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2023年度 都立高校入試問題過去問【理科】解説

平均59.4点(前年比;-2.0点)

問題はコチラ→PDFファイル

大問1(小問集合)―67.4%

(1)ア 92.3%
*生産者…光合成などで無機物から有機物を生産する生物(≒植物)
消費者…生産者がつくった有機物を直接的または間接的に消費する生物(≒動物)
【例】イネ科(生産者)
→バッタ(1次消費者)→スズメ(2次消費者)→タカ(3次消費者)
捕食者(食う者)と被食者(食われる者)のつながりを食物連鎖といい、
実際の生態系は食物連鎖が複雑に絡み合っている(食物もう)。
ミミズは有機物を無機物に分解する分解者にも含まれる。

(2)エ 57.6%
*火成岩の分類。

Hi-HOより。岩石を構成する鉱物において石英と長石は無色鉱物。
黒雲母、角セン石、石、カンラン石は有色鉱物。

花崗かこう岩は無色鉱物の割合が多く、全体的に白っぽい
対して、玄武岩は有色鉱物が多くて黒っぽい。

マグマがゆっくり冷えて固まると結晶は大きく育つ→等粒状組織の深成岩
マグマが急激に冷えて固まると結晶はまだらになる→斑状組織の火山岩
斑状組織の比較的大きな鉱物である斑晶はマグマが地下にあったときに育った結晶で、
育ちきれなかった他の部分を石基という。

(3)ウ 63.2%

*①下のガス調節ねじを開くと、上の空気調節ねじも同時に回る。適当な大きさの炎にする。
②ガス調節ネジを押さえながら空気調節ネジだけを開く。
酸素を十分に供給して青色の炎にすることで、燃焼効率の良い完全燃焼が起こる。
2つのねじは上からみて反時計回りで開く。

(4)イ 42.2%

平行線+焦点を通る線、レンズの中央を通る線をひく。
一点で交わるA点に像から出る光が集まるので、スクリーンがA点にあるときが最も見やすい。
像の長さは実物より短い→スクリーンに映る像の方が小さい。

(5)ア 65.9%
*1種類の物質⇒純物質(純粋な物質)、2種類以上の物質が混ざる⇒混合物
純物質は単体と化合物に分かれる。
1種類の元素⇒単体、2種類以上の元素⇒化合物
二酸化炭素(CO2)、水(H2O)、アンモニア(NH3)は化合物。
酸素(O2)は単体。

@アンモニア@
アンモニアNHには炭素原子Cがなく、燃焼で酸素Oと化合しても二酸化炭素COが出ない。また、アンモニア単独の燃焼だけでなく、石炭と混ぜて燃焼(混焼こんしょう)できるので、混焼率を上げていけばそれほどCOの排出量を抑えられることから新たな燃料として注目されている。

アンモニアの工業的製法で知られるハーバー・ボッシュ法。発明者の1人であるユダヤ系ドイツの化学者フリッツ・ハーバーは、第一次世界大戦で多くの死傷者を生み出した毒ガスの製造を主導していた。彼は熱心な愛国者で、自ら開発する毒ガスでより多くの敵軍を殺せば平和が早く訪れると信じていたようだ。妻のクララが
拳銃自殺をした動機は定かではないが、一説によると化学兵器の製造を続ける夫に対して抗議の意思を示すためだったと言われている。ヒトラー政権の誕生で国内のユダヤ人排斥の風潮が強まり、祖国に尽くしてきたハーバーも研究所を辞して国外に身を移すことになる。しかし、毒ガス開発者の汚名は職を得るのに苦労し、晩年は健康を害して穏やかな余生を送れなかった。

(6)イ 82.9%

*アブラナのがくは4枚、花弁(花びら)4枚、おしべ6本、めしべ1本。
1つの花に4種類を備えている花は完全花、どれか欠けていると不完全花。
おしべとめしべが両方ある花は両性花、いずれか一方だと単性花。
アブラナは完全花(両性花)である。


