こんにちは、家庭教師のそらです。
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今回は、2022年に行われた、兵庫県公立高校入試「理科」の問題・解答・詳しい解説を公開致します。
※難問が多く、非常に難しいセットです。ただし、解答不能な難問は含まれていませんでした。
指導経験20年以上のプロ家庭教師。北海道の高校受験に特化。勉強がとても苦手な子の指導が得意です。
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大問1 1番 刺激の伝達 ★（２）がやや難、（３）が難
（1）
解答：エ
解説：
刺激の判断や命令を行う大脳は、せきずいと合わせて中枢神経です。
（2） ★やや難
解答：イ
解説：
図２は正面にせきずいの腹側があるので、左側の手がBさんの右手、右側の手がBさんの左手です。
首より下に感覚器官がある場合、刺激は、感覚器官→感覚神経→せきずい（背中側）→大脳→せきずい（腹側）→運動神経→運動器官、の順で伝達します。
（3） ★難
解答：ウ
解説：
「となりの人に右手をにぎられてから別の人の右手をにぎる」とあるので、刺激を受けて大脳で判断して行動を起こす人が対象で、それは、AさんとJさん以外の8人です。
1回目：（2.59-0.20）秒/8人＝2.39/8[秒/人]
2回目：（2.40-0.20）秒/8人＝2.20/8[秒/人]
3回目：（2.33-0.20）秒/8人＝2.13/8[秒/人]
（2.39/8＋2.20/8＋2.13/8）÷3＝6.72/24＝0.28秒/人
（4）
解答：オ
解説：
反射では、刺激の伝達信号が大脳を通らず、大脳での判断がありません。
ア：大脳が「感動した」と判断しているので、刺激ではありません。
イ：大脳が「目覚まし時計が鳴った」と判断しているので、刺激ではありません。
ウ：「地震のゆれを感じた」と大脳が判断しているので、刺激ではありません。
エ：条件反射であるので、大脳が判断しているため、刺激ではありません。
オ：正しい。
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大問1 2番 筋肉のつくり ★（２）が難、（３）がやや難
（1）
解答：けん
解説：
単純な知識問題なので、解説略。
（2） ★難
解答：①･･･ア、②･･･250N
解説：
力のモーメントについての内容です。あまり見られない出題内容です。
おもりの重さ[N]×作用点から支点までの距離[m]（図のA-C）＝力点に加える力の大きさ[N]（図のB）×力点から支点までの距離[m]（図のB-C）
30N×25×(1/100)m＝F×3×(1/100)m
F＝250N
（3） ★やや難
解答：縮む筋肉･･･DとF、ゆるむ筋肉･･･GとI
解説：
うでを伸ばすというパターンが普通ですが、指を伸ばすパターンは滅多に見られません。
指を伸ばすと、指と繋がった筋肉Gがゆるみ、筋肉Dが縮みます。
うでを伸ばすと、筋肉Iがゆるみ、筋肉Fが縮みます。
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大問2 1番 火成岩 ★（４）がやや難
（1）
解答：ア
解説：
単純な知識問題なので、解説略。
（2）
解答：エ
解説：
火成岩Aは無色鉱物が多いこと、火山岩であることから、流紋岩が適切です。
（3）
解答：⑤・⑥ア、⑦ア
解説：
火成岩Bは無色鉱物が多いことから、マグマのねばりけが大きく、火山は爆発的噴火をして、溶岩ドームを形成します。
（4） ★やや難
解答：ウ
解説：
ア：マグマのねばりけは、チョウ石の割合が20％だと小さく、チョウ石の割合が60％付近では大きいです。
イ：マグマのねばりけが最大のとき、有色鉱物の割合は10％未満です。
ウ：正しい。
エ：マグマのねばりけが最小ではないとき（左よりのとき）、無色鉱物であるチョウ石の割合が40％以上になっています。
大問2 2番 地震 ★（3）がやや難、（4）が難
（1）
解答：エ
解説：
①：P波とS波が同時に発生します。
②：正しい。
③：初期微動継続時間は震源距離に比例します。
④：正しい。
（2）
解答：イ
解説：
P波の速度[km/s]＝(72-60)km/(24-21)s＝4km/s
B地点より、地震発生からP波が到達するまでの時間は、60km/(4km/s)＝15s。
よって、地震発生時刻は、8時49分21秒の15秒前の8時49分06秒です。。
（3） ★やや難
解答：ウ
解説：
S波の速度[km/s]＝(72-60)km/(30-26)s＝3km/s
