Ishikawa Entrance Science study guide

身近な物理現象（光・音・力と圧力）

この領域は、光の反射・屈折と凸レンズ、音の伝わり方、力の表し方とつり合い、圧力の計算を扱う。実験図やグラフから条件を読み取り、法則を式に当てはめる問題が中心である。 反射では入射角と反射角を法線から測る。鏡に垂直な線が法線で、鏡面から測ると誤る。 屈折では光が空気から水・ガラスへ進むと法線に近づく。レンズの中心を通る光は直進し、焦点を通る光は平行になる。 凸レンズは焦点距離の2倍より遠くに物体があると実像をつくる。焦点距離の内側では虚像で、像は正立・拡大。 音は振動数が大きいほど高く、振幅が大きいほど大きい。空気中では約340 m/sで、振動数が変わっても同じ媒質なら速さはほぼ一定。 力は矢印で表し、作用点・向き・大きさをそろえる。一直線上で反対向きの力は差、同じ向きの力は和で考える。 圧力 p は p=F/S。Fは面に垂直な力、Sはm²で表した面積。1 hPa=100 Pa、大気圧は約1013 hPa。 水圧は深いほど大きく、浮力は物体が押しのけた流体の重さに等しい。 面積0.02 m²の面に垂直に4 Nの力がはたらくとき、p=4÷0.02=200 Pa。面積が200 cm²なら0.02 m²に直してから代入する。圧力は力に比例し面積に反比例するので、面積を半分にすると圧力は2倍になる。 反射角を鏡面から測る、実像と虚像の向きを逆にする、音の速さを振動数に比例させる、面積をcm²のまま使う、力のつり合いと作用・反作用を同じものと考える、などに注意する。.

電流とその利用（回路・電流・電圧・抵抗、電流と磁界）

この領域では、直列・並列回路の電流と電圧の規則、オームの法則、電力、電流がつくる磁界、電磁石やモーター・発電の原理を問う。回路図を読み、数値を代入して全体の抵抗や電力を求める。 直列回路では電流はどこでも同じで、電圧は各部分の和、合成抵抗は和になる。 並列回路では電圧は各枝で同じで、電流は枝の和、合成抵抗Rは1/R=1/R1+1/R2で求める。 オームの法則はV=RI。抵抗は電流の流れにくさで、V-Iグラフの傾きが抵抗を表す。 電力はP=VI=I²R=V²/R。電力量は電力×時間で、単位はWhやJを使う。 直線電流の周りには磁界ができ、コイルは電磁石になる。電流の向きを変えると磁界の向きも逆になる。 磁界中でコイルが回るのがモーター、コイルを動かして電流が生じるのが電磁誘導。誘導電流は磁界の変化があるときだけ流れる。 6Ωと3Ωの抵抗を並列につなぎ、6Vの電源につなぐ。各枝の電流は6÷6=1A、6÷3=2Aで、全体は3A。合成抵抗は6÷3=2Ωとなり、1/6+1/3=1/2からも求められる。電力は全体で6×3=18W。 電流計を並列に入れる、電圧計を直列に入れる、並列の合成抵抗を単純に足す、電力量と電力を混同する、電磁誘導を「電流を流し続ければ起こる」と考える、磁界の向きを電流の向きと混同する、などに注意する。.

化学変化と原子・分子（物質の成り立ち、分解・化合・酸化と還元、物質の性質と調べ方）

原子・分子のモデル、化学式、分解・化合・酸化・還元、質量保存、気体の性質と見分け方が問われる。反応前後の物質を区別し、質量比や体積比を計算する。 物質は原子からでき、分子は原子の結合でできている。化学式は元素記号と原子数を表し、化学反応式では原子の種類と数をそろえる。 分解は1種類の物質が2種類以上に分かれる反応、化合は2種類以上から1種類の物質ができる反応である。 酸化は酸素と結びつく反応、還元は酸素を失う反応で、酸化と還元は同時に起こる。 質量保存の法則により、密閉容器内では反応前後の総質量は等しい。開放系では気体の出入りを考える。 酸素は火のついた線香を炎にして燃えさせ、二酸化炭素は石灰水を白く濁らせる。水素は火を近づけると爆発音、アンモニアは赤色リトマスを青変させる。 金属が酸化すると酸素の質量だけ増え、酸化物を還元すると酸素が取り除かれる。 2.4 gのマグネシウムが完全に酸素と反応して4.0 gの酸化マグネシウムになった。酸素の質量は4.0−2.4=1.6 gで、Mg:Oの質量比は2.4:1.6=3:2。1.2 gのMgなら酸素0.8 gと反応し、酸化マグネシウムは2.0 gになる。 化学反応式の係数を無視する、酸化をすべて燃焼と同一視する、還元を「酸素と結びつくこと」と逆に覚える、気体の確認方法を混同する、開放系でも質量保存がそのまま成り立つと考える、純物質と混合物を区別しない、などに注意する。. Mg:O=3:2のような質量比を計算できるようにする.