大問2(総合問題)―49.3%

(1)イ 54.0%
*2m地点;40.4秒→6m地点;122.2秒
4mを122.2-40.4=81.8秒で走る。
4m÷81.8秒=0.048…≒秒速0.05m/s

@雪上車@

GAZOOより。極寒な環境ではバッテリーが上がったり、タイヤのゴムが硬化してしまうが、耐寒性能を備える雪上車は-30℃でも走行できる。
ベッドが備え付けてある車両は寝泊りが可能。
観測隊ブログ(国立極地研究所)
日本が南極大陸に所有する昭和基地への補給物資は、砕氷船「しらせ」で年に1回しか届けないそうです( ゚Д゚)エー!物資の量は約1000t、約60%は燃料が占めます。生鮮食品は長く持たないので、基地内のグリーンルームで野菜を水耕栽培しています。
ちなみに、「しらせ」の由来は日本人初の南極探検家・白瀬矗しらせのぶ

(2)①イ、②ア 41.4%
*①3%:食塩水100gに含まれる食塩→100×3%=3g
0.84%:取り除いて残った部分100gの食塩→100×0.84%=0.84g
問題文に数値を当てはめると、『3gに対する0.84gの割合』は何か?
〇に対する△』を分数で表すと、〇が分母、△が分子
0.84/3=84/300=28/100=28%
@@
0℃における食塩の溶解度は約26%。


密度が大きいものが沈む←→密度が小さいものが浮く
取り除いて残った部分が3%の食塩水に浮いたので、密度が大きいのは3%の食塩水。

(3)エ 56.1%

*受精卵が体細胞分裂を繰り返し、親と同じような形になるまで成長していく過程を発生という。
体細胞分裂であって生殖細胞のような減数分裂ではない→各細胞内の染色数は24本で変わらない
図5は24×2=48本、図6は48×2=96本となる。

発生の初期段階に行われる体細胞分裂は卵割らんかつという。通常、体細胞分裂では分割後に細胞がもとのサイズに成長するが、卵割は分裂後の細胞の大きさが1/2倍、1/4倍…と小さくなり、胚全体の大きさは変わらない。

名古屋港水族館より、ナンキョクオキアミ。エビっぽいけどプランクトンの仲間。
生息数が膨大で、全生物のなかで最も総重量が多い生き物ではないかと言われている。
釣りえさや飼料に使われる。

(4)ウ 45.8%

*先に夏至の判定をする。
太陽の反対側が夜。赤道をひき、北半球がよく照らさせるAが日本の夏至。

北半球が夏のとき、高緯度地域では地球をクルクル回しても1日中、太陽光が届く。
太陽が沈まない現象を白夜びゃくやという。(南半球の高緯度地域では太陽が出ない極夜きょくやになる)
上図において地軸の右側は昼だから当然、太陽は見える。
白夜となるのは地軸の左側で、真夜中では地軸をはさんで太陽を見ることになる
地軸の方向は北極点のある北、つまり、白夜は北の空で見られる
方位を回転させてみると、白夜での太陽の動きは〔西→北→東〕となる。


南極の白夜は南の空で見える。〔西→南→東〕と左方向に太陽が動く。

大問3(水蒸気)―44.7%

(1)例:コップの表面に水滴が付き始めた温度を正確に測るため。 29.0%!
*コップ内の水温を徐々に下げると、金属製のコップの温度も下がる。コップの表面に触れた空気が冷やされ、空気中に含まれていた水蒸気が
液化してコップの表面につく。このときの温度を露点という。露点はコップの表面に水滴ができる瞬間の温度だから、コップを急激に冷やしてしまうと正確な露点がわからない。

(2)①イ、②ア 51.5%
*①グラフより、17.0℃の飽和水蒸気量は14.5g/m3、露点である16.2℃は13.75g/m3
飽和水蒸気量の単位g/m3は、空気1m3に溶け込める水蒸気量gを示す
午前10時の空気1m3には最大で14.5gの水蒸気が溶け込め、このうち13.75gが溶けていた。
湿度は13.75÷14.5×100を計算すればいいが、76%はおよそ3/4、これ以上はあるので×。
消去法で95%を選ぶ。

