Shizuoka Public High School Entrance Examination - Science case studies
Shizuoka Public High School Entrance Examination - Science · Put your knowledge to work in context.
The Shizuoka Public High School Entrance Examination in Science (静岡県公立高校入試 理科) is the science component of the academic achievement test used by Shizuoka Prefecture public high schools to select entrants. It is taken by students finishing compulsory education, typically third-year junior high school candidates, and by others eligible to apply under prefectural rules. It is a school-admission test, not a professional certification, and it is set and administered by the prefecture, not by any private testing body. This page is independent study material and is not affiliated with the prefecture or its board of education. Topics on this exam: Physics - mechanics (forces, motion, work, energy), Physics - electricity and magnetism (current, circuits, magnetic fields), Physics - waves, light, and sound, Chemistry - matter and particles (states, mixtures, separation), Chemistry - chemical reactions and equations (combination, decomposition, oxidation), Chemistry - acids, bases, ions, and neutralization, Biology - cells, reproduction, and genetics, Biology - body systems, homeostasis, and health, Biology - ecosystems, food webs, and environmental interactions, Earth science - geology, strata, earthquakes, and volcanoes, and Earth science - weather, atmosphere, and astronomy. The Shizuoka Public High School Entrance Examination - Science case studies are 5 cases and about 685 words.
1斜面を下る台車 ― 摩擦力の仕事と質量の関係をどう判断するか
中学3年のSさんは、斜面を下る台車の運動と、力・エネルギーの関係を調べる実験を行った。長さ3.0 m、高さ0.60 mの斜面を水平な机の上にしっかり固定し、質量2.0 kgの台車を斜面の上端で静かに放して、下端を通過するときの速さを記録タイマーのテープから求めたところ、2.0 m/sであった。質量100 gの物体にはたらく重力の大きさを1 Nとし、空気の抵抗は無視できるものとする。斜面と台車の間の摩擦力は無視できないが、記録タイマーのテープや車輪の軸の摩擦はごく小さいものとする。斜面の下端は水平な床につながっており、台車はそのまま床の上を進む。Sさんは次に、高さは0.60 mのままで傾きを急にした長さ1.5 mの斜面を用意し、同じ台車で測定したところ、下端での速さは3.0 m/sであった。さらに、質量4.0 kgの台車を用意して、最初の長さ3.0 m・高さ0.60 mの斜面で同じ測定を行う計画を立てている。実験は同じ条件で3回ずつ行い、速さの値はほぼ同じであった。Sさんは、速さが台車の質量によって変わるかどうかを班で話し合うことにした。. はじめの長さ3.0 m・高さ0.60 mの斜面で、摩擦力がした仕事の大きさと、平均の摩擦力の大きさを求めよ。力学的エネルギーの出入りがわかるように、計算の過程を書け。. 傾きを急にした長さ1.5 mの斜面で、摩擦力がした仕事の大きさと平均の摩擦力の大きさを求めよ。また、はじめの斜面より摩擦力の仕事が小さくなった理由を、垂直抗力に着目して説明せよ。. 質量4.0 kgの台車を、はじめの斜面（長さ3.0 m、高さ0.60 m）で放すと、下端での速さは何 m/s になると考えられるか。摩擦力の大きさが垂直抗力に比例することを使って予想し、理由を述べよ。.
212 words, about 1 min2並列につないだ電熱線と水の加熱 ― 消費電力・熱のゆくえ・磁針が振れる理由
2年の理科係のTさんたちは、文化祭の展示で電熱線を使った水の加熱装置を作ることになった。6.0 Vの電源装置に、抵抗が4.0 Ωの電熱線Aと12 Ωの電熱線Bを並列につなぎ、スイッチを入れた。回路には電源の電圧を測る電圧計と、電熱線Aに流れる電流を測る電流計をつないでおり、電流計の値は1.5 Aであった。ビーカーには水100 gを入れ、電熱線AとBを完全に水につけて5分間加熱したところ、水温は5.0 ℃上昇した。水1 gの温度を1 ℃上げるのに必要な熱量は4.2 Jとし、電源装置の電圧は実験中6.0 Vで一定、電熱線の抵抗も温度によって変わらないものとする。水温は1分ごとにかき混ぜながら温度計で読んだ。また、電熱線Aの近くに方位磁針を置くと、スイッチを入れたときだけ針の向きが変わった。Tさんは、計算上発生するはずの熱量と、実際に水温の上昇に使われた熱量の違いに気づき、その理由と、磁針が振れる理由について考えた。. 電熱線Bに流れる電流、回路全体に流れる電流、電熱線全体で消費される電力（1秒間に発生する熱量）をそれぞれ求めよ。電流計の値が正しいことも確かめながら説明せよ。. 電熱線Aの近くに置いた方位磁針が、スイッチを入れたときだけ振れたのはなぜか。また、電流を大きくしたとき、電池の向きを逆にしたときに、針の振れ方がどうなると考えられるか。それぞれ理由をつけて答えよ。. 並列だから電圧は同じ 並列につないだ電熱線A・Bには、どちらにも電源と同じ6.0 Vがかかる。 2.
