渋谷教育学園幕張中学校
2023年度 一次（第1回）｜理科

大問1 地震波の到着時刻と時間差を分ける

地震計では、地面と一緒に動く記録用紙と、その動きにすぐには従わないおもりを分けて見ます。記録された線の向きを、地面の動く向きとそのまま同じにしないよう、図2で確かめましょう。

波形の読み取りでは、P波とS波が届き始めた位置に印を付け、その間をPS時間として読みます。どちらの波も同じ震源から同時に出発しているため、それぞれの所要時間を「震源距離÷速さ」で表し、その差がPS時間になることを使います。地震の発生時刻を求めるときは、到着時刻から波が伝わるのにかかった時間を戻します。

震央の作図では、この地域でPS時間が等しい観測点は震源からの距離も等しいことに注目します。平野という条件のもとで、地表面の図に三つの観測点から等距離の点を探しましょう。最後の深さの問題は、平面図だけで考えず、震源・震央・観測点を結ぶ断面図を別に描き、地下への斜めの距離と地表面の距離を区別します。

大問2 前半：何を数え、いつ測ったグラフかを読む

落花生の実ができる位置は、花から子房柄が伸びる流れと結び付けて確認します。根粒の細菌については、空気中の窒素と植物が利用する窒素化合物を区別し、問題文の物質の受け渡しを追いましょう。

開花数の三つのグラフは縦軸の目盛りが異なります。棒の高さの印象だけで総数を比べず、目盛りを読み、開花最盛期を示す矢印の前後も分けて見ます。根粒のグラフは、白い点と黒い点で「数」と「重さ」を表し、左右の縦軸も違います。同じ実験区を時期ごとにたどる比較と、同じ時期に実験区を比べる比較を分けてください。

最後の総合問題では、株全体の重さ、実になった割合、実一個の重さがそれぞれ別の量であることを確認します。「株が重い」「花が多い」という一つの結果だけから、実の育ち方まで決めないようにしましょう。

大問2 後半：種一グラムあたりにそろえて比べる

燃焼実験は、はじめと終わりの水温の差から水の温度上昇を求めます。水の重さと温度上昇から水が吸収したエネルギーを計算し、燃やした種の重さで割って、一グラムあたりの値にそろえます。各回で種の重さが違うため、終わりの水温が高い回をそのまま大きなエネルギーと判断してはいけません。

測定条件がそろわなかった回を見つけたら、残りのデータで平均を考えます。栄養表示との比較では、百グラムあたりと一グラムあたり、カロリーとキロカロリーをそろえましょう。また、水に伝わらず周囲へ逃げた熱と、人が消化・吸収して利用するエネルギーは別の観点です。装置の改善と栄養成分の設問を分けて読むことが大切です。

大問3 力を小さくすると、引く距離がどう変わるかを追う

棒のつり合いは、地面に接する端を支点とし、棒全体の重さが重心にかかると考えて図に矢印を書きます。ひもを付ける位置を支点から遠ざけると、必要な力は小さくなります。一方、重心を同じ高さまで上げるには、ひもを付けた位置をより大きく動かす必要があります。

問題では丸太の傾きが小さく、図のPQとPRは変わらないものとしています。この条件で、力、引く距離、両者の積を並べた表を作り、比例する量と反比例する量を確かめましょう。

モーターは持ち上げられる重さの上限だけでも、巻き取る速さだけでも選べません。各モーターが動ける範囲で、巻き取り距離が最も短くなる取り付け位置を考え、そのときの巻き取り距離を一秒あたりの巻き取り量で割ります。比較する時間の式に、力と距離の関係を代入すると、性能表のどの二つの値を組み合わせればよいかが見えてきます。