2021年度 東京都立高校入試過去問【理科】解説

平均47.8点(前年比;-5.6点)

問題はコチラ→PDFファイル
出題範囲の除外は、『運動とエネルギー』の力学的エネルギー、『科学技術と人間』、
『地球と宇宙』の太陽系と恒星、『自然と人間』。

大問1(小問集合)―53.1%

(1)ウ 43.0%
*『消化された養分を吸収する器官』→小腸(B)
内壁には柔毛とよばれるヒダがあり、表面積を増やすことで効率良く栄養を吸収している。
その広さはテニスコート1面分(約260m2)もあるらしい…。
『アンモニアを尿素に変える器官』→肝臓(C)
”尿”素から腎臓を選ばないように!
肝臓は横隔膜の下にある、最も大きい臓器。
有害なアンモニアを比較的無害な尿素に変える
肝臓はさまざまな化学反応をおこなうことから人体の化学工場とよばれており、
尿素の合成以外にも血糖値の調整、胆汁(脂肪の消化を助ける)の分泌などをおこなう。
Aは胃、Dは腎臓。

@腎臓@
腎臓はこぶし大の大きさで、腰より上の背中側にある。
腎臓の役割は尿を作ることだが、高校では『体内環境の調節』と習う。

血液は腎臓でろ過される。
タンパク質や血球は通れないので、血しょう(血液中の液体)が通過して原尿(尿の元)になる。
この原尿が尿細管を通過している間に、体に必要な物質が必要な分だけ再吸収される。
例えば、水不足に陥っているときは水分の再吸収が多くなり、
逆に水分超過であるときは水分の再吸収量を抑えることで体内環境の調節を図る。

中学理科ポイントまとめと整理より。
濃縮率=尿中の濃度(%)÷血しょう中の濃度(%)】
濃縮率が高いと人体に不要な物質ゆえ、尿として体外へ排出されやすい。
濃縮率が低いと尿中での量が少ない=人体に有用な物質として再吸収されやすい。
タンパク質はろ過で通れないから原尿の濃度は0。
ブドウ糖(グルコース)は体内に必要な物質だから再吸収されて尿中は0(濃縮率0)。
ナトリウムやカリウムといった無機塩類も大事なので濃縮率は低い。
一方で尿素やアンモニアは不要なものだから濃縮率は高め。

(2)ア 72.8%

*大きい音⇒振幅が大きい、小さい音⇒振幅が小さい。
高い音⇒波長が短い、低い音⇒波長が長い。

(3)エ 56.9%
*初期微動継続時間をまとめる。
36km―2秒
54km―3秒
108km―6秒
震源距離と初期微動継続時間は比例している。
90km地点では、2×90/36=5秒
10:10:27の5秒後の10:10:32。
初期微動継続時間(秒)を8倍するとおよその震源距離(km)になるといわれているが、
あまり当てにはならない模様・・。

(4)①ウ、②ア 40.2%
*①電気が通りやすいように、ろ紙に食塩水を染み込ませておく。
エタノール・砂糖水・精製水(蒸留水)は非電解質
青リトマスを赤に変えるのは酸性。酸は水素イオン(+)。

@水素イオン指数@
水素イオンの濃度を示す数値がpH値(ぺーはーち)である。
pHが7のときが中性、7より小さいと酸性、7より大きいとアルカリ性
高校化学ではアルカリ性を塩基性と表す。

高校講座より。が水素イオン(H)、が水酸化物イオン(OH)。
25℃の純水では水素イオン濃度と水酸化物イオン濃度が等しくなる。
これをモル濃度というものであらわすと、いずれも1.0×10-7mol/L。
この指数の7の部分がpH値にあたり、pH値が+1になると水素イオン濃度は10分の1になる。
(10-1=1/10、10-2=1/100)
水素イオン濃度と水酸化物イオン濃度の積は1.0×10-14mol/Lで一定である(水のイオン積
(指数法則よりa×a=am+nだから、pH値だけ見ると和は14で変わらない)

