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Okinawa Public High School Entrance Examination - Science study materials
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Okinawa Public High School Entrance Examination - Science practice questions

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First 50 of 200 questions. Each one lists the choices, the correct answer, and an explanation. The checker at the top of this page saves progress in this browser when it is available.

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Question 1物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

一直線上を運動する物体について、速さが一定のままであるとき、この物体の運動として正しいものはどれか。

  1. 加速度は一定の大きさで、速さが増し続ける
  2. 加速度は大きいが、速度は変化しない
  3. 加速度の向きは常に速度と逆向きである
  4. 加速度は0で、進む向きも変わらない Correct answer.

Explanation

速さが一定で向きも変わらない運動では、速度というベクトル量が変化しないため、加速度は0になる。加速度は速度の変化の割合で定義されるので、速度が変わらなければ加速度も生じない。等速直線運動では合力も0である。

Question 2物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

質量2.0kgの物体に、右向きに6.0Nと左向きに2.0Nの2力が同時にはたらいている。物体の加速度の大きさと向きとして正しいものはどれか。

  1. 左向きに2.0m/s²
  2. 右向きに3.0m/s²
  3. 右向きに4.0m/s²
  4. 右向きに2.0m/s² Correct answer.

Explanation

合力は右向きに6.0−2.0＝4.0Nである。運動方程式a＝F/mより、a＝4.0N÷2.0kg＝2.0m/s²となり、向きは合力と同じ右向きになる。

Question 3物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

床の上に置いた物体にはたらく垂直抗力について、正しい説明はどれか。

  1. 垂直抗力の大きさは、常に重力の大きさと等しい
  2. 物体にはたらく重力の反作用として、床が物体を押す力である
  3. 物体が床を押す力と垂直抗力は、同じ物体にはたらく
  4. 物体が床を押す力の反作用として、床が物体を押す力である Correct answer.

Explanation

垂直抗力は、物体が床を押した力に対して床が物体を押し返す力であり、作用・反作用の関係にある。作用と反作用は別々の物体にはたらく点が重要である。重力の反作用は地球が物体を引く力であって、垂直抗力ではない。

Question 4物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

摩擦のない水平面上で、ばね定数40N/mのばねを自然長から0.10m伸ばした。ばねに蓄えられた弾性力による位置エネルギーはいくらか。

  1. 2.0J
  2. 4.0J
  3. 0.40J
  4. 0.20J Correct answer.

Explanation

弾性力による位置エネルギーはU＝(1/2)kx²で求められる。k＝40N/m、x＝0.10mを代入すると、U＝0.5×40×0.010＝0.20Jとなる。

Question 5物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

質量0.50kgの小球が、高さ1.2mの位置から静かに落下する。空気抵抗を無視し、重力加速度を9.8m/s²とするとき、地面に達する直前の運動エネルギーとして最も近いものはどれか。

  1. 5.9J Correct answer.
  2. 12J
  3. 0.59J
  4. 2.4J

Explanation

落下中は力学的エネルギーが保存されるので、失った重力による位置エネルギーがそのまま運動エネルギーになる。mgh＝0.50×9.8×1.2≒5.88Jとなり、約5.9Jである。

Question 6物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

摩擦のある水平面上をすべる物体が、やがて止まる。このとき生じた熱量についての説明として正しいものはどれか。

  1. 発生した熱量は、物体の速さに比例する
  2. 摩擦力は仕事をしないので熱は発生しない
  3. 失われた力学的エネルギーと等しい熱が発生している Correct answer.
  4. 物体の運動エネルギーは熱に変わらず消滅している

Explanation

摩擦力が物体にした仕事の分だけ力学的エネルギーが減少し、その分は熱として周囲に移る。エネルギーは形態を変えても総量は保存されるので、失われた力学的エネルギーと発生した熱量は等しい。

Question 7物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

一直線上を伝わる波について、振動数と波長の関係として正しいものはどれか。

  1. 速さが一定なら、振動数が大きいほど波長は短い Correct answer.
  2. 振動数を変えても波長は変化しない
  3. 速さが一定なら、振動数が大きいほど波長は長い
  4. 波長は振動数に比例して大きくなる