②いずれも室温(水温)は17.0℃だが、露点は午前10時が16.2℃、午後6時が12.8℃。
露点に達する=空気中に水蒸気が最大限に溶けている(飽和状態≒湿度100%)
露点が高いほど飽和水蒸気量が大きい⇒午前10時の方が空気1m3に含まれる水蒸気量が多い。
室温が同じなのに露点が異なるのは湿度の違い。
午前10時の方が湿度が高く、1m3あたりの水蒸気量が多いので、
温度を下げていくと午後6時よりも先に飽和状態に達する→露点が高い。

(3)①ア②イ③イ④ア 34.4%
*完全解答。

ピストンを素早く引くと、フラスコ内の空気の一部がピストンへ流れる。
→フラスコ内の空間を埋めようと空気が膨張する。
→空気の密度が小さくなる(空気が薄くなる)→気圧が下がる
温度は26.9℃から26.7℃に下がった。
フラスコが曇る→フラスコ内の水蒸気が水滴に変化した。(水蒸気は目に見えない

@雲の発生@
空気の上昇→高度が上がると気圧が低下→空気膨張→気温が下がる
→露点に達すると空気に溶けていた水蒸気が液化して雲が発生する。

実験のフラスコ内の空気のように、外部の熱の出入りがない状態で空気が膨張することを断熱膨張という。空気が断熱膨張をすると、空気が外側に仕事をする→エネルギーを消費する→温度が下がる。
空気を断熱膨張すると冷える。逆に、空気を断熱圧縮すると温まる。これを利用する技術が冷暖房や冷蔵庫に使われているヒートポンプである。

麻布中解説より。上図では冷房機能をつけている。パイプにはガス(代替フロン)が流れている。左下のイから順を追う。室内機のパイプには5℃の低温ガスが通り、室内の熱にさらされて10℃に上がる(パイプに触れた室内の空気は熱が奪われる→部屋が冷える)。コンプレッサーでガスを断熱圧縮して90℃の高温にする。外にある室外機でパイプが外気に触れることで90℃→50℃に低下。膨張弁で断熱膨張、50℃→5℃の低温ガスが作られる。これが循環して冷房を持続する。

(4)エ 64.1%

*昨年の都立大問1より。
Aは寒気優勢→寒冷前線。Bは暖気優勢→温暖前線
寒気は暖気より密度が大きく、暖気の下に沈む
雲の形に注目しよう!
寒冷前線は寒気が暖気の下をもぐり込みながら進む→寒気が暖気を押し上げる。
縦長の雲(積乱雲)が発生し、狭い範囲に強い雨をもたらす。
温暖前線は暖気が寒気の上を滑り込むように進む→暖気が寒気の上をはい上がる。
横に広い雲が発生し、広範囲に弱い雨をもたらす。

大問4(消化・吸収)―66.1%

(1)ウ 71.6%

*情報を1つの図にまとめる。
ヨウ素デンプン反応→デンプンに反応して茶褐色から青紫色に変わる。
ベネジクト反応→糖に反応して青色から赤褐色の沈殿が生じる。
ABの比較:唾液を入れたAはヨウ素デンプン反応がない→唾液がデンプンを何かに変えた。
CDの比較:唾液を入れたCはベネジクト反応が見られる→デンプンは糖に変わった。

(2)エ 63.3%
*炭水化物(デンプン)→ブドウ糖、タンパク質→アミノ酸、脂肪→脂肪酸とモノグリセリド

ひだ状の柔毛は内壁の表面積を広くするので、栄養を効率良く吸収できる
ブドウ糖とアミノ酸は柔毛から毛細血管に入り、門脈を通じて肝臓に向かう
脂肪酸とモノグリセリドは柔毛で吸収された後、再び脂肪に結合してリンパ管に入る。
リンパ管は血管と合流する。