運動とエネルギー（物体の運動、仕事と力学的エネルギー）

物体の速さ・加速度、距離-時間グラフと速さ-時間グラフ、力と運動、仕事と力学的エネルギー保存を扱う。グラフの傾き・面積を読み、仕事やエネルギーを計算する。 速さ=距離÷時間。一直線で速さが一定なら等速直線運動、速さが変わるなら加速度がある。 速さ-時間グラフの傾きは加速度、面積は移動距離を表す。距離-時間グラフの傾きは速さを表す。 力がはたらかない、または力がつり合うと、物体は静止または等速直線運動を続ける。これを慣性という。 仕事W=F×s。力と移動方向が垂直なら仕事は0。仕事率P=W/t。 運動エネルギーK=1/2 mv²、重力による位置エネルギーU=mgh。摩擦や空気抵抗がなければ力学的エネルギーは保存される。 摩擦があると力学的エネルギーは熱や音に変わるが、全体のエネルギーは保存される。 質量2 kgの物体を3 m持ち上げる仕事はW=2×9.8×3=58.8 J。g=9.8 N/kgを使う。静かに持ち上げた場合、加えた力は重力とつり合う。この物体を高さ3 mから落とすと、位置エネルギー58.8 Jが運動エネルギーに変わり、1/2×2×v²=58.8からv≒7.7 m/sになる。 速さと速度を同じにする、グラフの傾きと面積を逆に使う、仕事率と仕事を混同する、力がはたらいていても移動がなければ仕事は0であることを忘れる、摩擦で力学的エネルギーが「消える」と書く、などに注意する。.

生命の連続性（細胞と生物の成長、生殖、遺伝、進化）

細胞のつくりと分裂、成長、有性生殖と無性生殖、受精と減数分裂、遺伝の規則、進化の証拠を扱う。観察結果から形質の比を求め、生殖方法と遺伝子の受け渡しを説明する。 植物細胞には細胞壁・葉緑体・液胞があり、動物細胞には中心体などがある。細胞分裂では染色体が複製され、核が分かれる。 生物の成長は、細胞分裂で細胞数を増やすことと、細胞が大きくなることによる。 有性生殖では減数分裂で染色体数が半分の生殖細胞をつくり、受精で元に戻る。無性生殖では親と同じ形質になりやすい。 遺伝子は染色体上にあり、形質を決める。対になる遺伝子を両方もつと顕性形質が現れる。顕性（優性）・潜性（劣性）の用語に注意する。 進化は長い時間をかけて集団の形質が変化すること。相同器官、化石、DNAの比較が証拠になる。自然選択で環境に適した形質が残る。 Tt×Ttの交配を考える。生殖細胞はTまたはtで、組み合わせはTT:Tt:tT:tt=1:1:1:1。表現型は顕性がTTとTtで3、潜性がttで1なので3:1。遺伝子型の比は1:2:1であり、表現型の比と混同しない。 体細胞分裂と減数分裂の染色体数を混同する、受精卵の染色体数を半分にする、表現型比と遺伝子型比を同じにする、獲得形質が遺伝すると考える、進化を個体の変化と考える、などに注意する。. Tt×Ttの表現型比は3:1、遺伝子型比は1:2:1.

地球と宇宙（地層と過去のようす、天体の動き、自然と人間）

観察・実験の技能と探究（実験操作の判断、データ処理、グラフの読み取り・作成、考察の記述）

実験器具の操作、変数の制御、測定値の処理、グラフ作成、結果と考察の区別を問う。目的に合った操作を選び、データから規則を導く。 実験では変える条件（独立変数）と測る条件（従属変数）を明確にし、それ以外の条件をそろえる。比較のための対照実験を置く。 メスシリンダーは目盛りを水平に読み、液面の最低点を読む。温度計は液だめが試料に十分浸るようにする。 測定値は複数回測って平均する。異常値は原因を確認して扱い、単位をそろえて計算する。 グラフは横軸に操作した量、縦軸に結果をとる。比例なら原点を通る直線を引き、傾きから変化の割合を読む。 結果は観察した事実、考察は結果から考えたことである。考察では仮説とデータを結びつけ、誤差の原因も書く。 ばねの伸びを調べる実験で、おもりの質量0、50、100、150 gに対する伸びが0、1.2、2.5、3.7 cmだった。100 gあたり約2.5 cmの比例関係が見られる。3.7 cmはやや大きく、目盛りの読み取り誤差か、おもりの増やし方の影響を確認する。グラフの傾きから、ばねの伸びと力の関係を考える。 複数の条件を同時に変える、平均値だけを使ってばらつきを見ない、グラフの点を単に折れ線で結ぶ、考察に結果をそのまま書く、単位変換を忘れる、対照実験の意味を説明できない、などに注意する。.