理科 第１分野
化学の単元
１．炭酸水素ナトリウムの熱分解
例題）上図のような装置で炭酸水素ナトリウムを加熱した。
問１ 石灰水はどのように変化するか。このことから何がわかるか。
問２ 試験管Ａの入り口付近に無色の液体がたまった。この液体は何か。また、どうやって確かめるか。
問３ 加熱後の試験管Ａに残った白い物質は何か。
問４ 炭酸水素ナトリウムと加熱後の試験管Ａに残った白い物質それぞれを、フェノールフタレイン液に入れた時にどのような変化があるか。
解答と解説）
問１ 白くにごる。発生する気体が二酸化炭素であることがわかる。
問２ 水。塩化コバルト紙が赤くなることで確かめる。
問３ 炭酸ナトリウム
問４ 炭酸水素ナトリウムはうすいピンク色に、白い物質（炭酸ナトリウム）は濃いピンク色になる。
（炭酸水素ナトリウムは弱いアルカリ性を示し、炭酸ナトリウムは強いアルカリ性を示す。）
２．マグネシウムの酸化
例題）マグネシウム９�Kを、２�Kの酸素で酸化した。得られる酸化マグネシウムの質量を求めよ。
解答と解説）マグネシウムと酸素は、質量比３：２で反応する。つまりマグネシウム３に対して酸素２から酸化マグネシウム５ができる。
|
マグネシウム |
酸素 |
酸化マグネシウム |
|
3 |
2 |
5 |
この表に実際の質量を書き込んでみると、
|
マグネシウム |
酸素 |
酸化マグネシウム |
|
3 |
2 |
5 |
|
9 |
2 |
？？ |
マグネシウムがあまると分かる。できる酸化マグネシウムの質量は、あまらない方で決まるから、酸素の質量で決まる。
酸素：酸化マグネシウム＝２：５ だから、酸化マグネシウムは５グラムできる。
ちなみに、銅の酸化では、銅：酸素：酸化銅＝４：１：５。確認しておこう。
物理の単元
１．運動とエネルギー
斜面やそれに続く水平面上での台車の運動について調べた。 図１は、床に固定された台の断面を表している。点ＡＢ間は角度を変えることができる斜面、点ＢＣ間は水平面、点ＣＤ間は斜面で、それぞれなめらかにつながっている。また、点Ａを通る点線は、点Ａと同じ高さを示したものである。
いま、斜面の角度を図１の状態にして、斜面上の点Ａに台車を置き、静かに手をはなした。この運動では摩擦や空気の抵抗ははたらかないものとする。
(1) 点ＡからＢまでの運動を、１秒間に60打点を打つ記録タイマーを用いて調べた。図２は、そのときの黒くテープの一部分であり、打点ＰＱ間の長さが 4.2 cm であった。打点ＰＱ間における台車の平均の速さは何cm/秒か。
(2) 図１で、台車が点Ａを出発して点Ｂを通り点Ｃに向かって運動したときの、点Ａを出発してからの時間と台車の速さとの関係は、図３のようになった。
次に、斜面の角度を変えたときの台車の運動を調べるために斜面上の点Ａに台車を置き、斜面の角度を図１のときより小さくして、台車から静かに手をはなした。点Ａを出発して点Ｂを通り点Ｃに向かって運動したときの、点Ａを出発してからの時間と台車の速さとの関係を表すグラフとして最も適当なものを、次のアからオまでの中から選んで、そのかな符号を書け。
ただし、グラフの縦軸は速さ[cm/秒]、横軸は[秒]である。
(3) 斜面の角度を再び図１の状態にもどした。図４は、台車を点Ａに置いて静かに手をはなし、点Ａから点Ｄまで運動したときの、台車の位置エネルギーの大きさをあらわしたグラフである。台車が点Ａから点Ｄまで運動したときの台車のもつ運動エネルギーの大きさを表すグラフを図４に書き加えよ。
(4) 図５は、図１の状態で台車を点Ａから静かにはなしたときの、台車が斜面ＣＤをのぼっている途中の様子を表している。このとき、台車にはたらく斜面にそった力（斜面に平行な方向の力）について述べた文として最も適当なものを、次のアからエまでの中から選んで、そのかな符号を書け。
解答と解説）
(1) 1打点が1/60 秒で３ 打点だから3/60 ＝1/20 秒。距離は4.2cm だから、4.2 ÷（1/20 ）＝84cm/秒
(2) 斜面の角度が小さくなると、斜面に沿って下向きに働く力が小さくなる。その結果、加速度も小さくなり、Ｂ 点までにかかる時間が長くなり、Ｂ 点での速度も遅くなる。ウ。
(3) 力学的エネルギーは保存されるので、位置エネルギーと運動エネルギーの和は一定である。下図。
�a 速度はだんだん遅くなるのだから、進行方向とは反対側に力が働くとわかる。ウ。
２．圧力の計算
圧力の計算問題を確認しておこう。圧力の単位「パスカル」は、1Pa = 1 N/�F。
３．電磁誘導
上図のように、コイルＡとコイルＢをならべ、スイッチＣを閉じて電流を流した時、検流計の針は＋側にふれてから０にもどった。
問１ この時コイルＡが点Ｄに作った磁界の向きは、ア～エのどれか。
問２ スイッチＣを閉じて電流を流したまま、コイルＡをコイルＢに急に近づけてから止めた。
この時、検流計の針はどのように動くか。
問３ 検流計の針が動く理由を「磁界」「強さ」の言葉を使って説明せよ。
解答と解説）
問１ イ
問２ ＋側にふれてから０にもどる。
問３ 磁界の強さが変化して、電磁誘導が起こって誘導電流が流れたから。