Explanation

波の速さvはv＝fλで表され、同じ媒質中では速さはほぼ一定である。したがって振動数fが大きくなるほど波長λは小さくなる。両者は反比例の関係にある。

Question 8物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

音源が静止したまま、観測者が音源に近づくとき、観測者が聞く音について正しいものはどれか。

  1. 波長が長くなり、振動数は変わらない
  2. 振動数は変わらず、大きさだけが増す
  3. 振動数が高くなり、高い音に聞こえる Correct answer.
  4. 振動数が低くなり、低い音に聞こえる

Explanation

観測者が音源に近づくと、単位時間に出会う波の数が増えるため、観測される振動数は大きくなる。これがドップラー効果で、高い音として聞こえる。音源が動く場合も、近づく向きなら同じく振動数が高くなる。

Question 9物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

凸レンズの前方、焦点距離の2倍の位置に物体を置いた。スクリーン上にできる像について正しいものはどれか。

  1. レンズの後方、焦点の内側に、物体より大きい正立像ができる
  2. レンズの後方、焦点距離の2倍の位置に、物体と同じ大きさの倒立像ができる Correct answer.
  3. レンズの前方に、物体と同じ大きさの正立像ができる
  4. 像はできず、光はレンズをそのまま直進する

Explanation

凸レンズで物体を焦点距離の2倍の位置に置くと、像は反対側の焦点距離の2倍の位置にできる。このとき倍率は1となり、物体と同じ大きさの倒立実像がスクリーン上に結ばれる。

Question 10物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

抵抗値がそれぞれ6Ωと3Ωの2つの抵抗を並列に接続し、全体に3Vの電圧を加えた。回路全体に流れる電流はいくらか。

  1. 2.0A
  2. 0.5A
  3. 1.5A Correct answer.
  4. 0.33A

Explanation

並列では各抵抗に同じ3Vがかかる。6Ωには0.5A、3Ωには1.0Aが流れ、合計は1.5Aとなる。合成抵抗2Ωで3Vを割っても1.5Aと確認できる。

Question 11物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

電熱線に電流を流すと発熱する。このときの電力と発熱量について正しいものはどれか。

  1. 電力は時間に比例し、発熱量は時間に反比例する
  2. 発熱量は電圧だけで決まり、電流の大きさには関係しない
  3. 電力は電流と抵抗の積で表され、発熱量は電力の2乗で表される
  4. 電力は電圧と電流の積で表され、発熱量は電力と時間の積で表される Correct answer.

Explanation

電力PはP＝VIで表され、単位はWである。発熱量Qは電力と通電時間の積Q＝Ptで表され、単位はJになる。抵抗が一定ならP＝I²R＝V²/Rとも書ける。

Question 12物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

家庭用の電気器具が100Vの電源で5.0Aの電流を流して使用されている。この器具の消費電力と、10分間で消費する電力量として正しい組合せはどれか。

  1. 500W、3.0×10⁵J Correct answer.
  2. 20W、1.2×10⁴J
  3. 50W、3.0×10⁴J
  4. 500W、5.0×10³J

Explanation

消費電力はP＝VI＝100×5.0＝500Wである。10分は600秒なので、電力量はW＝Pt＝500×600＝3.0×10⁵Jとなる。

Question 13物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

電流がつくる磁界について、直線電流のまわりの磁界の向きを調べる方法として正しいものはどれか。

  1. 磁界は導線に平行な向きに生じる
  2. 左手で導線を握り、親指を電流の向きに合わせると、指の曲がる向きが磁界の向きになる
  3. 右手で導線を握り、親指を電流の向きに合わせると、指の曲がる向きが磁界の向きになる Correct answer.
  4. 磁界の向きは電流の向きに関係なく、常に一定である

Explanation

直線電流のまわりには同心円状の磁界ができ、その向きは右手の法則で決まる。右手で導線を握り、親指を電流の向きにすると、残りの指の曲がる向きが磁界の向きになる。

Question 14物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

コイルの近くで磁石を動かすと電流が流れた。この現象について正しい説明はどれか。

  1. コイルに電池をつないだときと同じ向きの電流が常に流れる
  2. 磁石を止めていても、コイルには電流が流れ続ける
  3. 誘導電流の向きは、磁石の動く向きに関係なく一定である
  4. コイルを貫く磁界の変化によって誘導電流が生じている Correct answer.