地震発生から地点BにP波が到達するまでの時間は、60km/(4km/s)＝15s。
地震発生から105kmの地点に緊急地震速報が到達するまでの時間は、15＋4＝19s。
地震発生から105kmの地点にS波が到達するまでの時間は、105km/(3km/s)＝35s。
よって、105kmの地点に緊急地震速報が到達してから、35-19＝16秒後にS波が到達します。
（4） ★難
解答：エ
解説：
X：北アメリカプレートと太平洋プレートの境界が見えるので、選択肢アです。
Z：Zと逆向きに見ているので、選択肢ウです。
W：太平洋側でフィリピン海プレートがユーラシアプレートに潜り込んでいるので、選択肢エです。選択肢エでは、右側が太平洋側で、ユーラシアプレートが潜り込むため、震源が深くなっています。
Y：Wと逆向きに見ているので、選択肢イです。
大問3 1番 水の電気分解 ★（２）がやや難、（４）が難
（1）
解答：ウ
解説：
水酸化ナトリウムは、アルカリ性の水溶液です。
アとイとエは、酸性の水溶液の性質を表しています。
（2） ★やや難
解答：エ
解説：
電子オルゴールの＋端子（電流が流れ込む）が酸素がある電極X端子に繋がれているので、電流は電極Xから電極Yに流れます。
電流の流れる方向と電子の移動方向は逆向きであるので、電子は電極Yから電極Xに流れます。
電子オルゴールの-端子は水素がある電極Yに繋がれているので、水素が反応しています。
（3）
解答：①・②イ、③ア
解説：
図2の装置は、燃料電池です。
燃料電池では、水素と酸素がもつ化学エネルギーを、電気エネルギーに変換しています。
（4） ★難
解答：ウ
解説：
水の電気分解の化学反応式は、以下のとおりです。
2H2O→2H2＋O2
電気分解により、水：水素：酸素＝２：2：1の体積比になっています。
A：燃料電池により、水素が2cm3、酸素が1cm3反応して、水が2cm3生じています。水素が5cm3-3cm3＝2cm3残ります。
B：燃料電池により、水素が4cm3、酸素が2cm3反応して、水が4cm3生じています。
C：燃料電池により、水素が4cm3、酸素が2cm3反応して、水が4cm3生じています。酸素が7cm3-6cm3＝1cm3残ります。
D：燃料電池により、水素が4cm3、酸素が2cm3反応して、水が4cm3生じています。酸素が8cm3-6cm3＝2cm3残ります。
以上より、燃料電池で発生した水の体積が、A＜B＝C＝Dであるので、水の密度を1.0g/cm3と仮定すると、生じた水の質量もこの大小関係になります。
大問3 2番 中和 ★（４）が難
（1）
解答：イ
解説：
Ba2+より、選択肢イが正解です。
（2）
解答：①･･･イ、②･･･エ
解説：
うすい水酸化バリウム水溶液にはOH–が含まれているので、アルカリ性で、BTB溶液は青色になります。
表2のDとEを見て、ビーカーEではうすい水酸化バリウム20cm3がすべて反応して、うすい硫酸が多く含まれているため、酸性の水溶液だから、BTB溶液の色は黄色になります。
（3）
解答：ウ
解説：
表2より、ビーカーDではうすい水酸化バリウム20cm3とうすい硫酸40cm3が過不足なくすべて反応しています。
水溶液中にイオンは含まれていないので、電流の大きさは0です。
ビーカーEではうすい水酸化バリウム20cm3がすべて反応して、うすい硫酸が多く含まれています。
水溶液中にイオンは含まれているので、電流が流れます。
（4） ★難
解答：67%
解説：
うすい水酸化バリウム20cm3とうすい硫酸40cm3が過不足なくすべて反応します。
Aでは、うすい水酸化バリウム5cm3＝20cm3×1/4と、うすい硫酸10cm3＝40cm3×1/4が反応して、うすい水酸化バリウムが15cm3余っています。
Eでは、うすい硫酸が50cm3-40cm3＝10cm3が余っています。
過不足なく反応したときの体積比は、うすい水酸化バリウム：うすい硫酸＝20cm3：40cm3＝１：２です。
うすい水酸化バリウムが15cm3とうすい硫酸10cm3を混ぜ合わせると、
うすい水酸化バリウム：うすい硫酸＝１：２＝5cm3：2×5cm3＝5cm3：10cm3
よって、うすい水酸化バリウムが10cm3（15cm3-5cm3）余ります。
この中和の電離式と化学反応式は、以下のとおりです。
H2SO4→2H+＋SO42-
Ba(OH)2→Ba2+＋2OH–
2H+＋2OH–→2H2O
Ba2+＋SO42-→BaSO4
H2SO4＋Ba(OH)2→2H2O＋BaSO4
まず問題文より、うすい水酸化バリウムが10cm3には200×1/2＝100個のバリウムイオンが残っていることが分かります。