(5)エ 48.4%
*丸い遺伝子がA、しわの遺伝子がa。
しわの個体をかけ合わせたので、aaがないア・ウは×。

しわの個体ができるのは、aaがあるエ。

なお、2021年度の教科書から優性⇒顕性、劣性⇒潜性と名称が改められた

(6)イ 57.2%
*力のつりあいは、1つの物体に働く力の関係。
作用・反作用は、2つの物体が作用点を通じて及ぼしあう力の関係。

AとBが物体に働く力のつり合い。
AとCが物体と机のあいだの作用・反作用。

大問2(総合問題)―37.9%

(1)①ア、②ウ 43.6%
*脊椎動物は哺乳類・鳥類・爬虫類・両生類・魚類
イワシやアジは魚類。
他は無脊椎動物で、タコ・イカ・貝類は軟体動物
エビ・カニは節足動物のなかの甲殻類

(2)ウ 39.0%

*基準となる線を統一させること!
左端に合わせるのであれば、前輪の後ろ側の直線を基準とする。
7マス移動したので、0.2秒間で5×7=35cm
1秒間では35×1/0.2=35×5=175cm=1.75m
これを時速に変換する。
〔秒速m⇒時速km〕は×36/10すればよい
1.75×36/10
=7/4×36/10=時速6.3km

(3)イ 19.0%!
*ポイントは『ラベルは水に沈み、食塩水では浮いた』。
水に沈むので、水の密度1g/cm3より大きい。
⇒ポリエチレンテレフタレート(PET)かポリスチレン。

水1cm3=1gとすると、食塩水の密度は65g÷55cm3=1.18…g/cm3
食塩水には浮いたから、密度はこれより小さい⇒ポリスチレン

@プラスチックの種類@
プラスチックは石油化学製品の1つで、さまざまな種類がある。
ポリエチレンテレフタレート(PET)はペットボトル。
ポリスチレン(PS)は弁当やカップ麺の容器に使われる。
ポリエチレン(PE)はスーパーのポリ袋やポリバケツなど。
ポリ塩化ビニル(PVC)は消しゴム、おもちゃ、合皮、水道管など。
ポリプロピレンは(PP)は本のコーティング剤、食品の包装、家電や自動車の部品など。
ポリメタクリル酸メチル(PMMA)はコンタクトレンズ、光ファイバー、水族館の水槽など。
ポリエステル(PEs)は服のタグで見たことあると思う。合成繊維の一種。
詳しくは高校化学で習います。。

ちなみに、ペットボトルのキャップ部分はポリプロピレンかポリエチレンが使われる。
PETと比べて密度が小さいので、分離して回収できる。

(4)エ 50.0%

*星の年周運動は1日に約1°西に移動する→30日では約30°西に移動。
これを日周運動に置き換える。
1時間で15°移動するから、30÷15=2時間
星は東⇒南⇒西と動くので、2月15日のオリオン座が南中するのは2時間前
すなわち、午後8時頃となる。


大問3(気候)―44.1%

(1)エ 42.0%
*【湿度=空気1m3に含まれる水蒸気量÷飽和水蒸気量×100】
湿度(割合)は87%がどれも同じ。
分母の飽和水蒸気量は温度が上がると大きくなり、下がると小さくなる。
割合が同じだから、分母が小さいと分子の水蒸気量は小さい
逆に分母が大きいと分子の水蒸気量は大きい
気温はc<b<aだから、水蒸気量はC<B<A。

(2)①イ、②ウ、③ア 62.6%

*①空全体を10としたとき、雲の量が0~1で快晴、2~8で晴れ、9~10で曇り。
雲量は観測者の目分量で判断する。

雲三昧より。魚眼レンズで撮影した空の雲量。
よほど空が雲に覆われないと、太陽の光が目立つ。
②Fの先端から天気記号に向かって風が吹く。
③気温が昼過ぎに最も高くなり、次第に下がっている。

(3)①ウ、②エ 39.1%

*①寒冷前線の通過により、気温がガクっと下がっている。
高気圧は下降気流
上空から地上に降りてきた空気は、地上では中心から周辺に向かって風が吹く。
このとき、コリオリの力で北半球では時計回りに渦をまく
反対に、低気圧は上昇気流。
地上では周辺から中心部に向かって反時計回りに渦をまき、中心付近で上昇する。

@コリオリの力@
『北半球の低気圧では中心に向かって反時計回りに、高気圧では中心から時計回りに渦をまく』
ということは、北半球では風は進行方向の右側に曲がる。
これは地球の自転により、コリオリの力(転向力)という見かけの力が働くからである。
コリオリの力の説明ではキャッチボールの例えがよく使われる。

車の荷台に乗った2人がキャッチボールをする。
車が同じ方向に同じ時速20kmで進んでいるとすると、
人もボールも同一方向に時速20kmで動くのでキャッチボールは成功する。
もし、どちらかの車の速度が時速20kmより速くなったり遅くなれば、
このキャッチボールは成功しない。