Explanation

電磁誘導では、コイルを貫く磁束が変化すると誘導電流が生じる。磁石を動かす速さが大きいほど磁束の変化が速く、誘導電流も大きくなる。磁石を止めれば磁束の変化がなくなり、電流は流れない。

Question 15物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

2つの物体が一直線上で衝突するとき、外力がはたらかない場合について正しいものはどれか。

  1. 衝突の前後で力の合計は必ず大きくなる
  2. 衝突の前後で運動量の合計は変わらない Correct answer.
  3. 衝突の前後で速度の合計は必ず等しい
  4. 衝突の前後で運動エネルギーの合計は必ず変わらない

Explanation

外力がはたらかない系では運動量が保存され、衝突の前後で運動量の合計は等しい。一方、運動エネルギーは完全弾性衝突以外では一部が熱や音などに変わり、保存されない。

Question 16物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

水平な床の上で、質量4.0kgの物体を一定の速さで5.0m引きずった。物体と床の間の動摩擦力が8.0Nのとき、引く力がした仕事はいくらか。

  1. 200J
  2. 8.0J
  3. 40J Correct answer.
  4. 32J

Explanation

一定の速さで動かすには、引く力と動摩擦力がつり合うので引く力は8.0Nである。仕事W＝F×d＝8.0N×5.0m＝40Jとなる。

Question 17物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

坂道を一定の速さで自転車が上っている。このときの力学的エネルギーについて正しいものはどれか。

  1. 位置エネルギーは減り、運動エネルギーは増加する
  2. 位置エネルギーは増えるが、運動エネルギーは減り、力学的エネルギーは一定である
  3. 位置エネルギーは増えるが、運動エネルギーは一定で、力学的エネルギーは増加する Correct answer.
  4. 位置エネルギーも運動エネルギーも一定で、力学的エネルギーは変化しない

Explanation

一定の速さで上るので運動エネルギーは変わらないが、高さが増すため位置エネルギーは増加する。したがって力学的エネルギーは増え、その分はペダルをこぐ仕事によって供給されている。

Question 18物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

弦を伝わる波の速さについて、弦を強く張ると速さはどうなるか。正しいものはどれか。

  1. 張力を大きくすると速さは0になる
  2. 張力を大きくすると速さは小さくなる
  3. 張力を変えても速さは変化しない
  4. 張力を大きくすると速さは大きくなる Correct answer.

Explanation

弦を伝わる波の速さは、張力が大きいほど、また弦の線密度が小さいほど大きくなる。張力を強めると復元力が増し、波は速く伝わる。

Question 19物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

両端を固定した長さ1.0mの弦が、基本振動で定常波をつくっている。この波の波長はいくらか。

  1. 1.0m
  2. 4.0m
  3. 2.0m Correct answer.
  4. 0.50m

Explanation

両端固定の弦の基本振動では、弦の長さがちょうど半波長に等しくなる。したがって波長は弦の長さの2倍で、2.0mである。

Question 20物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

空気中を伝わる音について正しいものはどれか。

  1. 音は空気の分子そのものが音源から観測者まで移動して伝わる
  2. 音の速さは空気中で約30万km/sである
  3. 音は真空中でも光と同じ速さで伝わる
  4. 音は空気の振動として伝わり、真空中では伝わらない Correct answer.

Explanation

音は媒質の振動が次々に伝わる波であり、空気中では空気の粗密が伝わる。媒質がない真空中では音は伝わらない。伝わるのは振動であって、空気の分子が音源から観測者まで移動するわけではない。

Question 21物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

抵抗値10Ωの電熱線に2.0Aの電流を30秒間流した。このとき発生する熱量はいくらか。

  1. 2.0×10²J
  2. 6.0×10²J
  3. 1.2×10⁴J
  4. 1.2×10³J Correct answer.