上式より、バリウム1個に対して水酸化物イオンが2個存在することから、水酸化物イオンは200個存在します。
イオンの総数は300個（100＋200）、陰イオンである水酸化物イオンは200個あるので、陰イオンの割合は、
200/300×100＝200/3＝66.6･･･≒67％
大問4 1番 消費電力 ★（２）が難
（1）
解答：エ
解説：
コイルに電流が流れると磁界が生じます。
金属製の鍋の底にはコイルがあるので、電磁誘導が起こり、誘導電流が流れて熱が発生します。
（2） ★難
解答：①･･･ア、②･･･5通り、③･･･428W
解説：
①
家庭用のコンセントは、すべて並列回路です。
②
消費電力P[W]＝I[A]×V[V]より、電流I[A]＝P[W]/V[V]
100Vの電圧を加えたとき、
電気カーペットの電流＝400W/100V＝4A
そうじ機の電流＝600W/100V＝6A
ノートパソコンの電流＝80W/100V＝0.8A
ヘアドライヤーの電流＝1200W/100V＝12A
よって、家庭用のコンセントはすべて並列回路であることに留意すると、
電気カーペットは、掃除機、ノートパソコン、掃除機＋ノートパソコン、の3通りと同時につなぐことができます。
そうじ機は、ノートパソコンの1通りと同時につなぐことができます。
ノートパソコンは、ヘアドライヤーの1通りと同時につなぐことができます。
よって、合計5通りになります。
③
家庭用のコンセントはすべて並列回路であることに留意して、消費電力の大きさの合計は、掃除機の消費電力の大きさをxとすると、
（360W×4h＋x×0.5h＋80W×2h＋1200W×1/3h）≦（400W×4h＋600×0.5h＋80W×2h＋1200W×1/3h）×0.9
10×（360W×4h＋x×0.5h＋80W×2h＋1200W×1/3h）≦9×（400W×4h＋600×0.5h＋80W×2h＋1200W×1/3h）
80W×2h＋1200W×1/3h＋（5x-2700）≦0
160＋400＋5x-2700≦0
5x≦2140
X≦428W
よって、取り替えることができるそうじ機の最大の消費電力は428Wです。
大問4 2番 力学的エネルギー保存の法則 ★（４）がやや難
（1）
解答：ウ
解説：
ア：物体の重力による斜面に垂直方向の分力（重力×底辺/斜辺）と垂直抗力がつり合います。
イ：小球には重力による斜面方向の分力が働きます。式は「重力×高さ/斜辺」で、重力＝一定、高さ/斜辺＝1/2より、斜面方向の分力の大きさは一定です。
ウ：正しい。
エ：レールには摩擦力が働かないので、小球が水平面上にあるとき、運動方向には力がはたらかず、小球は等加速度運動をします。
（2）
解答：①ウ、②・③エ
解説：
①
表2で、1番から5番では0.1秒増えると小球の移動距離が増えているのに対し、5番→6番が22.8cm、6番→7番が24.3cm、7番→8番が24.3cmと変わらないので、5番と6番の間に点Bを通過したと考えられます。
②
水平面上での速度は、実験1では6番以降を見て、24.3cm/0.1s＝243cm/s。実験２では7番→8番を見て、19.8cm/0.1s＝198cm/s。よって、実験2の方が実験1よりも速度が小さいです。
③
はじめの位置が高いと位置エネルギーが大きいので、力学的エネルギー保存の法則より、水平面上での運動エネルギーが大きく、速さが大きくなります。水平面上での速度は実験1が実験2より大きいので、はじめの位置は、実験1の方が実験2の20cmより高いです。
（3）
解答：イ
解説：
はじめの位置が20cmと等しいので、位置エネルギーも等しいから、力学的エネルギー保存の法則より、水平面上での運動エネルギーも等しく、速さは等しいです。これより、選択肢アまたはイに絞られます。
実験3では実験2より斜面の傾きが小さいので、速さの増え方が小さいです。よって、選択肢イが正解です。
（4） ★やや難
解答：0.91秒
解説：
表3より、小球が水平面上にあるときの速度は19.8cm/0.1s＝198cm/sです。（２）の考察より、図5で小球がBC間を移動するときの速度も198cm/sだから、BC間を移動するのにかかる時間は、60cm÷198cm/s＝60/198[s]
はじめの位置からB点の平均の速さは(0＋198cm/s)/2＝99cm/sであるから、
はじめの位置からB点までにかかる時間は、60cm÷(99cm/s)＝120/198[s]
これより、はじめの位置からC点までにかかる時間は、
60/198[s]＋120/198[s]＝180/198＝0.9090･･･≒0.91s