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理科の基礎問題|観察・実験と科学的な考え方 第1集

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問題 1

顕微鏡で緑色の葉の細胞を観察すると、細胞内に多数の緑色の粒が見えた。

この粒の名称と主な働きの組合せはどれか。

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緑色の粒は葉緑体で、光のエネルギーを利用して光合成を行う。核は遺伝情報と関係する構造であり、液胞は細胞液を含む。植物のすべての細胞に葉緑体があるわけではない点にも注意が必要である。

問題 2

ある地震計は、小さな揺れを記録し始めた数秒後に、より強い揺れを記録した。

最初に到達した波として適切なのはどれか。

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P波はS波より速く伝わるため、通常はP波による小さな揺れが先に記録され、その後にS波による強い揺れが到達する。揺れの強さが大きいことと、伝わる速さが大きいことは同じではない。

問題 3

電池、抵抗A、抵抗Bを分岐のない一つの輪になるよう直列につなぎ、回路を流れる電流を測った。抵抗Aの直前では0.30Aだった。

抵抗Bを通過した直後の電流として適切なのはどれか。

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分岐のない直列回路では、回路のどの部分でも電流の大きさは等しいため0.30Aである。抵抗で電気エネルギーが熱などに変わっても、電流そのものが通過するたびに半分になるわけではない。

問題 4

ある金属片の質量を測ると54g、体積を水の体積変化から求めると20cm³だった。

この金属片の密度は何g/cm³か。

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密度は質量÷体積なので、54÷20=2.7g/cm³となる。0.37は体積を質量で割った場合の値であり、74は質量と体積を加えた値なので、どちらも密度の求め方に合わない。

問題 5

酸性の水溶液に、濃度を調整したアルカリ性水溶液を少しずつ加えたところ、pHは3から7付近まで上がった。

この変化の説明として最も適切なのはどれか。

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pHが7付近へ変化したのは、酸とアルカリの中和が進み、塩が生じたためと説明できる。ただし、混合量や濃度がつり合わなければ酸またはアルカリが余るので、混ぜれば常にpH7になるわけではない。

問題 6

一晩暗所に置いた植物の葉の一部をアルミ箔で覆い、数時間光を当てた。その後、葉の覆った部分と覆わなかった部分についてデンプンの有無を調べた。

アルミ箔で覆った部分を設けた主な目的はどれか。

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同じ葉の一部を遮光すれば、光が当たるかどうか以外の条件をできるだけそろえて、デンプン生成の差を比較できる。これは光の必要性を調べる対照であり、アルミ箔がデンプンを供給するわけではない。

問題 7

凸レンズの焦点よりもレンズに近い位置に小さな物体を置いた。反対側でスクリーンを前後に動かしたが、はっきりした像を映せなかった。

この結果の説明として適切なのはどれか。

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物体が焦点より内側にあると、凸レンズの反対側にスクリーンで受けられる実像はできず、物体側から見る虚像になる。スクリーンの位置を変えるだけでは実像を結べない点が、焦点より外側の場合との違いである。

問題 8

同じ天気図上で、地点Aの周囲では等圧線の間隔が狭く、地点Bの周囲では広かった。地形など他の影響は同程度とする。

風について、この天気図から読み取れる傾向はどれか。

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等圧線の間隔が狭い場所ほど距離当たりの気圧差、すなわち気圧の傾きが大きく、一般に風が強い。このため条件をそろえた本問では地点Aが強いと読めるが、実際の風には地形や摩擦も影響する。

問題 9

10Ωの抵抗Aと20Ωの抵抗Bを直列につなぎ、全体に6.0Vの電圧を加えた。導線や電源の内部抵抗は無視する。

回路を流れる電流と、抵抗Bに加わる電圧の組合せはどれか。

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直列の合成抵抗は10+20=30Ωなので、電流は6.0÷30=0.20Aである。抵抗Bの電圧は0.20×20=4.0Vとなる。直列回路では電流は共通だが、抵抗値が異なるため各抵抗の電圧は同じではない。

問題 10

同じ量の炭酸塩と酸を反応させた。実験Aは発生する気体を安全に内部へ保てる測定装置全体を反応前後に量り、実験Bは開放容器を量った。Bでは気体が外へ逃げて測定値が減ったが、Aの測定値は変わらなかった。

二つの結果を質量保存の考え方で説明したものはどれか。

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化学変化では反応物と生成物をすべて含めた総質量が保存される。Bは生成した気体が容器外へ出て測定対象から外れたため値が減った。Aでは気体も容器内に保たれるので、容器全体の測定値は変わらない。