Explanation

発熱量はQ＝I²Rtで求められる。I＝2.0A、R＝10Ω、t＝30秒を代入すると、Q＝4.0×10×30＝1.2×10³Jとなる。P＝I²R＝40Wに時間30秒を掛けても同じ値になる。

Question 22物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

物体にはたらく力とその合力について、合力が0のときの運動として正しいものはどれか。

  1. 物体は加速度の大きさが一定の運動を続ける
  2. 静止している物体は静止を続け、運動している物体は等速直線運動を続ける Correct answer.
  3. 運動している物体は必ず減速して止まる
  4. 静止している物体は必ず動き出す

Explanation

合力が0なら加速度も0であり、物体の速度は変化しない。これは慣性の法則そのもので、静止中の物体は静止を続け、運動中の物体は同じ速さで直進し続ける。

Question 23物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

摩擦のない水平面上で、ばねにつないだ物体を引き伸ばしてから静かに放すと、物体は行き来する振動をした。この振動について正しいものはどれか。

  1. 物体がつり合いの位置を通過するとき、速さは最大になる Correct answer.
  2. 振動の周期は、ばねを伸ばす長さを大きくすると長くなる
  3. 物体が最も伸びた位置で、速さは最大になる
  4. 物体の加速度は、常につり合いの位置を向いて一定である

Explanation

ばねの復元力は変位に比例し、つり合いの位置では0になる。そのため加速度はつり合いの位置で0となり、速さはそこで最大になる。最も伸びた位置では速さは0で、加速度の大きさは最大になる。

Question 24物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

鏡の前に立つ人が、鏡に映った自分の像について正しく述べているものはどれか。

  1. 像は鏡の後ろ側に、人より大きい虚像としてできる
  2. 像は鏡の表面そのものに、実像としてできる
  3. 像は鏡の後ろ側に、人と同じ大きさでできる Correct answer.
  4. 像は鏡の前側に、人より小さい実像としてできる

Explanation

平面鏡では、鏡の面に対して対称な位置に、物体と同じ大きさの虚像ができる。像は鏡の後ろ側にあるように見え、左右は反転して見える。

Question 25物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

電磁石を強くする方法として、正しいものはどれか。

  1. コイルの巻き数を減らし、流す電流を小さくする
  2. コイルの巻き数を増やし、流す電流を大きくする Correct answer.
  3. 電流の向きを逆にして、大きさは変えない
  4. コイルの中の鉄しんを抜いて、空気中にする

Explanation

電磁石の磁力は、コイルの巻き数が多いほど、また流れる電流が大きいほど強くなる。鉄しんを入れることも磁力を強める。電流の向きを変えると磁界の向きは逆になるが、強さは変わらない。

Question 26物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

一直線上を右向きに速さ4.0m/sで進む質量2.0kgの物体Aと、同じ直線上を左向きに速さ2.0m/sで進む質量3.0kgの物体Bが衝突して一体になった。衝突後の速さと向きとして正しいものはどれか。ただし、衝突前後で運動量は保存されるものとする。

  1. 右向きに0.40m/s
  2. 右向きに1.0m/s
  3. 左向きに0.20m/s
  4. 右向きに0.20m/s Correct answer.

Explanation

運動量は質量×速度で表され、向きを含めて足し合わせる。右向きを正とすると衝突前の運動量の和は2.0×4.0+3.0×(−2.0)=8.0−6.0=2.0kg·m/sとなる。衝突後は質量が2.0+3.0=5.0kgの一体となり、速さは2.0÷5.0=0.40m/sで右向きになる。

