2020年度 埼玉県公立高校過去問【理科】解説

平均50.3点(前年比;+6.5点)

問題はコチラ→PDFファイル

大問1(総合問題)

(1)ウ 61.2%
*チャートと石灰岩の判定。
X:塩酸と石灰岩(石灰石)で二酸化炭素が発生する。チャートでは発生しない。×
Y:チャートはものすごく硬い。石灰岩の方がもろいので傷つく。〇

@チャート@
石灰岩はサンゴや貝類、チャートは放散虫などが堆積した生物岩
主成分は石灰岩が炭酸カルシウム(CaCO3)、チャートが二酸化ケイ素(SiO2)。
・・ところで、放散虫って誰よ??(・Д・)
気になるけどスルーされやすいところだと思うので調べてみました。

産総研より。幾何学的に美しい放散虫の姿。
虫とあるが昆虫類ではなく、海に棲息するプランクトンの仲間だそうです。
5億年前から存在する生きた化石で、ガラス質ゆえ遺骸が残りやすいんだと。
小さな生き物も積もれば硬い岩となる。

@大理石@
大理石も塩酸をかけると二酸化炭素を発生させるが、石灰岩との違いは何でしょうか?(‘ω’)
いずれも主成分は炭酸カルシウムだが、大理石は結晶質石灰岩といい、
石灰岩がマグマの熱に触れたり(接触変成岩)、
プレート運動に伴う熱や圧力(広域変成岩)で変化した変成岩の一種。

(2)ア 70.7%
*同じ生物であったら受精卵がもつ染色体数はどの個体も同じ。
もっとも、精子や卵といった生殖細胞は減数分裂で染色体数が半分になる。
精子は4、卵は4。これらが合体して8に戻る。

(3)エ 93.6%
*頻出。
ガラス棒を用いて液体がこぼれないよう、慎重に注ぐ。
ろうとの長い方をビーカーに接するようにして、液体が飛び散らないようにする。

中学受験でもテッパンの知識です。

(4)イ 53.0%
*電子の流れを陰極線で見る。

電子は陰極(マイナス極)から陽極(プラス極)に向かって流れる。
→Aが-、Bが+。
電子はマイナスの電荷を帯びるので、マイナスに反発し、プラスと引き合う。
→電極P側に陰極線が伸びるので、Pが+、Qが-。


クルクルクル~(*‘ω‘ *)
電子は目に見えないけど、+極に向かって何かしらの力が働いていることが確認できる。
空気は電気を通しにくいが、管内の空気を徐々に抜いていくと陽極側が黄緑色に光るようになり、
真空放電が起こる。このような状態の放電管をクルックス管という。

(5)月 89.6%
*即答可。
日食は〔太陽-月-地球〕月があいだにきて太陽を隠す。
月食は〔太陽-地球-月〕地球があいだにきて月に影ができる。
日食時の月の輪郭がくっきりしているのは、月に大気がないため。
一方、月食時に月に映った地球の影が輪郭ぼんやりするのは、地球に大気があるから。

(6)腎臓 73.3%
*こぶし大の大きさで、腰より少し上の背中側に2つある。
血液中の不要物を取り出して尿をつくり、尿は輸尿管を通って膀胱に貯めておく。
腎臓は尿をつくる過程で、ろ過された原尿から身体に必要な物質を再吸収して体内に戻している。
これはナトリウムイオンなどの塩類濃度を調整しており、
体内環境を保つ(恒常性;ホメオスタシス)うえで重要な役割を果たしている。

(7)0.65g 42.6%(一部正答0.5%)
*定比例の法則。
銅:酸素=④:①  (酸化銅⑤)が成り立つ。
2.60×①/④=0.65g

(8)下図参照。 17.0%!!(一部正答0.9%)
*3
力のつりあい。

理科の授業をふりかえるより。力のつり合いと作用反作用は混同しやすいので注意!
力のつり合いは1つの物体に注目して、それに働いている力の状態。
作用反作用(運動の第3法則)は2つの物体に注目して、相互に及ぼす力関係。
力のつり合い…【1】力の大きさが等しい【2】同一直線上【3】向きが逆。
①と④は「ひも」に注目して力がつり合っている。

