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今回は、中2理科3学期定期テスト(学年末テスト)過去問の解説第4弾です。

 

実際に定期テストで出題された問題の中で、とくに差が付く問題を厳選して解説します。

 

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第1問

 

 

(1)

オームの法則より、

V=IR ⇔ I=1/R×V

これより、電熱線を流れる電流の大きさは加わる電圧の大きさに比例し、比例定数は1/Rです。

グラフの傾きを見て、抵抗を求めます。

・電熱線a

傾き=1/R=0.4A/2V⇔R=2/0.4=20/4=5Ω

・電熱線b

傾きの逆数が抵抗の大きさなので、

R=5/0.5=10/1=10Ω

 

 

(2)

抵抗の大きさが一定、つまり材料が同じなら、加える電圧の大きさ、流れる電流の大きさにかかわらず、抵抗の大きさは一定です。

(1)からも、この事実が分かります。

 

 

(3)

回路全体の抵抗の大きさは、直列回路より、5Ω+10Ω=15Ω

オームの法則より、

V=IR ⇔ I=1/R×V

傾きが1/15Ωで、傾きの逆数が15Ωなので、I-V平面において、電流が1A増加すると、電圧が15V増加します。

0.2倍して、電流が0.2A増加すると、電圧が3V増加します。

これより、原点と(I、V)=(0.2A、3V)の二点を結んで直線が得られます。

 

 

(4)

①②

並列回路より、電熱線aに加わる電圧の大きさは3V、抵抗の大きさは5Ωなので、オームの法則より、

V=IR ⇔ I=1/R×V=3/5=0.6A

回路全体の抵抗の大きさは、並列回路より、(5×10)/(5+10)=10/3Ω(≒3Ω②)

オームの法則より、

V=IR ⇔ I=1/R×V=3/10×3=9/10=0.9A

並列回路の合成抵抗では、抵抗のかたちが太くなり、電流の流れがよくなるので、抵抗の大きさは小さくなります。

第2問

 

 

(1)

10Ωの抵抗に加わる電圧の大きさは、オームの法則より、

V=IR=0.2A×10Ω=2V

ゆえに、電熱線Aに加わる電圧の大きさは、6V – 2V=4V

 

 

(2)

オームの法則より、

V=IR ⇔ R=V/I=4V/0.2A=4×5=20Ω

 

 

(3)

30Ωの抵抗に加わる電圧の大きさは、オームの法則より、

V=IR=0.1A×30Ω=3V

並列回路より、電熱線Bに加わる電圧の大きさも3Vです。

 

 

(4)

並列回路より、電熱線Bに流れる電流の大きさは、0.4A – 0.1A=0.3A

オームの法則より、

V=IR ⇔ R=V/I=3V/0.3A=3×10/3=10Ω

 

 

(5)

並列回路の利点は、

① 電気機器(抵抗)が壊れても、他の電気機器には影響しないので、使い続けることができる

② 全ての電気器具(抵抗)に同じ電圧を加えることができ、電球を均等に光らせることができる

などがあります。

 

 

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第3問

 

 

(1)

図より、ユーラシア大陸から日本列島へと北西の風季節が吹いていることから、冬に発達するシベリア気団です。

 

 

(2)

冬の季節風はユーラシア大陸から吹くため、冷たく乾燥しています。

そのため冬の季節風は、日本海で水蒸気と熱を補給するため、湿度が非常に高くなります。

 

 

(3)

雲は上昇気流によって生じます。

図はフェーン現象と同じ状況で、空気塊が山を上昇するので、山の風上側で雲が発生します。

水蒸気を含んだ空気が上昇すると、大気圧が低くなり、内圧が大気圧より大きくなります。

これより、空気が断熱膨張して温度が下がり露点以下になると、水蒸気が凝結して水滴に変わり雲ができます。

水滴は、空気中のちりやほこりが核の役目をして、他の水滴と衝突して大きくなります。

水滴の質量が小さいときは、上昇気流に支えられて落下しませんが、水滴が成長する落下し、雨や雪が降ります。

第4問

 

 

(1)

答:温帯低気圧(解説略)

 

 

(2)

答:温暖前線(解説略)

 

 

(3)<やや難>

等圧線の間隔は4hPaで、低気圧なので、中心から4hPaずつ気圧が高くなります。

観測地点に対応する等圧線が無い場合、前後の気圧を比例配分して求めます。

Y点は、1004hPaと1008hPaの中間地点にあるので、1006hPaです。

 

 

 

(4)

温帯低気圧の左側では、寒気が偏西風によって西から東へ進み、暖気と接して前線面が発生します。

前線面と地面との接点である寒冷前線では、寒気が垂直に押し上げて激しい上昇気流が生じるため、前線の左側で積乱雲や積雲が発生します。

積乱雲により、短時間に狭い範囲で非常に強い雨が降ります。

温帯低気圧の右側では、暖気が偏西風によって西から東へ進み、寒気と接して前線面が発生します。

前線面と地面との接点である温暖前線では、暖気が寒気の上にはい上がり、ゆるやかな上昇気流が生じるため、前線の右側で乱層雲−高層雲−巻層雲−巻雲が生じます。

乱層雲により、広範囲に長い時間弱い雨が降ります。

 

 

(5)

(4)より、ウが正解です。

 

 

(6)

正解は閉塞前線です。

寒冷前線の寒気が温暖前線の寒気より温度が低いとき寒冷型閉塞前線に、

温暖前線の寒気が寒冷前線の寒気より温度が低いとき温暖型閉塞前線に、

それぞれなります。

温帯低気圧は閉塞前線が発生後、消滅します。

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