Question 27物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

摩擦のない水平面上で、質量2.0kgの物体に一定の大きさ6.0Nの力を水平方向に加え続けた。物体の加速度の大きさとして正しいものはどれか。

  1. 3.0m/s² Correct answer.
  2. 6.0m/s²
  3. 0.33m/s²
  4. 12m/s²

Explanation

運動の第2法則により、加速度の大きさは加えた力の大きさを質量で割ることで求められる。6.0N÷2.0kg=3.0m/s²となる。摩擦がないため、水平方向にはこの力だけを考えればよい。

Question 28物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

高い所から小球を静かに落とすと、小球は速さを増しながら落下していく。空気の抵抗を無視できるとき、落下中の小球の力学的エネルギーについて正しい説明はどれか。

  1. 位置エネルギーも運動エネルギーもともに減少していく。
  2. 位置エネルギーは減少し、運動エネルギーは増加するが、その和は一定に保たれる。 Correct answer.
  3. 位置エネルギーと運動エネルギーの和は、落下するにつれて増加していく。
  4. 運動エネルギーは増加するが、位置エネルギーは変化しない。

Explanation

空気の抵抗がなく重力だけが仕事をするとき、力学的エネルギーは保存される。落下にともなって高さが下がるので位置エネルギーは減少し、その分だけ速さが増して運動エネルギーが増加する。両者の和は常に一定である。

Question 29物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

両端を固定した弦を伝わる波の速さについて、弦の張力を大きくしたときと、弦を太くして線密度を大きくしたときの変化として正しいものはどれか。

  1. 張力を大きくすると速さは大きくなり、線密度を大きくすると速さは小さくなる。 Correct answer.
  2. 張力を大きくすると速さは大きくなり、線密度を大きくすると速さも大きくなる。
  3. 張力を大きくすると速さは小さくなり、線密度を大きくしても速さは小さくなる。
  4. 張力を大きくすると速さは小さくなり、線密度を大きくすると速さは大きくなる。

Explanation

弦を伝わる波の速さは、張力をT、線密度をρとするとv=√(T/ρ)で表される。張力が大きいほど復元力が強く速さは大きくなり、線密度が大きいほど質量が増えて速さは小さくなる。

Question 30物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

抵抗値がそれぞれ4.0Ωと12Ωの2つの抵抗を直列に接続し、全体に16Vの電圧を加えた。このとき回路に流れる電流と、12Ωの抵抗にかかる電圧の組合せとして正しいものはどれか。

  1. 1.0A、4.0V
  2. 1.0A、12V Correct answer.
  3. 0.25A、3.0V
  4. 4.0A、12V

Explanation

直列回路では合成抵抗は各抵抗の和で4.0+12=16Ωとなり、流れる電流は16V÷16Ω=1.0Aである。電流は直列の各部分で等しいので、12Ωの抵抗にかかる電圧は1.0A×12Ω=12Vとなる。

Question 31物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

電磁誘導について、コイルの中を流れる磁界の変化と、コイルに流れる誘導電流の関係として正しいものはどれか。

  1. コイルを貫く磁界が変化しないときでも、コイルが動けば必ず誘導電流が流れる。
  2. 誘導電流の向きは、磁界の変化の向きに関係なく常に同じ向きになる。
  3. コイルを貫く磁界の変化が大きいほど、誘導電流は小さくなる。
  4. コイルを貫く磁界の変化が速いほど、誘導電流は大きくなる。 Correct answer.

Explanation

電磁誘導では、コイルを貫く磁界が変化するときに誘導電流が流れ、その大きさは磁界の変化の速さが大きいほど大きくなる。また誘導電流は、磁界の変化を打ち消す向きに流れるため、変化の向きによって電流の向きも変わる。

Question 32物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

一直線上を一定の速さで走っていた自転車がブレーキをかけて減速し、等加速度で止まった。この運動について、速さと加速度の向きの関係として正しいものはどれか。

  1. 速さの向きと加速度の向きは同じである。
  2. 速さの向きと加速度の向きは逆向きである。 Correct answer.
  3. 速さが0になった瞬間にも加速度は残り続ける。
  4. 加速度は0であり、速さだけが変化している。