おもりの重力に相当する力で、おもりは糸3を下へ引っ張る。
反対に、糸1と糸2は糸3を上へ引っ張る(糸3に注目して赤い矢印でつり合っている)。
あとは力の分解と同様に、それを対角線とする平行四辺形(長方形)を作成。

↑解答

大問2(水蒸気)

(1)露点 76.8%
*気体の水蒸気が冷やされて液体に変わる温度。
露=つゆ

(2)寒冷前線付近で寒気が暖気と衝突し、暖気が押し上げられて上昇気流が起きるとき。 30.7%!(一部正答9.2%)
*国立を意識した問題か?(‘Д’)
上昇気流が発生すると、水蒸気が上空に移動するので雲が発生しやすい

四国電気より。寒気と暖気の境界線に注目!
寒冷前線は寒気の力が強い。
冷たい空気は重いので暖気の下へもぐり、暖気を上に押し上げ、上昇気流が生じる。
雲の形状は縦長になるので積乱雲が発生し、局所的に激しい降雨となる。
一方、暖気の強い温暖前線では暖かい空気が寒気の上部を緩やかにスライドしながら上る。
雲の形状は横長の層雲となり、広範囲に弱い降雨となる。

@大気の状態が不安定@
天気予報でたまに耳にする『大気の状態が不安定』。
温かく湿った風が吹いたり、上空に強い寒気が流れ込むと、地上と上空の寒暖差が激しくなる。
温かい空気が上へ、冷たい空気が下へ激しく対流して上昇気流が発生、天候が荒れやすくなる。

(3)水滴や氷の粒が互いにくっつきあって大きくなる。 45.4%(一部正答0.9%)
*やや書きにくさを覚えたかもしれないが、解答はいたって単純。
雲を構成する雲粒(うんりゅう)の大きさは0.01mm以下。
上昇気流に支えられるので雲(雲粒)は落ちてこない。
おおむね100万個の雲粒が集まって1つの雨粒となり、重力にしたがって地上に落下する。

(4)①23 29.6%!(一部正答0.9%)
*福岡の露点を求める。
34℃の飽和水蒸気量は37.6g/m3。この55%が福岡の水蒸気量。
37.6×55/100=2068/100=20.68g/m3
(約分せず、分母は100を維持して計算した方が良いと思う)
表2から近い数値を選ぶ。
23℃の飽和水蒸気量が20.6g/m3
これより大きい20.68g/m3は空気中にすべての水蒸気が含みきれず、過剰分が水滴になる。

②最も高い地点—熊谷、最も低い地点—札幌 45.6%(一部正答4.7%) 
同様に熊谷の露点を求める。
43.9g/m3×45%=19.755g/cm3→22℃

つづいて、雲のでき始める高さを求める。
100mで1℃下がる=1℃下がれば100m上昇
福岡…(34-23)×100=1100m
熊谷…(37-22)×100=1500m
もっとも高いのは熊谷で、最も低いのは札幌。

(5)ウ 38.8%
*空気の体積の変化による誤差を考慮する。

図のように上昇した空気は大きくなる。
これは上空では気圧が下がるため、外側から押される力より、
内側から押し返す力が相対的に強くなるため、風船のように膨張するから。
空気が膨張しても空気に含まれる水蒸気量は変わらない(〇の数はどちらも同じ)。
密度がスカスカになるので、1m3あたりの水蒸気量は少なくなる

飽和水蒸気量は1m3あたりの水蒸気量(g)だから、
1m3あたりの水蒸気量が少なくなれば気温をより下げないと飽和状態にならない
つまり、露点が下がるので雲ができ始める高さは、より高い位置となる。


大問3(植物)

(1)エ 70.9%
*アジサイは被子植物・双子葉類(離弁花)。網状脈の葉から判断する。
チューリップとグラジオラスは被子植物・単子葉類。葉が平行脈である。
イヌワラビはシダ植物。

@アジサイの花@

2016年千葉後期(大問8)より。
Aの部分は何ですか?と意表をついた問題。
大多数が花弁を選択したのか、正答率は6.8%だった。
正解はガク(装飾花)。真ん中に密集しているピロピロが花弁。

↑ガクアジサイ。これを品種改良してアジサイが生まれたそうだ。
ちなみに古典和歌の世界ではガクアジサイだったからか、紫陽花の歌はすんごく少ない…。

(2)光が当たる 83.7%
*動けない植物にとって、どれだけ自分の葉に太陽光を当てられるかは
生存戦略のうえで重要。
上から見て葉の重なりを減らすのは、光合成を盛んに行うため。

