理科の合否を分けた一題（2020年度）

難易度分類

１	問１ A　　問２ A　　問３ A　　問４Ａ　　問５Ａ　　問６ B
２	問１ A　　問２ A　　問３ A　　問４Ａ　　問５ B
３	問１ A　　問２ A　　問３ A　　問４Ａ　　問５ B　　問６ C
４	問１ A　　問２ B　　問３ B　　問４ B　　問５ B

A…開成合格を目指すなら、確実に得点したい問題
B…知識、解法次第で、得点に大きく差がつく問題
C…難易度、処理量から判断して、部分点を拾えればよしとする問題

出題総評

2020年度の開成は、易化傾向だった昨年から一転、例年に比べても非常に難易度が高くなっています。合格平均は56.0点（昨年度65.2点）で、例年60点前後であることを考えても、かなり低くなっています。全体平均も48.1点（昨年度61.7点）と低く、合格者平均との差が大きいことから、いかに厳しい戦いであったかがわかります。
本年度は、４分野から大問１題ずつ、偏りなく出題されました。

地学分野の問題は、太陽の動きと影の位置についての問題。
物理分野の問題は、手回し発電機に関する問題。
化学分野の問題は、食塩のとけ方と食塩水の体積についての問題。
生物分野の問題は、葉の成長と葉の形の変化についての問題。

地学と物理は、知識と条件整理が中心で、丁寧に取り組めば得点できる問題でした。後半の化学と生物は、かなり高度なデータ処理能力が求められており、点差が開く要因になったのではないかと考えられます。解答に必要なデータを選び取り、すばやく処理するとともに、最後まで考え抜く胆力が求められる内容でした。

問題構成は、４分野から大問４題、小問25問。
解答形式は、言語が１問、記号選択が20問、数字が２問。作図（グラフ）が２問でした。
言語は、ごく基本の知識でした。
数字は、標準的な計算問題でした。
作図と記号選択の一部には、数的処理が必要な問題が含まれていました。

問題別寸評

１

（地学）太陽の動きと影の位置についての問題です。
太陽の日周・年周運動について、根本原理の理解がしっかりできていれば、解答できる問題ばかりです。ミスのないように、注意しながら取り組むことが大切です。

問１

図１のＡは春分の日（３月21日ごろ）、Ｂは夏至の日（６月21日ごろ）、Ｃは秋分の日（９月21日ごろ）、Ｄは冬至の日（12月21日ごろ）です。５月５日は、春分の日と夏至の日の間なので、ＡとＢの間です。

問２

日本では、太陽は東から出て南の空を通り西にしずむので、南中したときの棒のかげは、棒の位置の真北にできます。したがって、ア、イ、エの３択になります。このうち、図のイは、棒の先たんのかげの位置が直線上を動いていることから、春分または秋分の日とわかります。
（１）２月1日は、秋分の日からつぎの春分の日までの間なので、太陽の南中高度は春分や秋分の日より低く、真東より南寄りから出て真西より南寄りにしずむアを選びます。
（２）５月５日は、春分の日からつぎの秋分の日までの間なので、太陽の南中高度は春分や秋分の日より高く、真東より北寄りから出て真西より北寄りにしずむエを選びます。
（３）９月23日は、ほぼ秋分の日と考えてよいので、図のイを選びます。

問３

写真１のイの星は、真西にしずむ星です。ウはこれよりも北寄り、アは南寄りにしずんでいます。
５月５日は、春分の日から夏至の日までの間の日なので、太陽がしずむ位置は真西より北寄りのウの星の経路がもっとも近いとわかります。

問４

問３と同様に、５月５日の太陽は、真東よりも北寄りの方角からのぼり、真西よりも北寄りの方角にしずむので、真北に向いた窓から、日の出のころと日の入りのころに日光が差しこむことになります。

問５

写真３で、日時計の棒が真北にのびていることから、北半球の場所とわかります。また、リード文に、日時計の棒は地球の自転軸と平行になっているとあるので、棒の延長線上に見える星は、北極星です。

問６

写真２の棒は、地面に対して90－63＝27（度）の角度なので、北極星は27度の高さに見えます。北極星の高度はその土地の緯度と同じなので、この日時計が設置されている場所の緯度は27度です。また、この地域は11時に太陽が南中するため、日本標準時子午線が通る兵庫県明石市よりも東なので、小笠原父島を選びます。

