理科の合否を分けた一題（2017年度）

難易度分類

１	（１） A　　（２） A　　（３） A　　（４）Ａ　　（５） B　　（６）Ａ　　（７） A　　（８）Ａ
２	（１） A　　（２） B　　（３） C　　（４） B
３	（１） A　　（２） A　　（３） A　　（４） A　　（５） B　　（６） B　　（７） A
４	（１） A　　（２） B　　（３） A　　（４） B　　（５） C

A…聖光学院合格を目指すなら、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

2017年度の聖光学院は、例年通り、幅広い知識を問う問題を中心としていています。単なる知識として問うだけでなく、知識を関連付けながらさらに考えを進める展開が特徴です。難問はないものの、文章を読み取る力や、データを適切に処理する力、論理的に考える力が求められます。
昨年に比べて、計算問題が増加した分、難易度が上がっている印象です。
聖光学院特有の、「実際にそうなることが知られているものの、学習範囲では説明できない現象」についての問題が、本年も出されました。昨年度は、圧力がかかっているときだけ氷が解ける性質について。本年は、音の波動としての性質である干渉について。誘導がなく、調べ学習で深く理解していた生徒だけが解答できる問題でした。
生物分野の問題は、環境が生物の進化に与える影響についての問題。
地学分野の問題は、日の出の時刻と日の入りの時刻についての問題で、物理分野の光の屈折を含みます。
化学分野の問題は、白い固体（石灰岩・硝酸カリウム）についての問題です。
物理分野の問題は、音の性質についての問題です。
対策としては、基礎知識をしっかり身につけるとともに、普段から他の現象との関連を考える習慣をもちましょう。また、範囲やレベルにとらわれず、調べ学習を積極的に行い、理科的な視点で論理的にものごとを考える姿勢も大切です。

問題構成は、４分野から大問４題、小問33問。
解答形式は、言語が７問、記号選択が15問、作図が１問、記述が１問、数字が９問。
選択肢は、国語並みにボリュームのあるものもあり、すばやく論点を読み取る力が必要です。
作図は光の進み方を線で書き入れる問題で、問題の意図をくみ取り、的確に表現する必要がありました。
記述は１行程度で、サボテンが乾燥に強い理由を書くものでした。常識的な知識を理科的な表現でまとめます。
計算は、濃度の計算と音の速さの問題が数問ずつで、やや手間のかかるものを含んでいました。

問題別寸評

１

（生物）環境と進化についての問題です。
生物の進化は、地球の環境の影響を大きく受けています。さまざま環境で、どのような進化が見られるかについて、考える問題です。

（１）

ダーウィンは、測量船ビーグル号に地質学者として乗船し、ガラパゴス諸島の地理調査の傍ら多様な生物を記録し、のちに進化論の着想を得ることになりました。

（２）

生物の多様性についてふれているものを選びます。

（３）

コアラのメスは育児嚢を持ち、その中で子供を育てます。ワラビーは、小型のカンガルーです。

（４）

オオサンショウウオは島根県、ニホンザルは本州・四国・九州・屋久島に生息しています。ニホンオオカミは本州・四国・九州に生息していたとされています。

（５）

サボテンの特徴は、針のように細い葉と、厚い表皮です。これによって、体内の水分の蒸発をおさえることができ、乾燥した環境でも生活できるようになっています。

（６）

いずれも高木ですが、ヒノキは針葉常緑樹、クスノキは広葉常緑樹です。イチョウ・クヌギ・カキは、落葉樹です。

（７）

ドイツの生物学者クリスティアン・ベルクマンによるベルクマンの法則は「恒温動物においては、同じ種でも寒冷な地域に生息するものほど体重が大きく、近縁な種間では大型の種ほど寒冷な地域に生息する」というものです。からだが大きいほど、体重当たりの表面積が小さくなり、体温を維持しやすくなります。

（８）

鳥類のうち、泳ぎが得意な種類を書きます。ペンギンは飛べませんが、水中を泳いで餌を捕まえることができます。

２

（地学）日の出の時刻と日の入りの時刻に関する問題です。
地学と物理の複合問題です。太陽光の大気による屈折を、半円のプリズムに置き換えて考えます。

（１）

日の出の時刻は太陽の上の縁が地平線から出始めるとき、日の入りの時刻は太陽の上の縁まで地平線に入るときです。

（２）

→合否を分けた一題参照。

（３）

日の出と日の入りで「大気差」が１個分ずつと、日の出と日の入りの定義による差が日の出と日の入りでそれぞれ1/2個分ずつちがいます。合計で１＋１＋1/2個＋1/2個＝３（個）分だけ長くなります。

