知識問題が中心で、近年頻発している地震や火山噴火などの地殻変動への関心を問う意図が推し量られる。プレートの名称や活火山の数などは、意識して学習していないと落とし穴になりがちである。

 (1)① 日本が関係するプレートの位置と名称は覚えておくべきだが、ユーラシア大陸とフィリピンの位置が分かっていれば、Bがフィリピン海プレート、Cがユーラシアプレートであることは推測がつけやすい。北アメリカプレートがAであることは、平面の世界地図を意識するとしっくりこないかもしれないが、DのプレートがAの下に沈み込んでいる点がヒントになる。大陸プレートと海洋プレートとでは海洋プレートの方が強固にできており、両者がぶつかると海洋プレートの方が沈み込むようになっている。

② 近年話題の「南海トラフ地震」はこのプレート境界で発生する地震を想定したものである。ちなみに「トラフ」とは、大陸プレートと衝突した海洋プレートが沈み込んでできる細長い海底盆地であり、深さが6000m以内のものを指す。

(2)② 海抜が0mに近い場所は高潮や津波の被害を受けやすい。「ここは海面と高さがほぼおなじなので、波が襲ってきたらすぐ逃げなければならないよ」という警告になっているという趣旨が書かれていれば良いだろう。

ヘレニズム時代を代表する学者であるエラトステネスが紀元前3世紀頃に地球の外周の長さを測定した方法は時折出題のテーマとなる。この問題が解けなければ次の問題にも答えられず、推定配点上8点を落としてしまう計算になるため、合否を大きく左右し得る。

(2) リード文の説明だけでは分かりづらいが、図2が与えられているので計算は難しくない。アレキサンドリアとシエネの地表に入射する太陽光は平行であるから、2地点間の距離900kmは中心角7.2°のおうぎ形の弧に相当することが分かる。ここから、900×360/7.2の計算を考えると良い。なお、図2は地球から見た天体の高度を捉える上で重要な図であり、自分で描けるようにしておく必要がある。

例年「説明しなさい」という形式の問題が多い分野であり、本年度はそれらを含めた思考問題が大半を占めるに至った。解答に必要な知識は基本的なものばかりなので、諦めずに知識を総動員して答えを推測して欲しい。

(1) 気体である水蒸気は無色であり、白く見える湯気は微小な水滴の集まりであるという知識は頻出である。

(2) 湯気すなわち水滴を吹き付けるわけだから、当然のことながら紙は湿った状態になる。

(3) まず、どうして金属管の先端から出るのが湯気なのかを考える必要がある。フラスコ内の水は沸騰しているわけだから当然水蒸気が管の中を通って行くわけだが、管から出る際には温度が下がり、空気中で液体に戻ってしまう。ところが、Aを加熱することで水蒸気の温度が上がるため、管から出てもすぐには凝結せず、水蒸気の状態が維持される時間が長くなる。そこで、管と湯気との間に位置するFの範囲では管から出た水蒸気が気体のままで存在していると考えられる。

(4)④ 金属は熱伝導性が高いため、加熱された金属管を通る間に水蒸気の温度も高くなり、紙の発火点（200〜450℃、種類によって異なる）を超えるに至ったと考えられる。

⑤ 燃焼が起こり続ける条件である「温度」「酸素」「可燃物」のうち、どの条件が満たされないのかを考える。着火した紙が炎を上げて燃え続けるのは、高熱によって紙に含まれる炭化水素成分が可燃性ガスとなって放出され、新たな燃焼剤となるからである。一旦高熱によって焦げて穴が空いた紙では、吹き付けられ続ける水蒸気と共に可燃性ガスが穴の向こう側へと追いやられ、着火が起こらない。

(5) 熱伝導性の大きい金属板に水蒸気が吹き付けられると、熱が奪われて凝結し、細かい水滴が表面に付いて曇る。ここまでは見当が付けられよう。しかし、問題文に「一瞬」と書かれていることから、その直後に曇りが無くなる点まで述べておくのが望ましい。高温の水蒸気を吹き付けられた金属板はすぐに100℃を超えるため、付着した水滴は再び蒸発して水蒸気となり、見えなくなる。