Explanation

減速しているときは、速さの向きと逆向きに加速度がはたらいている。加速度の向きが速さと同じなら速さは増加し、逆向きなら速さは減少する。

Question 33物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

焦点距離が10cmの凸レンズの前方30cmの位置に物体を置いた。このときできる像について正しいものはどれか。

  1. レンズの前方15cmの位置に、物体より大きな虚像ができる。
  2. レンズの後方10cmの位置に、物体より大きな実像ができる。
  3. レンズの後方15cmの位置に、物体より小さな実像ができる。 Correct answer.
  4. レンズの後方30cmの位置に、物体と同じ大きさの実像ができる。

Explanation

焦点距離の2倍より遠い位置に物体を置くと、像は焦点距離と2倍の焦点距離の間にでき、物体より小さな倒立の実像となる。レンズの公式1/f=1/a+1/bにf=10cm、a=30cmを代入するとb=15cmとなり、倍率は15/30=0.5倍で小さな実像である。

Question 34物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

質量0.50kgの物体を、水平な床から高さ2.0mの位置までゆっくりと持ち上げた。このとき物体がされた仕事として正しいものはどれか。ただし、質量1.0kgの物体にはたらく重力の大きさを10Nとし、空気の抵抗は無視する。

  1. 1.0J
  2. 5.0J
  3. 10J Correct answer.
  4. 20J

Explanation

仕事は力の大きさと、力の向きに動いた距離の積で求められる。物体にはたらく重力は0.50kg×10N/kg=5.0Nで、これを2.0m持ち上げるので、仕事は5.0N×2.0m=10Jとなる。

Question 35物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

空気中を伝わる音について、音源の振動数と音の速さ・波長の関係として正しいものはどれか。

  1. 音源の振動数を大きくすると、音の速さは変わらず波長は長くなる。
  2. 音源の振動数を大きくすると、音の速さは変わらず波長は短くなる。 Correct answer.
  3. 音源の振動数を大きくすると、音の速さが大きくなり波長は変わらない。
  4. 音源の振動数を大きくすると、音の速さも波長も大きくなる。

Explanation

音の速さは空気中では温度などで決まり、音源の振動数にはよらない。速さ=振動数×波長の関係から、速さが一定なら振動数を大きくすると波長は短くなる。

Question 36物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

抵抗値が20Ωの電熱線に3.0Aの電流を40秒間流した。このとき電熱線で発生する熱量として正しいものはどれか。

  1. 240J
  2. 7200J Correct answer.
  3. 2400J
  4. 72J

Explanation

電熱線で発生する熱量は、電力に時間を掛けて求める。電力は電流の2乗×抵抗で3.0×3.0×20=180Wとなり、これを40秒間流すので180W×40s=7200Jとなる。

Question 37物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

水平な床の上に静止している物体を、水平方向に一定の大きさの力で押し続けたところ、物体は動き出した。物体が動き出した直後について、物体にはたらく力のつり合いと運動の関係として正しいものはどれか。

  1. 物体にはたらく力がつり合っていないので、物体の速さは変化していく。 Correct answer.
  2. 物体にはたらく力がつり合っているので、物体はやがて自然に止まる。
  3. 物体にはたらく力がつり合っているので、物体は等速直線運動を続ける。
  4. 物体にはたらく力がつり合っていなくても、物体の速さは変化しない。

Explanation

物体にはたらく力がつり合っていないとき、物体には合力の向きに加速度が生じ、速さが変化する。力がつり合っているときに限り、静止を続けるか等速直線運動を続ける。

Question 38物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

図のように、なめらかに動くピストンのついたシリンダー内に気体を閉じ込め、ピストンをゆっくり押し込んで気体の体積を小さくした。このとき気体の温度が一定に保たれているとすると、気体の圧力と分子の運動について正しいものはどれか。

  1. 体積を小さくしても圧力は変化せず、分子の運動のようすも変わらない。
  2. 体積を小さくすると圧力は大きくなり、分子が単位面積の壁に衝突する回数は増える。 Correct answer.
  3. 体積を小さくすると圧力は大きくなり、分子1個の速さも必ず大きくなる。
  4. 体積を小さくすると圧力は小さくなり、分子が壁に衝突する回数は減る。

