中学理科（物理・化学）の問題演習
令和6年5月12日
ばねのつなぎ方とかかる力
※大阪星光学院高校の入試問題です。（半角のみで入力すること）
自然の長さが同じばねA，ばねBの2本のばねを使って、ばねに加える力とばねののびとの関係を調べる実験を図1のようにして行った。その結果、図2のグラフが得られた。これについて、以下の各問いに答えなさい。ただし、ばねを自然の長さから1.0mのばすのに必要な力の大きさをばね定数とよび、その単位は〔N/m〕で表される。また、ばねの重さは無視できるものとする。
（１）ばねAとばねBのばね定数はそれぞれいくらか。
（２）重さの無視できる棒の両端にばねA，ばねBをとりつけ、それぞれのばねのもう一方の端を天井に固定した。次に、重さ5.0Nのおもりを棒が天井と平行になるように移動させたところ、図3の状態でつりあった。このときのばねAにはたらく力の大きさを求めなさい。
（３）図3のとき、ばねは何mのびたか。
（４）図3で、ばねA，Bを1本のばねとみなしたとき、このばねのばね定数はいくらか。
（５）図4のように、ばねA，Bをつないで、ばねAの上端を天井につけ、ばねBの下端に重さ2.0Nのおもりをつるした。ばねA，Bを1本のばねとみなしたとき、このばねのばね定数はいくらか。
令和6年2月11日
イオン化傾向
※函館ラ・サール高校の入試問題です。
次の文章を読み、あとの問いに答えなさい。
図1のように、うすい硫酸に2種類の金属板をひたし、それらを導線でつなぐと検流計の針が振れ、電流が流れたことがわかる。例えば、電極Aに銅板、電極Bに亜鉛板を用いるとそれぞれ下の①，②の反応が起こり、導線を電子が流れる。
$\ce{2H+ + 2e- -> H2}$…①
$\ce{Zn -> Zn^{2+} + 2e-}$…②
（１）図1のように、物質がもつ化学エネルギーを電気エネルギーとしてとり出す装置を何というか。漢字で答えよ。
（２）電極Aに銅板、電極Bに亜鉛板を用いた場合、電流が流れる向きは、図中ア・イのどちらか。記号で答えよ。（全角で入力すること）
（３）電極Aと電極Bに、亜鉛$\ce{Zn}$，銀$\ce{Ag}$，スズ$\ce{Sn}$，鉄$\ce{Fe}$のいずれかを用いてこの装置をつくり、電流が流れる向きを調べると、下のようになった。この結果から、これらの金属を陽イオンになりやすい順に並べ、原子の記号を用いて答えよ。（半角アルファベットのみで入力すること）
電極Aの金属 |
電極Bの金属 |
電流が流れる向き |
亜鉛 |
銀 |
イ |
銀 |
スズ |
ア |
亜鉛 |
鉄 |
イ |
スズ |
鉄 |
ア |
（４）鉄板の表面に亜鉛をうすくメッキしたものはトタンと呼ばれ、屋根やガードレールに用いられる。トタンには、図2のように亜鉛に傷がついて、鉄がむき出しになった部分に弱酸性の雨水が付着しても、鉄の腐食を防ぐ性質がある。なぜこのような性質があるのかを、「陽イオン」という言葉を用いて25字以内で答えよ。ただし、原子の記号は用いず、句読点も1字とすること。
令和5年11月5日
有機物の燃焼
※千葉県の東邦大学付属東邦高校の入試問題です。（カタカナは全角で、アルファベットや数字、小数点は半角で入力すること）
次の実験1～6の結果をもとに、あとの問いに答えなさい。
【実験1】炭素3.0gを完全燃焼させたところ、二酸化炭素11gが得られた。
【実験2】メタン$\ce{CH4}$4.0gを完全燃焼させたところ、水9.0gと二酸化炭素11gが得られた。
【実験3】エタン$\ce{C2H6}$7.5gを完全燃焼させたところ、水13.5gと二酸化炭素22gが得られた。
【実験4】エタノール$\ce{C2H6O}$23gを完全燃焼させたところ、二酸化炭素44gが得られた。
【実験5】炭素，水素のみからなる、ある有機物A3.6gを完全燃焼させたところ、水5.4g，二酸化炭素11gが得られた。
【実験6】炭素，水素，酸素からなる、ある有機物B3.0gを完全燃焼させたところ、水1.8g，二酸化炭素4.4gが得られた。
（１）メタン1.0gを完全燃焼させるためには、最低何gの酸素が必要か。
（２）エタン7.5g中の水素の質量は何gか。
（３）エタンの完全燃焼を表す化学反応式を書け。（+の記号をふくめ半角で入力し、矢印については→を入力すること。CO2のような下付き数字がある化学式はCO2のように入力すること。）
（４）実験4において、エタノール23gを完全燃焼させたとき、得られた水は何gか。