２

（物理）手回し発電機に関する問題です。
実験の結果を図にかき入れながら条件を整理していけば、順当に解答できる問題です。こちらも、ミスは禁物です。

問１

電流は、かん電池の＋極から出て－極へ流れるので、電流の向きはイのはずです。

問２

図１から、手回し発電機のハンドルを時計回りに回すと、電流は黒い端子から出るとわかるので、図３では、電流がＧ２の白い端子に入ります。これは、図２のＧ１とは逆なので、Ｇ２のハンドルは反時計回りに回転します。

問３

Ｇ１のハンドルが時計回りに回転したとあるので、電流は黒い端子から入ったことになります。したがって、コンデンサーからは、長い方の端子から電流が出ています。

問４

図５のＳ３を閉じると、G1とG2が回転すると同時に、コンデンサーにも電気がたまります。このとき、コンデンサーの長い端子側に＋の電気がたまります。このあと、図５のＳ３を開くと、コンデンサー、Ｇ１、Ｇ２が直列つなぎになります。このとき、Ｇ１では白い端子に電流が入るので反時計回り、Ｇ２では黒い端子に電流が入るので時計回りに回転します。

問５

図６のＧ１のハンドルを時計回りに回転させると、黒いたんしから電流が出て、コンデンサーの長い端子側に＋の電気がたまります。このあとハンドルから手をはなすと、コンデンサーにたまった電気がコンデンサーの長い端子から出て、Ｇ１の黒い端子に入るので、ハンドルは時計回りに回転し続けることになりますが、コンデンサーにたまった電気が少なくなると回転がだんだんおそくなり、やがて止まります。

３

（化学）食塩のとけ方と食塩水の体積についての問題。
大変難しい問題になっています。五里霧中でも、あきらめずに考え抜くことが大切です。

問１

昨年度桜蔭でも出題された、シュリーレン現象をとりあげています。
水中にあらわれた「もやもやしたもの」は、ティーバックの食塩がとけてできたこい食塩水なので、まわりの水よりも重く、ティーバッグから真下の方向にしずんでいきます。

問２

赤色リトマス紙を青色に変化させるのは、アルカリ性のうすいアンモニア水と石灰水です。
ここまでは順当に解答できるはずです。

問３

状態⑦は、状態⑥に比べて、加えた食塩の重さが、60.0－36.0＝24.0（ｇ）多く、体積は、125.0－114.0＝11.0（mL）＝11.0（㎤）増えています。よって、固体の食塩1.0㎤の重さは、24.0÷11.0＝2.18…から、約2.2ｇとわかります。

問４

状態⑥が飽和なので、水100ｇにとける食塩の重さは36.0ｇとわかります。状態⑤では、水100ｇに食塩30ｇがとけていて、この水を40ｇ蒸発させるので、100－40＝60（ｇ）の水が残ります。水に60ｇにとかすことのできる食塩は、36×60/100＝21.6（ｇ）なので、30.0－21.6＝8.4（ｇ）の食塩が出てきます。

問５

加えた食塩の重さ1.0ｇあたりで、体積が何mL増加するかを計算します。状態①から状態②の間は、加えた食塩は2.0ｇで、体積が、100.4－100.0＝0.4（mL）増加しているので、食塩1.0ｇあたり、0.4÷2.0＝0.2（mL）だけ増加しています。同様に計算すると、状態②から状態③の間、状態③から状態④の間、状態④から状態⑤の間、状態⑤から状態⑥の間は、すべて食塩1.0ｇあたり、水溶液の体積は0.4（mL）増加します。また、状態⑥から状態⑦では、（125.0－114.0）÷（60.0－36.0）＝0.45（mL）と大きくなっていることから、ウのグラフがあてはまります。
手間がかかる問題ですが、素早く処理することが大切です。

問６

→合否を分けた一題参照。

４

（生物）葉の成長と葉の形の変化についての問題。
大問３に続いて、グラフの理解と利用がテーマとなっています。
観察の結果をただ図や文章にするだけでなく、基準を設けて測定して数値化し、グラフや表にして定量的に評価することは、規則性や特性の発見につながり、根本原理へつなげていく手がかりになります。これは、科学を志す場合に、たいへん重要な姿勢となるといえます。

問１

葉Ａは、最大幅よりも全長のほうが長いので、表１の②があてはまります。また、葉Ａの最大幅は位置３あたりなので、図３のグラフ④を選びます。
リード文の説明を手がかりに、表１や図３が何を表しているかを的確に読み取ります。