赤道にいるAが北にいるBに向かってボールを投げる。
地球の自転でAとBは右側に移動しているが、
赤道上にいるAの方がBよりも速い速度で動いている。
Aが投げたボールもAと同じ速い速度で右に動く
すると、ボールは相対的に遅いBよりも右に動くので、右にカーブを描く。
これがコリオリの力である。見かけの力であり、特別な力が働いているわけではない。
南半球では左右が逆になるので、進行方向の左側に曲がる。

ちなみに、お風呂の栓を抜いたときの渦の方向が北半球と南半球で逆になる、
という話はデタラメである。
コリオリが働くにはA地点とB地点で相当程度の速度差があること、
言い換えれば、緯度の差がそれなりに大きくなければ働かない。
渦潮程度でもさほど働かないので、ましてや浴槽レベルであれば限りなくゼロ。
渦の向きは容器の形状や水の出し方による。

(4)ア→ウ→エ→イ 32.8%!
*気圧配置の変遷。

ア:梅雨前線はオホーツク海気団と小笠原気団のおしくらまんじゅうで停滞する。
ウ:南高北低は夏型の気圧配置。南東季節風が吹いて列島は高温多湿になる。
エ:春や秋は揚子江気団の一部がちぎれ、偏西風に流されて移動性高気圧になる。
 高気圧と低気圧が交互にやってきて、天気は周期的に変わる。
イ:西高東低の冬型の気圧配置。北西季節風が暖流・対馬海流の水蒸気を含み、
 列島にぶつかって日本海側は大雪となる。

大問4(光合成)―59.8%

(1)ア 78.1%

*A:気孔は酸素や二酸化炭素の出入り口。蒸散では水蒸気が排出される。5
 ちなみに、たらこクチビルみたいなところは孔辺細胞という。
B:葉緑体は光合成をする場所。葉緑素(クロロフィル)とよばれる緑色の色素を含む。
葉緑体は独自のDNAを持ち、10億年も前にシアノバクテリアという原生生物が別の生物の体内に取り込まれて、細胞内で共生するようになった産物だと言われている(細胞内共生説)。

(2)①ウ、②イ 45.5%
*①光合成に二酸化炭素が必要である点を実験で確かめたい。
光合成が行われたか否かをヨウ素デンプン反応で調べるので、
実験前の葉にデンプンが残っていたら、光合成をしていなくても青紫色に変化する可能性がある。
対照実験では調べたい条件以外をそろえる
光合成には光が必要だから、アルミでおおわれていない葉Cと葉E。
葉CにはCO2があるが、葉Eは水酸化ナトリウム水溶液に吸収されて無い。

水酸化ナトリウムは空気中に放置すると、水を吸って溶けていく。
これを潮解といい、二酸化炭素をより吸収するようになる。

(3)①イ、②イ 55.8%

*①実験後に二酸化炭素が減ったのは袋Iだけ。
②光合成で二酸化炭素が消費されるのだから、デンプンが最も多いのも袋I。

@光合成曲線@
光が強いほど、植物は多くの二酸化炭素を吸収して光合成を活発に行う。
光合成の強さを二酸化炭素の吸収量で把握する指標を光合成速度という。
光合成速度=見かけの光合成速度+呼吸速度
光合成速度を測定するとき、植物は光合成と同時に呼吸を行っているので、
計測したCO2吸収量には呼吸によって放出された分がカウントされていない!
(呼吸で生まれたCO2を消費したうえで、装置内の空気に含まれるCO2が吸収される)
計測で得られた見かけの光合成速度に呼吸速度を足すことで光合成速度が判明する。

ベネッセより、光合成曲線。横軸が光の強さ、縦軸がCO2吸収速度。
呼吸速度は光の強さに関係なく、常に一定である。
光が弱いうちは呼吸速度が上回るから、CO2の放出が吸収を上回る。
ある時点でCO2の吸収と放出(出入り)が±0になる。
このときの光の強さを光補償点という。
光を強くすると光合成速度は上昇していくが、あるところで限界に達する。
このときを光飽和点という。