Explanation

温度が一定なら分子の平均の速さは変わらないが、体積を小さくすると単位体積あたりの分子数が増える。そのため単位面積の壁に衝突する回数が増え、圧力が大きくなる。

Question 39物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

鏡の前に立つ人が、鏡に映った自分の像について述べている。像の見え方として正しいものはどれか。

  1. 像は鏡の面そのものの上にでき、人と同じ向きに見える。
  2. 像は鏡の面から人までと同じ距離だけ鏡の後方にでき、左右が反転して見える。 Correct answer.
  3. 像は鏡の面から人までの距離の半分の位置にでき、上下が反転して見える。
  4. 像は鏡の面から人までの距離の2倍だけ鏡の後方にでき、大きさは人より小さくなる。

Explanation

平面鏡では、鏡の面から物体までの距離と等しい距離だけ鏡の後方に、物体と同じ大きさの虚像ができる。像は鏡に関して対称な位置にできるため、左右が反転したように見える。

Question 40物理的領域（力と運動・エネルギー・波動・電気）

コイルに鉄しんを入れて電磁石をつくった。この電磁石の磁力を強くする方法として正しいものはどれか。

  1. コイルに流す電流を大きくし、巻き数を多くする。 Correct answer.
  2. 鉄しんをコイルから抜いて、コイルだけにする。
  3. コイルに流す電流を小さくする。
  4. コイルの巻き数を少なくする。

Explanation

電磁石の磁力は、流す電流が大きいほど、またコイルの巻き数が多いほど強くなる。鉄しんを入れると磁力はさらに強まるので、鉄しんを抜くと弱くなる。

Question 41化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

塩化ナトリウム（NaCl）の結晶をつくっている粒子の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. ナトリウム分子と塩素分子
  2. ナトリウムイオンと塩化物イオン Correct answer.
  3. ナトリウム原子と塩素原子
  4. ナトリウム原子と塩化物イオン

Explanation

塩化ナトリウムは金属のナトリウムと非金属の塩素からなる化合物で、電子のやりとりによってNa⁺とCl⁻のイオンになり、それがクーロン力で規則正しく並んで結晶をつくる。したがって結晶中の粒子はイオンどうしの組み合わせである。原子や分子がそのまま並んでいるわけではない点に注意する。

Question 42化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

マグネシウム原子の電子配置として正しいものはどれか。ただし原子番号は12とする。

  1. K殻2個、L殻10個
  2. K殻2個、L殻8個、M殻8個
  3. K殻8個、L殻4個
  4. K殻2個、L殻8個、M殻2個 Correct answer.

Explanation

電子は内側の殻から順に、K殻に最大2個、L殻に最大8個入り、残りがM殻に入る。マグネシウムの電子は12個なので、2＋8＋2でM殻に2個入る配置になる。最外殻の電子2個を放出するとMg²⁺になりやすい。

Question 43化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

水の電気分解で、陰極と陽極に発生する気体の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. 陰極に水素、陽極に酸素 Correct answer.
  2. 陰極に水素、陽極に塩素
  3. 陰極に酸素、陽極に二酸化炭素
  4. 陰極に酸素、陽極に水素

Explanation

水の電気分解では、陰極では水素イオンが電子を受け取って水素が発生し、陽極では水酸化物イオンが電子を失って酸素が発生する。体積比は水素が酸素の2倍になる。水を構成する元素は水素と酸素だけなので、他の気体は発生しない。

Question 44化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

化学変化の前後で成り立つ質量保存の法則について、正しい説明はどれか。

  1. 質量保存の法則は固体どうしの反応でのみ成り立つ
  2. 閉じた容器内では、反応物の総質量と生成物の総質量は等しい Correct answer.
  3. 気体が発生する反応では、発生した気体の質量だけ全体の質量は増える
  4. 燃焼では酸素が消費されるので、反応後の物質の総質量は必ず減る