秀逸な実況動画です。

(3)ア 63.4%
*小腸の柔毛で栄養分が吸収されるから、小腸→肝臓に向かうAの門脈が栄養分の濃度が高い。
門脈は静脈。血液の流れは〔B→小腸→A(門脈)→肝臓〕
ブドウ糖の一部はグリコーゲンに変換して肝臓で蓄えられる。

栄養分からエネルギーを取り出す際に使う物質→酸素
酸素を使って有機物を分解し、生命の活動に必要なエネルギーを生み出すことを呼吸という。
〔有機物(ブドウ糖)+酸素+水→(エネルギー発生)→二酸化炭素+水〕
微生物のなかには、
酸素を使わずに有機物から生命活動に必要なエネルギーを取り出すアルコール発酵を行う者もいる。パン、チーズ、醤油、味噌、納豆といった発酵食品は微生物の力を借りて作られる。呼吸の方が取り出せるエネルギー量は大きいものの、酸素がない環境下でもアルコール発酵で生き長らえることができる。


大問5(電気分解)―43.3%

(1)ア 30.6%!
*塩化銅の電離式:【CuCl(塩化銅)→Cu2+(銅イオン)+2Cl(塩化物イオン)】

塩化銅1個につき、銅イオン1個、塩化物イオン2個に電離する。
+の電荷をもつ銅イオンが陽イオン、-の電荷をもつ塩化物イオンが陰イオン
電解質である塩化銅を水に溶かすとイオンが生じる。

+同士、-同士は反発するので、イのようにはくっつかない。
解離したイオンが再び結合して塩化銅が沈殿することはない。
(もとよりエは銅イオン2つ、塩化物イオン1つで塩化銅CuCl2ですらない)

(2)エ 55.1%

*問題文では結果1から考えてほしいとのことだが、図1で明らか(;’∀’)
電源装置の-につながる電極
Aが陰極、+につながる電極Bが陽極
電流は+→-なのでD。

(3)イ 50.9%
*陰イオンの塩化物イオンClが電子eを放出して塩素原子Clになり、
塩素原子が2個結びつき、塩素分子Clとなって気体の塩素が発生した。
陽極;【2Cl→Cl+2e】(eは電子)
陰極では銅イオンが電子を受け取り、銅(問題文の赤い物質)が析出される。
陰極;【Cu2++2e→Cu】
電子の流れは陽極B→陰極Aで電流の向きとは逆である

@酸化還元反応@
中学理科では『酸化=酸素がくっつく、還元=酸素が取り除かれる』と習うが、
高校レベルになると『酸化=電子を失う、還元=電子を受け取る』と定義がガラリと変わる…。
先の式では、陰極の【Cu2++2e→Cu】は銅イオンが電子を受け取るので還元反応、
陽極の【2Cl→Cl+2e】は塩化物イオンが電子を失う(放出する)ので酸化反応となる。

(4)①イ、②ウ 36.6%
*①陰極;【Cu2++2e→Cu】
陰極側で銅イオンが電子を受け取って銅に変わる→銅イオンは減少する。

銅イオンを含む塩化銅水溶液は青色であるが、
電気分解をつづけると銅イオンの減少で溶液の色が薄まっていく。
②後半は水(水酸化ナトリウム水溶液)の電気分解。
水は電気を通しにくいので、実験では濃度5%の水酸化ナトリウム水溶液を用いる
水酸化ナトリウム(NaOH)は溶液中でこのように電離する。
【NaOH→Na(ナトリウムイオン)+OH(水酸化物イオン)】
陽極側では陰イオンのOHが電子を失い(酸化)、酸素Oが発生する。
陰極側では水H
Oが電子を受け取り(還元)、水素Hが発生する。
反応式を示すと以下のようになるが、高校レベルゆえ暗記は不要。
陽極;【4OH→O+2HO+4e
陰極;【2HO+2e→H+2OH
溶液中のナトリウムイオンは電子の授受がなく、個数は変わらない