「説明しなさい」という設問以外は難しくないので、記述できちんと点が取れるかどうかが鍵になる。常識的に考えれば十分に推測が及ぶレベルの問題なので、簡単に放棄しないこと。

 (3)① ゾウリムシが液面付近に集まるというリード文中の情報が手がかりになるが、ここを読んでいなかったとしても、液体を振り混ぜる目的は内容物を均等に分散させること以外に考えにくいので、答えは書けるはずである。

② 実作業を想像しなければ答えの見当が付けづらいので①よりもやや難しいが、図2が参考になる。最も多い時には100mL中のゾウリムシが30,000個体を超えており、これを数えるのは非常な労力となる。1mL中であれば、その100分の1の300個体ほどを数えれば済むので（まだしも）楽である。

 (4) 4つのうち2つが正しいと限定してくれているので、楽である。さらに「ア：ゾウリムシに食べる能力がない」は常識的に考えて、「ウ：ゾウリムシが死ぬ数よりも増える数の方が多い」は当該期間中にゾウリムシが個体数を減少させているグラフを見て、それぞれ誤りであると容易に判断できる。したがって、本問は必ず正解しなければならない問題だが、欲を言えば、どうしてこのようなグラフになるのかまで説明できて欲しい。初めはお茶の成分を栄養にして細菌が増え、それを食べてゾウリムシが増えていくため、ゾウリムシが急増する前に細菌が増加する期間が必要となる。また、お茶の成分が消費され尽くすと細菌が減少し、それに伴ってエサが無くなったゾウリムシも数を減らしていく。

(1)と(2)は算数のセンスが要求される設問である。図を描いて慎重に処理しよう。また、(1)と(3)は先入観や直感で答えてしまうと失点に繋がりかねない。よく考えれば分かる話だが、最後に配置されている大問であることで、残り時間への不安から焦って答えを選ばないように注意したい。 

(1) 1つのサイコロが置かれてから次のサイコロが置かれるまでの時間が1秒であるから、本問の設定ではサイコロ間の距離は11cmである。よって、B君がサイコロを取り上げた時点で次のサイコロは11cm離れた所にあり、1秒後にB君の手元まで来ると分かる。このように考えると、ベルトコンベアーの動く速さにかかわらず、サイコロが1秒おきに置かれるならば、取り上げられるのも1秒おきであると分かるはずである。

(2) サイコロはベルトコンベアーに置かれてからの1秒で10cm移動するが、A君も2cm同方向に移動するため、サイコロ間の距離は10−2＝8[cm]となる。すると、B君がサイコロを取り上げた時点で次のサイコロは8cm離れた所にあるが、サイコロ自体は秒速10cmで移動するため、B君は8÷10＝0.8[秒]ごとにサイコロを取り上げることになる。よって、100秒間で取り上げられるサイコロは100÷0.8＝125[個]である。

 (3) (1)の問題文には明記されていないが、ここでは「ベルトコンベアーの動く速度を秒速10cmから秒速11cmに変化させた」という設定が意図されていると考えよう。そのうえで条件Ⅱをよく読んで考えること。(1)で考えた通り、ベルトコンベアーの速さを変えてもA君がサイコロを置く位置が変わらなければ、B君が1秒間に取り上げるサイコロの個数も変わらない。すなわち、音の高さは変わらないということになる。では、ベルトコンベアーの速さの変化が何を表しているかという話になるが、B君が取り上げるサイコロの個数が同じでも、A君がサイコロを置いてからB君がサイコロを取り上げるまでにかかる時間は短くなる。つまり、音の伝わる速さが速くなった状況を表していると考えられる。

(4) (2)ではA君が1秒間に置くサイコロの個数よりもB君が1秒間に取り上げるサイコロの個数が多くなることから、音源が音と同じ方向に移動しながら音を発すると、聞こえる音の高さが高くなる状況が表されていると考えられる。これがドップラー効果を模した実験であることがピンとくれば、答えが選びやすい。