大問5(化学変化)―25.1%

(1)①エ、②イ 36.4%
*①加熱をやめると試験管が冷やされて空気が収縮する⇒気圧が下がる。
気圧が下がると、水槽の水が試験管内に逆流する。
ちなみに、試験管の口を下げておくのは、口のところでできた液体が加熱部分に逆流し、
温度差で試験管が割れるのを防ぐため。
炭酸水素ナトリウム水溶液は弱アルカリ性
一方、炭酸ナトリウム水溶液はやや強いアルカリ性
フェノールフタレイン溶液を加えると、前者は薄い赤色、後者は濃い赤色になる。

(2)①ア、②エ 33.7%
*①実験のテーマは炭酸水素ナトリウムの熱分解
ア:酸化銀の熱分解である。【2Ag2O→4Ag+O2

イ:マグネシウムの燃焼による化合。【2Mg+O2→2MgO(酸化マグネシウム)】
ウ:鉄と硫黄の化合。【Fe(鉄)+S(硫黄)→FeS(硫化鉄)】
エ:鉄と酸素の化合。【2Fe+O2→2FeO】
発熱反応が生じる。カイロの原理である。
活性炭が酸素を保有・供給、
食塩水は鉄が錆びるのを早める。



2NaHCO3(炭酸水素ナトリウム)→Na2CO3(炭酸ナトリウム)+H2O+CO2
塩化コバルト紙が青から赤に変わったので、水ができた。
線香の火が消えた+石灰水が白く濁ったので、二酸化炭素が発生した。
炭酸ナトリウムの化学式がわからなくても、後半2つがH2OかCO2なので、
これらにない■がナトリウムになる。

(3)ウ 23.8%!
*【反応前+加えた炭酸水素ナトリウム-反応後=気体(CO2)の量】
これを計算していくと、0.26g、0.52g、0.78g、1.04g、1.17g、1.17g。
炭酸水素ナト2.0gまでは+0.26gずつ増える比例。
2.5gになると+0.13gで半分に折れ、その後、一定になる。

しかし、いちいちCO2の量を計算するのが面倒くさい…(´・_・`)
反応前はすべて79.50gで等しく、炭酸水素ナトは0.50gずつ増やす。
反応後の差をとっていくと、0.24g⇒0.24g⇒0.24g⇒0.37g⇒0.50g。
炭酸水素ナト2.0gまでは比例だが、2.5gでちょっと増えて崩れる。
ということは、2.0~2.5gのあいだで崩れる瞬間がある。
崩れたのは途中で塩酸がなくなって、反応しきれなくなった炭酸水素ナトが残ったから
最後の0.50gの増加は加えた炭酸水素ナトの量に等しい。
いずれにせよ面倒くさい(´・_・`)

(4)31% 6.3%!!
*前問より、炭酸水素ナト0.50gで0.26gの気体が発生した。
気体が0.65g発生したので、炭酸水素ナトは、0.50×0.65/0.26=1.25g
これがベーキングパウダー4.00gの何%にあたるか。
1.25÷4.00×100=31.2…≒31%

大問6(電磁気力)―20.9%

(1)ア 31.7%!

*磁界の向きはN⇒S
手前では内側から外側に向けてグルっとまわり、
奥側で外側から内側にグルっとまわる。

(2)コイルAの中の磁界が変化したから。 22.5%!
*電磁誘導の原理だが、中学生レベルでは、
『磁界の変化が生じた→電圧が生じる→誘導電流が起こる』の流れで良いと思う。。

電気の力と磁力は別々に思えるが、物理の世界では同じ力で『電磁気力』でまとめられる

N極を近づけると、これに反発しようとして右から左に磁力線が向かう。
N極を遠ざけると、これを引き寄せようとして左から右に磁力線が向かう。
磁界の変化が生じると、その変化を元に戻す方向に磁界を作ろうとする
変化にあらがう磁界の向きから力を受けて電位差が生じることで(誘導起電力)、
コイルの自由電子が動き、誘導電流が流れる。
『誘導電流はコイルの中の磁界の変化を妨げるような向きに流れる』
これをレンツの法則という。

(3)イ→エ→ア→ウ 27.8%!
*電流量を増やせば、コイルの磁力が強くなってコイルの回転数が上がる。
電圧は固定なので、電流量を増やすには抵抗値を減らせばいい

あとはイメージです。
電流を水流にたとえて、抵抗値は幅の狭い水路とする。
抵抗値の大きさは狭い水路の長さ。(幅が狭い水路が長いほど水は流れにくい)
抵抗が直列だと、狭い水路が長くなるので水は流れにくくなる。
抵抗が並列だと、狭い水路が横にもう1つくっつくので幅が広くなり、水が流れやすくなる。

最も電流量が大きいのはイ(5Ω並列)。
並列だから横幅が広がって流れやすく、狭い水路の距離が短い。
続いてエ(10Ω並列)。横幅は増えるが、イより狭い水路の長さが長い。
次にア(5Ω直列)。幅は変わらず、20Ωに5Ω分の狭い水路の長さが加わる。
最も流れにくいのがウ(10Ω直列)。

(4)①ア、②ア、③ウ、④ウ 1.5%!!