Explanation

質量保存の法則は、化学変化の前後で物質の総質量が変化しないという法則で、原子の種類と数が変わらないことから導かれる。気体が発生する場合も、容器を閉じて気体を逃がさなければ総質量は等しい。燃焼では酸素の質量も加わるため、反応後の物質の質量は増える。

Question 45化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

鉄と硫黄の混合物を加熱すると硫化鉄ができる。この反応の説明として正しいものはどれか。

  1. 鉄が溶けて硫黄が蒸発するだけの状態変化である
  2. 鉄と硫黄が混ざったままの混合物ができる
  3. 鉄と硫黄が化合物をつくる化学変化である Correct answer.
  4. 鉄と硫黄が化合するが、生成物は磁石に強く引きつけられる

Explanation

鉄と硫黄の混合物を加熱すると、両者が原子のレベルで結びついて硫化鉄という化合物ができる。化合物はもとの物質とは性質が異なり、硫化鉄は磁石に引きつけられず、塩酸を加えると硫化水素が発生する。単なる混合物との違いを性質の変化で確かめられる。

Question 46化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

塩化水素HClが水に溶けて電離したときの様子として正しいものはどれか。

  1. H⁺とCl⁻に電離する Correct answer.
  2. H⁺とCl²⁻に電離する
  3. HCl分子のまま水中に分散する
  4. Na⁺とCl⁻に電離する

Explanation

塩化水素は共有結合の分子だが、水に溶けると水素イオンH⁺と塩化物イオンCl⁻に電離する。この水溶液が塩酸で、電離してイオンが生じるため電気を通す。塩素のイオンは1価の陰イオンであり、2価ではない。

Question 47化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

銅を空気中で加熱したときにできる物質と、その色の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. 硫化銅で黒色
  2. 酸化銅（Ⅱ）で黒色 Correct answer.
  3. 水酸化銅で青色
  4. 酸化銅（Ⅱ）で白色

Explanation

銅を空気中で加熱すると、銅が酸素と結びついて酸化銅（Ⅱ）ができる。銅は赤褐色だが、酸化銅（Ⅱ）は黒色の粉末になるため、色の変化で酸化が進んだことがわかる。この反応は酸化であると同時に、銅が酸素に酸化された反応である。

Question 48化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

炭酸水素ナトリウムを加熱したときの反応として正しいものはどれか。

  1. 分解せずに融解するだけである
  2. 炭酸ナトリウム、水、二酸化炭素に分解する Correct answer.
  3. 炭酸ナトリウムと酸素に分解する
  4. 水酸化ナトリウムと二酸化炭素に分解する

Explanation

炭酸水素ナトリウムを加熱すると熱分解が起こり、炭酸ナトリウムと水と二酸化炭素が生じる。発生した気体を石灰水に通すと白く濁ることから二酸化炭素と確認できる。加熱後に残る固体は炭酸ナトリウムである。

Question 49化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

2.0 molの水素H₂と1.0 molの酸素O₂を反応させると水ができる。水素と酸素はすべて反応するとすると、生成する水H₂Oは何molか。

  1. 4.0 mol
  2. 1.0 mol
  3. 3.0 mol
  4. 2.0 mol Correct answer.

Explanation

水素と酸素から水ができる反応は2H₂＋O₂→2H₂Oと表され、水素2 molと酸素1 molから水2 molが生じる。問題の量はちょうどこの比と同じなので、水素も酸素も過不足なく反応し、水は2.0 mol生成する。化学反応式の係数比が物質量の比になることが要点である。

Question 50化学的領域（物質の構成・化学変化・イオン・化学反応と量的関係）

ある金属酸化物16.0 gを完全に還元したところ、金属12.8 gが得られた。この金属の酸化物において、金属と酸素の質量比として正しいものはどれか。

  1. 5：1
  2. 1：4
  3. 8：1
  4. 4：1 Correct answer.

Explanation

酸化物16.0 gのうち金属が12.8 gなので、酸素の質量は16.0−12.8＝3.2 gである。金属と酸素の質量比は12.8：3.2＝4：1となる。還元で失われた質量が酸素の質量にあたることを利用して求める。