@フィボナッチ数列と葉序@
1・1・2・3・5・8・13・21・34・55…
隣り合う2つの数の比が1:(1+√5)/2(約1.6180339887…)に収束していく。
これは美しい比率とされる黄金比で建築物や企業のロゴなどいろいろな場面で使われているが、
自然界にも幅広く登場するという。その1つが葉の並び方(葉序;ようじょ)。

a=(1+√5)/2、b=1
360°をa:bで割ったとき、bの角度を黄金角という。
(1+√5)/2をφ(ファイ)とすると、
黄金角b=360°×b/(a+b)
=360°×1/(1+φ)=360/φ2=137.5077…°
*前提知識として、φ=(1+√5)/2はx2-x-1=0の解の1つである。
xをφに入れ替えるとφ2-φ-1=0となり、ここからφ2=φ+1が成り立つ。

黄金比のいろいろより、幹の周りの黄金角で生える芽。
1番目から反時計回りに黄金角(137.5077…)でを印していくと、
見事にバラバラになっているw(゚Д゚)w
中心との距離の関係もありますが、上のほうにある芽はまだ幼いので、
中心の幹に近いところに小さく生えるものと考えています。
進化の過程で植物たちはこの角度に気づいたんですかね(;`ω´)

(3)デンプン 82.0%
*ヨウ素反応。デンプンに反応し、黄褐色から青紫色になる。
事前に温めたエタノールで葉を脱色して、観察しやすくする点もおさえておこう。

(4)Ⅰ:ア、Ⅱ:イ 64.8%(一部正答10.9%)
実験結果から光合成が行われた場所は①しかないので、①は絶対に入ると予想がつく。
調べたいテーマ以外は条件を同じにすること!
Ⅰ:『光合成が葉の緑色の部分で行われていること』を確かめる。
 アルミでおおっていない緑色の①と白い”ふ”の②を比較する。ふは葉緑体がないので白い。
Ⅱ:『光合成に光が必要であること』を確かめる。
 ふの部分を除いて、アルミをおおっていない①とおおった③を比較する。

(5)葉の裏側、理由―XとYを比較すると、葉の裏側にワセリンをぬらなかったXの方が水の減少量が多いから。 59.1%(一部正答25.3%)
*葉の表と裏のどちらの蒸散量が多いかを知りたいので、XとYを比較する。
Xは葉の表にワセリン→葉の裏と茎から蒸散
Yは葉の裏にワセリン→葉の表と茎から蒸散
表2より、Xの方がYより水の減少量が2倍以上多い。
葉の裏側からの蒸散量が多いからこそ、Xの水の減少量が多くなったといえる。
水蒸気は葉の裏に多い気孔を通じて排出される。

(6)エ 43.3%
*茎からも蒸散している点に注意!
X:葉の裏+茎=5.4cm3
Y:葉の表+茎=2.4cm3
Z:茎=0.6cm3
表+裏=(裏+茎)+(表+茎)-茎×2
=X+Y-Z×2=5.4+2.4-0.6×2=6.6cm3
水の密度は1g/cm3とするので6.6g。

大問4(中和反応)

(1)H2SO4+Ba(OH)2→BaSO4+2H2O 14.9%!(一部正答2.1%)
*硫酸と水酸化バリウム水溶液の化学反応式が出た( ノД`)
硫酸…H2SO4 水酸化バリウム…Ba(OH)2
硫酸バリウム…BaSO4 水…H2
中和反応では塩(えん)と水が発生するので、塩である硫酸バリウムの化学式がわからなくても自力で出せるが、反応物である硫酸と水酸化バリウムは知っておかないといけない。

(2)質量保存の法則 86.5%
*化学変化の前後で物質全体の質量が変化しない。
発見者はフランスの化学者ラボアジエ。

@原子論@
かつて、物質を構成する元素は水、土、火、空気の4種類であり、
その配合割合でそれぞれの物質がつくられていると本気で信じられていたらしい(゚Д゚)ハァ?
(この点、詳しく知りたい方はコチラを参照→永井俊哉ドットコム
正確には、四元素説を発展させたフロギストンという可燃元素が当時の科学界で支持されていた)
物質の化学変化は元素の移動で起こり、反応の前後で質量は変わるものと考えられていたが、
ラボアジエが密閉した容器にスズを入れ、燃焼前後で全体の質量が変わらないことを確認。
質量保存の法則の発見によって、従来の物質観がガラガラと瓦解した。
化学変化で物質の性質が変わるのは元素が新たに生成されたり、消滅するのではなく、
元素の組み合わせが変わるのではないか(´ω`).。0
その後、プルーストの定比例の法則やドルトンの倍数比例の法則を経て、
ドルトンが『物質を構成する最小単位は原子である』と原子説を提唱した。