（４）

太陽が沈む直前や沈んだ直後に、一瞬だけ緑色の光がまたたいてみえることがあります。これは、屈折率の最も小さい赤色光だけでなく、緑色光までもが散乱せずに届く現象で、非常に空気が澄んでいるときに稀に起こります。

３

（化学）石灰岩や硝酸カリウムに関する問題。
操作を適切に把握し、順序立てて解く問題です。前半は基本の知識、後半はごく普通の計算問題です。適切に処理し、得点しておきたい問題です。

（１）

炭酸カルシウムは、貝がらやサンゴの骨格、卵のから、石灰岩、大理石、鍾乳石、チョークの主成分です。

（２）

二酸化炭素は、水上置換法または下方置換法で集めます。

（３）

二酸化炭素を石灰水に通したときに生じる白いにごりは炭酸カルシウムです。これに塩酸を加えると、二酸化炭素が発生します。二酸化炭素の水溶液は炭酸水で、酸性を示します。

（４）

操作の結果、硝酸カリウム60gを20℃の水150gに加えたことになります。硝酸カリウムの溶解度が、20℃で30gなので、30×150/100＝45（ｇ）が溶けているので、濃度は 2017_gouhi_rika_1

（５）

20℃の水の溶解度は30ｇ。水の量は100×60/100＝60（ｇ）なので、溶ける量は30×60/100＝18（ｇ）。はじめ硝酸カリウムは100×40/100＝40（ｇ）あったので、結晶として沈殿するのは40－18＝22（ｇ）

（６）

飽和水蒸気の濃さは、量に関わらず同じです。40℃の飽和水溶液の濃度は、 2017_gouhi_rika_2 。

（７）

アルミニウムは光沢のある灰白色、二酸化マンガンは黒色、砂鉄は酸化鉄なので黒色や褐色です。

４

（物理）音の性質に関する問題。
音には波の性質があります。（１）～（３）は、伝わり方・振動数・共鳴についての知識が必要な問題です。（４）～（５）の計算は、表の数字を適切に処理し、数式に当てはめていけば解ける問題です。

（１）

音を伝える速さは、密度が高いものほど速くなります。速いものから、固体、液体、気体です。

（２）

音には波の性質があります。この波の山や谷が重なったとき、互いに強め合ったり弱め合ったりすることがあります。

（３）

笛の原理です。ストロー内の空気を振動させて音を出すしくみです。振動する部分の長さが短いほど高い音が、長いほど低い音が出ます。

（４）

(a)　表１で、気温が５℃上昇すると、音の速さは３m/秒速くなっています。したがって、１℃上昇すると、3÷５＝0.6（m/秒）速くなります。
(b)　ア：337.5＋3＝340.5　イ：20＋５×2＝30
(c)　音の高さがミからファに変化したので、振動数は330Hzから352Hzへ変化したことになります。音の速さは振動数に比例するので、移動した部屋での音の速さは331.5×352/330＝353.6（m/秒）このときの音の速さは331.5＋□×0.6＝353.6 なので、□＝36.8…→37（℃）

（５）

音を出している車の速さは、76.5×1000/60×60＝21.25（m/秒）。
与えられた式に数字をそのまま当てはめて計算します。
聞こえる音の振動数＝ 2017_gouhi_rika_3
これは、１オクターブ上のドに相当します。

合否を分けた一題

太陽の光の進み方を、光の反射・屈折の作図を通して考える問題です。

２

（２）

(a)　光の反射と屈折についての問題です。光が当たる点（A点）と半円の中心を結ぶ線に垂直な線を引き、これを境界面とします。右図の●は、入射角と反射角です。　
○は、屈折角です。屈折光は、レンズ側に傾いた線になります。　
2017_gouhi_rika_4

(b)　「光は、円弧の部分で直進し」とあるので、境界面に垂直な光であることがわかります。境界面に垂直な線は、半円の中心を通ります。
2017_gouhi_rika_5

(c)　「見かけの太陽」の大きさの１個分だけずれて見えています。実際の太陽からの光は、宇宙空間と大気の境界線で屈折して届きます。
2017_gouhi_rika_6

(d)　(a)の図の入射角と屈折角の関係を考えます。(c)のように、境界面に対する入射角が大きいほど屈折角も大きくなります。また、(b)のように、境界面に対する入射角が小さいほど屈折角も小さくなります。このため、日の入り・日の出のときの「大気差の大きさ」が最も大きく、太陽高度が高いほど「大気差の大きさ」が小さくなります。

著者：S.O.

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