156 words, under 1 min3銅と硫黄の化合 ― 質量比から余る物質を判断し、減った質量の理由を説明する
Kさんは、銅と硫黄の化合について調べるため、次の実験を行った。実験1：銅粉4.0 gと硫黄1.0 gをよく混ぜて試験管に入れ、口をしっかり閉じて加熱したところ、激しく反応して黒色の物質が生成した。加熱の前後で試験管全体の質量は変わらなかった。実験2：銅粉4.0 gと硫黄2.0 gを混ぜ、同じように加熱すると、黒色の物質が生成し、試験管の中には黄色い物質が残っていた。実験3：銅粉6.0 gと硫黄2.0 gを混ぜて加熱した。銅と硫黄は質量比4：1で過不足なく反応して硫化銅になることがわかっている。なお、実験2と実験3では試験管の口を開けたまま加熱したため、気体になった硫黄の一部が外へ出て、加熱後の全体の質量は反応前より小さくなった。使用した銅粉と硫黄はよく乾燥させた粉末で、加熱中に空気中の酸素と反応することはないものとする。Kさんは、どの実験でどちらの物質が余るのかを質量比から考え、残った物質の確かめ方も調べることにした。. 実験3（銅粉6.0 g、硫黄2.0 g）で生成する硫化銅の質量と、残る物質の質量と種類を求めよ。また、密閉した実験1で反応前後の質量が等しかったことを、原子の種類と数に着目して説明せよ。. 実験1 銅4.0 gに対して必要な硫黄は 4.0 ÷ 4 ＝ 1.0 g。実際に1.0 gあるので 過不足なく反応 する。生成する硫化銅は 4.0 g ＋ 1.0 g ＝ 5.0 g。 3. 実験2 銅4.0 gに対して必要な硫黄は1.0 gだが、実際には2.0 gある。したがって 硫黄が1.0 g余る 。銅はすべて反応する。 生成する硫化銅 ＝ 4.0 g（銅）＋ 1.0 g（反応した硫黄）＝ 5.0 g 残る物質 ＝ 硫黄 1.0 g （黄色い物質） 4.
133 words, under 1 min4栄養生殖と種子生殖 ― 染色体数と子の形質の現れ方の違いをどう説明するか
Mさんは、理科室で植物の細胞とふえ方について観察を行った。ホウセンカの根の先端を染色して顕微鏡で観察すると、細胞が分裂している像が数多く見られ、1つの細胞の染色体は24本であった。同じ株の花を観察し、めしべの子房にある胚珠と、おしべのやくの中で作られる精細胞についても染色体数を調べた。また、ジャガイモのいもを親の株から切り離して畑に植えて育てたところ、親の株とよく似た形質の子ができた。一方、同じ株から採ったホウセンカの種子30粒をまいて育てたところ、花の色が親の株と異なる子がいくつか見つかった。観察には同じ倍率の顕微鏡を使い、染色体の数は分裂している細胞のうち染色体がはっきり見える時期の像で数えた。ホウセンカは同じ畑で何年も栽培されており、まわりの株から花粉が運ばれてくる可能性がある。Mさんは結果を表にまとめ、栄養生殖でふえる植物と種子でふえる植物では、子の形質の現れ方に違いがあることに気づき、その理由を細胞分裂と生殖の仕組みから考えた。.
51 words, under 1 min5地層の新旧と地震の記録 ― 断層・火成岩の順序と震源距離の判断
Hさんは、川沿いの崖で地層の観察を行った。崖には下から順に、れき岩の層A、砂岩の層B、火山灰の層C、泥岩の層D、火山灰の層Eが見られた。層Bと層Cを切るが層Dは切らない断層Fがあり、層A・B・Cを貫いてマグマが冷えて固まった火成岩Gが観察された。火成岩Gは断層Fを切っている。層Eの火山灰に含まれる鉱物は、近くの火山の噴火で飛んできたもので、この地域の地層を広く覆っている。観察した崖では地層の上下関係がはっきりしており、地層が逆転したり、大きく曲がったりはしていない。また、断層Fによるずれは、層Cの上面で約1.5 mであった。さらに、Hさんは海岸沿いの観測点PとQで地震の記録を調べた。Pでは初期微動が10時00分05秒に始まり、主要動が10時00分10秒に始まった。Qでは初期微動が10時00分10秒に始まり、主要動が10時00分20秒に始まった。この地域ではP波の速さを8 km/s、S波の速さを4 km/sとし、震源は1か所であるとする。Hさんは、地層のできた順序と地震の震源の位置を、記録から考えてまとめることにした。. 層A〜E、断層F、火成岩Gができた順序を古い順に並べ、それぞれの判断の根拠を述べよ。. 観測点PとQの震源距離をそれぞれ求めよ。また、地震が発生した時刻を求めよ。計算の過程がわかるように書け。. 堆積岩の順序 地層はふつう下から順に堆積するので、A→B→C→D→Eの順に新しい（地層の逆転はないとされている）。 2.
133 words, under 1 min