*①問題文より、a→b→c→dと時計回りに電流が流れる。
②電流がc→dだから、右ねじの法則で磁界は手前が下から上、奥が上から下
奥側で磁界の向きが一致するので、コイルBはJ側に動く。

③半回転すると、図6のエナメル線がはがれていない部分が軸受けに触れる。
ということは、電流が流れない。
④電流が流れないので磁界から力を受けない。
コイルBは惰性で回転し、図8の状態に戻って同じ向きに繰り返しまわり続ける。

@整流子@

e側のエナメル線をf側と同様にすべて剥がすとどうなるか。
電流の向きが左から右に変わるので、コイルの磁界の向きも反対になる。
すると、コイルBはM側(奥)の向きに力を受け、反対方向に回転してしまう。
モーターを一定方向に回し続けるには、半回転後に電流の向きを反対にしておく必要がある。

中学理科ポイントまとめと整理より。そこで登場するのが整流子
整流子はブラシにはさまれ、整流子とブラシが接触しているときに電流が流れる。
上の図では最初はA→B→C→Dの順に電流が流れており、コイルが時計回りに回転する。
整流子の
左が黄色、右が青の状態から、コイルが180°回転して左が青で、右が黄色になると、
電流の向きがD→C→B→Aと先ほどと逆になる
再び、コイルは時計回りの力を受けて回転し続ける。


得点分布が幅広い。完全解答だらけで油断できない。
高得点には様々な単元を網羅して得点を積み上げる。
大問1
(1)初問から正答率は半分を切る。尿に引っ張られて腎臓を選んだか。
(4)①を間違えた人が多そう。電解質か非電解質か。
(5)そんなに難しくない。しわができるには潜性のaaでないとダメ。
大問2
(1)無脊椎動物は節足動物、軟体動物、他いろいろ。
(2)スタート時に車が半歩でている点に注意。
(3)”ラベルは水に染む”を見落とさない。
大問3
(1)湿度は割合。分母分子の関係で考える。
(3)完全解答でも難しくない。
(4)夏の南高北低を忘れないように。季節風からも判断できる。
大問4
(2)①デンプンは出しておかないと、光合成によってできたのかわからない。
(3)光が強いほど光合成が盛んになると察しやすい。
大問5
(1)①試験管の口を下げる…ではない方が問われた。
(2)①分解か化合か。
②化学式は出せなくても、物質名だけはおさえておく。
理系志望者はNaHCO3もNa2CO3も覚えておく。
(3)どこで曲がるか。増加率が中途半端⇒途中のどこか
で折れる。
大問6
前半だけでも何とかとりたい。
(3)他県でも出てくる。計算しないで並び替えたい。
(4)完全解答がきつかったか。設問内容は素直なものだった。

@2021年度・都立解説@
数学…平均53.3点 数学(分割後期) 社会…平均54.6点 英語…平均54.1点
公立高校入試解説ページに戻る

◆menu◆ 公立高校入試…関東圏メイン。千葉だけ5教科あります。%は正答率。
国私立高校入試…数学科のみ。ハイレベルな問題をそろえてみました。
難関中算数科…中学受験の要。数学とは異次元の恐ろしさ(;´Д`)
難関中社会科…年度別。暗記だけじゃ無理な問題がいっぱい!
難関中理科…物化生地の分野別。初見の問題を現場思考でこなせるか。
難問特色検査…英国数理社の教科横断型思考問題。
センター試験…今のところ公民科だけ(^-^;ニュース記事だけじゃ解けないよ!
勉強方法の紹介…いろいろ雑記φ(・・。)
QUIZ…☆4以上はムズいよ!
noteも書いています(っ´ω`c)
入試問題を題材にした読み物や個人的なことを綴っていこうと思います。
気軽にお立ち寄り下さい(*^^*)→サボのnote
サボのツイッターはコチラ→

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。

CAPTCHA