるやかで、平たい形をしている。(例:マウナロア)
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イ:円すい形をしている。(例:富士山、桜島)
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ウ:盛り上がったドーム状の形をしている。(例:昭和新山、雲仙普賢岳)
問2 次の表は、火成岩をそのつくりと色合いによって分類したものである。表の( A ), ( B )にあてはまる岩石名をそれぞれ書きなさい。
| 白っぽい | 中間 | 黒っぽい | |
| 地表付近で急に冷え固まった岩石 | 流紋岩 | ( A ) | 玄武岩 |
| 地下深くでゆっくり冷え固まった岩石 | 花こう岩 | 閃緑岩 | ( B ) |
問3 表の下段(花こう岩など)のように、地下深くでゆっくり冷え固まった岩石に見られる、同じくらいの大きさの鉱物が組み合わさったつくり(組織)を何というか、書きなさい。
【解答・解説】
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問1 ウ
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解説: マグマのねばりけが強いと、溶岩が遠くまで流れずその場に盛り上がるため、ドーム状(鐘状)の火山になります。岩石の色も白っぽくなります(流紋岩質)。
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問2 A:安山岩 B:はんれい岩
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解説: 火成岩の分類表(新幹線はかりあげ)の知識です。
・火山岩(地表付近):流紋岩、安山岩、玄武岩
・深成岩(地下深く):花こう岩、閃緑岩、はんれい岩
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問3 等粒状組織
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解説: マグマがゆっくり冷え固まることで、結晶が大きく成長する時間ができ、全体が大きな結晶のみで構成される「等粒状組織」となります。(急に冷え固まる火山岩は斑状組織です)
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