（５）実験5で用いた有機物Aの化学式は、次のア～オのいずれかである。有機物Aの化学式として、最も適切なものを次から1つ選び、記号で答えよ。
ア $\ce{C2H4}$ イ $\ce{C3H8}$ ウ $\ce{C4H6}$
エ $\ce{C5H_{12}}$ オ $\ce{C6H_{14}}$
（６）実験6で用いた有機物Bの化学式は、次のア～オのいずれかである。有機物Bの化学式として、最も適切なものを次から1つ選び、記号で答えよ。
ア $\ce{CH2O}$ イ $\ce{CH4O2}$ ウ $\ce{C2H4O}$
エ $\ce{C2H6O2}$ オ $\ce{C3H6O}$
令和5年8月3日
身のまわりの物質とその性質
※（ ）内の高校の入試問題を参考に作られています。
次の🄰・🄱のそれぞれの問いに答えなさい。
🄰 右図のように、集気びんの中でエタノールを燃やした。集気びんに少量の石灰水を入れ、ふたをしてふると、石灰水が白くにごった。
（岐阜県公立高校入試）
（１）石灰水が白くにごったことから何という気体が発生したことがわかるか。（漢字のみで入力すること）
（２）加熱すると燃えて、エタノールを燃やしたときと同じ物質が発生するものを、次の［ ］からすべて選べ。
［食塩 砂糖 マグネシウム
ロウ 鉄］
🄱 銅について次の問いに答えなさい。
（愛知・滝）
（１）銅は金属である。金属の性質を次の3つ以外に1つ答えよ。
「電気をよく通す」
「熱をよく伝える」
「みがくと特有の光沢が出る」
（２）次の物質から銅と同じように金属に分類されるものをすべて選び、答えよ。
酸素 硫黄 ナトリウム 水素
亜鉛 銀 カルシウム 塩素
令和5年4月30日
力と物体の運動
※福岡県の久留米大学附設高校の入試問題です。（漢字とカタカナのみ全角で、それ以外はすべて半角で入力すること）
右の図1のような装置を用いて、力学台車にはたらく力と力学台車の運動との関係を調べる実験をした。力学台車につけた糸を滑車を通しておもりに結びつけ、力学台車をなめらかで水平な机の上に置き、静かにはなすと、力学台車は動きはじめ、速さがだんだん速くなった。おもりが床に達して静止したあとも、力学台車は運動を続けた。この運動のようすを調べるために、力学台車を静かにはなすと同時に、1秒間に60回打点する記録タイマーを作動させ、紙テープに記録した。図2は、この紙テープの記録をA点より6打点ごとにB，C，D，E，Fと区切って、A点からの長さをはかったものの一部を示したものである。
図2の紙テープを、A点から6打点ごとのB，C，D，E，F，…で切り、下端をそろえて左から順に並べて、方眼紙にはりつけたものが図3である。ただし、図中の打点は省略してある。
これに関して、以下の問いに答えなさい。
（１）図3のグラフで横軸は力学台車が動きはじめてからの時間を表す。紙テープ1本のはばに相当する時間は何秒か。
（２）AD間での力学台車の平均の速さは何cm/秒か。
（３）CD間での力学台車の平均の速さは何cm/秒か。
（４）次の文は、図3をもとに力学台車の運動について述べたものである。文中の（ ）にあてはまる言葉，数式を書け。
図3より、糸が力学台車を引いている間は、力学台車の速さがだんだん速くなることがわかる。図2のテープから0.1秒ごとに（ ① ）cm/秒ずつ速さがふえていることがわかる。
おもりが床に達すると、糸が力学台車を引かなくなり、力学台車は（ ② ）運動をする。その速さは図3から考えて（ ③ ）cm/秒であることがわかる。このように、物体に力がはたらかないとき、物体はその運動の状態を続けようとする性質をもっている。この性質を（ ④ ）という。
（５）図2，図3から考えると、A点を記録した時刻から0.6秒間に力学台車が移動した距離は何cmか。
（６）図1の装置で、おもりの質量を大きくし、床からの高さは変えずに、同じような実験をした。おもりの質量を大きいものに変えると、力学台車にはたらく力は大きくなる。運動のようすを記録した紙テープを6打点ごとに切って図3のように方眼紙にはりつけるとどのようになるか。次の文中の①～③の（ ）の中の語句を選び、記号で答えよ。
図3のときと比べると、0.1秒ごとの速さのふえ方は①（ア．大きくなる，イ．小さくなる，ウ．変わらない）。おもりが床に達するまでの時間は②（エ．長くなる，オ．短くなる，カ．変わらない）。また、おもりが床に達したあとの力学台車の速さは③（キ．速くなる，ク．遅くなる，ケ．変わらない）。