(3)Y3は塩化ナトリウムが水に溶けたことで電離してイオンが発生したが、
X3の硫酸バリウムは水に溶けないのでイオンがないから。 12.1%!!(一部正答13.5%)
*電流は電子の流れ。
電子は原子核の束縛を受けてそのまわりを周っているが、
電子が原子核の外に飛び出したり、あるいは外から入ってくると電荷を帯びるイオンになる。
(+に偏ると陽イオン、-に偏ると陰イオン)
イオンによる電子の受け渡しによって電子の流れが起きると電気が流れる
すなわち、電気が流れるかどうかはイオンがあるか否か。

塩酸と水酸化ナトリウム水溶液を混ぜたY3はBTB溶液が緑色→中性。
この塩は塩化ナトリウム水溶液(食塩水)である。
食塩水はナトリウムイオン(Na)と塩化物イオン(Cl)に電離する電解質。

一方、硫酸と水酸化バリウム水溶液を使ったX3では中和反応で硫酸バリウムが生成されるが、
硫酸バリウムは水に溶けず、白い沈殿物として現れる(水に溶けていないと非電解質でもない)。
イオンにならず、電子の受け渡しがないので電気が流れない。
解答では『生じた塩の性質』に触れるので、塩化ナトリウムと硫化バリウムの記述は必須。

◆◆◆◆◆
公式の解説にわかりやすい図がありました。

Y3は中性でもイオンが存在している。一方で、中和によってできる塩が水に溶けない場合、
X3のようにイオンがほぼなくなり、純水に近い状態になる。

(4)ウ 30.0%!
*一応、化学反応式を確認すると…
HCl(塩酸)+NaOH(水酸化ナト)
→ NaCl(塩化ナト)+H2O(水)
この場合の塩(えん)は塩化ナトリウム(塩;しお)。
食塩を食塩水から取り出すには、水を蒸発させて飛ばせばいい。

中性はY3だが、中和反応はY1~Y3すべてで起きている。
Y1とY2は酸性なので塩化水素が残っている。
塩化水素は常温では気体なので、熱すると水蒸気とともに空気中へ飛ばせる。

(5)イ 40.2%
*実験1の水酸化バリウム水溶液1%のとき、
〔硫酸:水酸化バリ水=10g:22.5g〕で中性になった。
水酸化バリウム水溶液の濃度を2倍すると半分の量で中性になる
つまり、22.5gの半分(11.25g)でグラフが折れるイ・オに絞られる。
沈殿物は塩(えん)である硫酸バリウム。
硫酸の濃度は実験1と同じなので、中和反応で生じる硫酸バリウムの量も同じ。


大問5(音)

(1)150Hz 9.7%!!
*振動数とは、1秒間に振動する回数。


波長は山と谷をあわせた長さ。
目盛りを基準に波の数を数えると、0.02秒に3回振動している。
1秒間の振動数は、3×1/0.02=150Hz

(2)ア 65.0%
*音が高くなると、振動数が多く、波長が短くなる。

イ:振動数が少なく、波長が長い→音が低くなった。
ウ:波長が同じで振幅が大きい→音が大きくなった。
エ:波長が同じで振幅が小さい→音が小さくなった。

@ノイズキャンセリング@

買っちまいました(*´ェ`*)エヘヘ
話題のワイヤレスイヤフォン、AppleのAirpPods pro!