大問6(電気)―47.9%

(1)ア 53.4%
*オームの法則【電圧(V)=電流(I)×抵抗(R)
抵抗値はX:5Ω、Y:20Ω。
抵抗は電流の流れにくさ
電圧が等しいとき、抵抗が小さくなれば電流は大きくなる。
V一定であれば、IとRは反比例。抵抗器Xの方が電流が大きく流れる。

抵抗器のつなげ方は図1:並列、図2:直列。
電流を水流に例えると、抵抗は水を流しにくい幅の狭い水路
並列は幅の狭い水路を横につなげる→幅が広がる→水(電流)が流れやすくなる。
直列は幅の狭い水路を縦につながえる→幅の狭い水路が長くなる→水(電流)が流れにくくなる。
抵抗器を並列(図1)につなげた方が電流が大きく流れる。

@非オーム抵抗@
実はオームの法則はいつも成り立つとは限らないらしい…(´゚ω゚`;)
その代表例が身近にある電球

中学理科ポイントまとめと整理より。(横軸は電圧V
白熱電球のフィラメントに用いられるタングステンという金属に電圧をかけていくと、オームの法則では電流が比例で増加するはずなのにグラフでは曲線になっている!これはどういうことかというと、電流を流すとジュール熱が発生し、温度の上昇でタングステンの原子が激しく振動することで自由電子が移動しづらくなり、電気抵抗が上がるからである。温度変化の影響を受けにくい抵抗であればオームの法則は成り立つが、急激に熱くなる白熱電球では次第に電流の増加量が減っていく。このように、オームの法則が成り立たない抵抗を非オーム抵抗という。

(2)ウ 45.7%
*前述のように、電流=水流、抵抗=幅の狭い水路に例えて考える。
B:XYの並列は水路の横幅が広くなり、水(電流)が最も流れやすい≒抵抗値は最も小さい。
A:XだけなのでBより幅が狭くなる→抵抗値はBより大きい。
C:XYの直列は幅の狭い水路が長くなる。最も水流が流れにくい≒抵抗値は最も大きい。

@@
計算で抵抗値を求めると、
A:5Ω
B:1/5+1/20=1/4→4Ω
もしくは、和分の積で(5×20)/(5+20)=4Ω
グラフは横が電圧、縦が電流→抵抗は傾きで表される
(2)の傾きから、4.0V÷1.0A=4Ω
C:5+20=25Ω
グラフ(3)の傾きから、5.0V÷0.2A=25Ω

(3)ウ 23.2%!
*電流や電圧ではなく、”電力”が同じ。
電力P=電圧V×電流I

グラフ上で電圧V×電流Iは横×縦…すなわち、長方形の面積で表される
(3)のグラフが唯一通る格子点に注目すると、
5.0V×0.2A=1W
同じ1Wで(2)のグラフの格子点は、1W=2.0V×0.5A

XY並列が2.0V、XY直列が5.0V。
ここから抵抗器Xだけにかかる電圧を調べる。
抵抗の並列では同じ電圧がかかる。Xにかかる電圧Sは2.0V。
抵抗の直列では、電圧は抵抗の比によって案分される
(オームの法則からV=IR。直列は電流Iが一定→VとRは比例関係
X:Y=5Ω:20Ω=1:4だから、Xにかかる電圧Tは5.0×1/5=1.0V
S:T=2.0V:1.0V=2:1

(4)イ 69.3%
*【ジュール熱Q=電圧V×電流I×時間t(秒)
電力P=電圧V×電流Iだから、ジュール熱Q=電力P×時間t
電力Pの単位がワット(W)。
9W×120秒=4W×□秒
□=9×120÷4=270秒=4分30秒

@2023年度・都立解説@
数学…平均57.6点 数学(分割後期) 社会…平均55.6点 英語…平均62.8点
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