問２

葉Ｃの幅の値を表２から計算すると、位置０の幅は０mm、位置１、位置６は5.0mm、位置２は15mm、位置３、位置４、位置５は20mmとなります。これらの値を解答らんに点で書き入れて、各点を直線で結びます。→下の図参照。
単純な作業なので、すばやく正確に処理します。

問３

問２でかいたグラフと、図６を関連付けて計算し、グラフにかき入れます。
（問２の図を参照のこと。）
位置１：葉の全長が200mmの成葉とき、位置１の幅は5.0mmです。また、図６の位置１のグラフから、葉の全長が20mmのとき、成葉の幅に対する幼葉の幅の割合は10％なので、幼葉の幅は５×10/100＝0.5（mm）となり、これを図にかきいれて「カ」とします。同じように、全長が40mmのときの割合は50％なので、キは５×50/100＝2.5（mm）、全長が100mmのときの割合は80％なので、クは５×80/100＝4.0（mm）となります。　　
位置２：成葉の全長が200mmのとき、位置２の幅は15mmです。図６の位置２のグラフから、葉の全長が20mmのとき、幼葉の幅は15×10/100＝1.5（mm）となり、これを「カ」とします。同じように、全長が40mmのキは15×20/100＝3.0（mm）、全長が100mmのクは、15×50/100＝7.5（mm）に記入します。

問４

問３でグラフに書き入れたカとキの値の差が、葉の全長が20ｍｍから40ｍｍまで成長する期間の幅の増加量です。同じように、キとクの値の差は、葉の全長が40ｍｍから100ｍｍまで成長する期間、クと折れ線グラフ上の点の値との差は、葉の全長が100ｍｍから200ｍｍまで成長する期間の幅の増加量です。このうち、位置２より位置１の方が大きいのは、カとキの間です。
少々煩雑ですが、落ち着いて判断しましょう。

問５

①　葉の全長が２倍になると、位置０〜１の長さも２倍になります。このとき、問３の位置１のカからキの変化を見ると、葉の幅は、2.5÷0.5＝５（倍）になっています。　　
②　位置０〜１の長さが２倍になっているのに対し、問３の位置１のクから折れ線上の値の変化を見ると、葉の幅は、５÷４＝1.25（倍）になっています。
どのデータをどう処理すれば、解答に結び付けられるかを、しっかり考えなければなりませんでした。

合否を分けた１題

実験１と実験２の結果から、「確認できること」や「考えらえること」を選びます。従来の開成の問題パターンから考えると、「確認できること」はシビアに判定すべきなのですが、「考えられること」となると、どこまでを正しいとすればよいのか、かなり悩むところです。
特に、イとオについて、開成受験生なら、事柄としては正しいとわかるのですが、実験と関連付けることができるかの判断がネックになります。
ここで、問５のグラフに着目し、利用できたかどうかが試されたのではないかと考え、合否を分けた１題としました。

３

問６

ア　実験２の状態①〜⑥の結果から、水にとかす食塩の重さが増えると、水溶液の体積は増えていることが確認できます。
イ　問５で選んだグラフを手がかりにします。もし、食塩が水のとけない物質であれば、体積の増加分は、下のグラフの赤線のようになります。これは、⑥から⑦のグラフと同じ傾きで、原点を通る直線です。状態①〜⑥の間では、常に赤線より体積が小さいことから、確認できます。　　
ウ　実験１、２では、できた食塩水の重さをはかっていないため、確認できません。また、とける前後で重さの合計が変化するとは、考えられません。
エ　実験１には、温度の条件がないので、確認できません。また、実験２でも、水温を25℃に保って行っているので、温度による変化は確認できません。食塩は、温度による溶解度の変化が小さいことはよく知られていますが、実験の結果から考えられるとはいえません。
オ　状態①〜⑥のそれぞれで、食塩水の重さをはかっていないため、実験２の結果から、定量的には確認できません。そこで、下のグラフの赤線と黒線の値のちがいに着目すると、状態①から状態⑥に向かって、だんだん離れていくことがわかります。これは、食塩が水に溶けたために減った体積にあたり、「水の体積1.0mLの重さは1.0ｇであるものとします。」とあることから、食塩水の体積1.0mLの重さは増えていると考えられます。

これは、問１で、実験１の結果がイになることからも、確かめることができます。