この製品のすごいところは何といってもアクティブノイズキャンセリング機能!
装着して0.何秒後、目の前にうつるテレビの音が完全な無音とまではいかずとも、
あからさまにスゥーーーーーと音が消えてゆく!!w(゚Д゚)w
どうやったらそんな芸当ができるのか。。

TIME&SPACEより。音は波形で表せます。
イヤホンが外の雑音の波をすばやくキャッチし、その波と上下反対(逆位相)の波を作り出して、
鼓膜にはいるまでに雑音とぶつけるとあら不思議…相殺されて雑音が消える(σ’д’)σ
人類の進化エグイね:;(∩´_`∩);:
音なしでノイキャンONにするとデジタル耳栓として利用できます。
注意点は、充電器がついていないのでアイフォンユーザーでない場合、
別途ワイヤレス充電器を買わなくてはならないことと、長時間の使用は耳を圧迫すること。

(3)誘導電流 68.6%(一部正答0.2%)
*磁界の変化で電流が流れる現象を電磁誘導といい、その電流を誘導電流という。
電磁誘導は手回し発電機や変圧器にも利用される。

(4)エ
交流電流で電流の向きが変わるたびにコイルが作り出す磁界の向きが交互に変わり、
コイルが磁石に反発したり引き合う 3.8%!!(一部正答42.3%;記号のみは30.8%)
*まずはコイルが動く方向から。

振動板がWかX方向に振動したところで音が図の方向に向かわないのでYorZ。
電流の向きをAとすると右ネジの法則で磁界の向きは振動板。
すなわち、振動板側がN極で磁石側がS極になる。
SとSは反発するので、コイルはZ方向に動く。

電流の向きがBの場合はその逆。
コイルは磁石と引き合い、Y方向に動く→エ

後半の記述は本試験で最も厳しかった。
マイクロホンの仕組みは【音で振動板が振動→コイルが振動→コイルの磁界が変化
→電圧が生じる(電磁誘導)→交流電流が流れる】
スピーカーの仕組みはこの逆となる。
【交流電流を流す→コイルの磁界が変化→コイルが磁石に対して反発・引き合い
→振動板が振動→音の発生】
指定ワードの『交互』は電流の向きと磁界の向きのどちらにも使える。
直流だと電流の向きが一定なので振動しない。振動→往復運動→交流。

(5)5.1m 23.4%!
*問題の図を利用しよう。

選手の頭部をPとする。
2つのスピーカーから発せられた音が同時にPに到着する。
2つの青い矢印は時間が同じ。
時間が等しいとき、距離と速さは比例関係
つまり、距離の比=速さの比
水中のスピーカー~Pまでの距離を【1500】とすると、
空気中のスピーカー~Pまでの距離は【340】となる。
22.5×340/1500=5.1m

以下、公式の検査結果を参照。
大問1
(1)初問の正答率は6割。チャートの性質もしっかり復習!
(4)陰極線ってシカトされやすい。
(5)9割が正解。誤答の多くは金星(゚Д゚)ハァ?
(7)銅:酸素=4:1の問題は頻出で解けるようにして欲しい。
誤答の多くは銅が2.60gのときの酸化銅の質量3.25g。
(8)力学。大雑把ではなく、きちんと理解したい。
大問2
(2)誤答には「寒気と暖気がぶつかり、寒気が上昇する」
寒気の方が密度が大きく沈むので、上昇するのは暖気。
(3)雨粒への成長。誤答例は「ちりやほこりなどがついて大きくなる」
「気圧の変化で体積が大きくなる」。空気中のちりやほこりは雲粒の核となる
(4)①誤答は21。福岡の水蒸気量20.68g/cm3に近い値を書いた疑い。
大問3
(5)水に減少量に着目できている解答は多くみられたが、
表2の各数値を比較して説明することに対しての誤答が見られた。
【結果から考察し、説明する習慣を身に付けたい】
(6)誤答はXとYを足す7.8が多くみられた|д゚)
大問4
(1)代表的な酸やアルカリの化学式は書けるようにしたい。
(3)誤答では、硫酸バリウムを非電解質とするものが多くみられた。
水に溶けていない硫酸バリウムは非電解質の定義にあてはまらない。
大問5
(1)グラフのどこに着目すべきかを見極める。
(2)誤答は振幅の大きいウが多くみられた。
(4)逆から考えるとわかりやすいかも。
音が発する→振動板が左右に動く。
振動板が左右に動くには、前問のようにZ方向とY方向にコイルが行ったり着たりする。
磁界の向きが交互に変化→電流の向きが交互に変化。

@2020年度 埼玉解説@
数学…平均67.9点 数学(学校選択)…平均55.2点 社会…平均54.6点 英語…平均51.2点
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