「棒の重さを考える」、「支点からの水平方向の距離を考える」など、てこの応用問題で定番の考え方を要求する設問の意図を見抜くのが難しい。5問中、3問正解できていれば上等。

問１ 棒の重さを考えるつり合いの問題と同じ。重心Gに380gのおもりを吊るして考える。

問２ 棒を時計回りに回転させようとする力（モーメント）は一定なので、Bが床から離れる際にばねはかりが生む反時計回りのモーメント、すなわち「支点からの距離×力」も一定である。したがって、Aからの距離Lとばねはかりの示す値Fとは反比例の関係にある。

問３ モーメントに影響するのは支店からの「水平方向の距離」である。3点A、G、Bが一直線上にある限り、棒と床との間の角度にかかわらず支点からの水平方向の距離の比は20:80＝1:4で変わらない。よって、問１と同じ答えになる。

問４ キャリーバッグが地面に横たわっている状態（Z＝0）で、支点からの「水平方向の距離」の比を考える。重心Gには15kgの力がかかっている一方、取っ手に取り付けられたばねはかりが示す値は3kgであることから、15×X＝90×3が成り立つ。

問５ キャリーバッグでは支点、重心、ばねはかりが一直線上に位置しないため、角度Zが変わると「支点からの水平方向の距離の比」が変化する。具体的には、取っ手を持ち上げるのに従い支点から重心までの距離に対するばねはかりまでの距離の比が大きくなるため、ばねはかりの示す値は小さくなる。

そして、重心Gが支点の真上に来たとき、時計回りのモーメントが0となるので、反時計回りのモーメントも0、すなわちばねはかりの示す値も0となる。その際、Zの値が65度になることがグラフから読み取れるので、角Yは90−65＝25[度]と計算できる。

基礎的な問題が多く、計算もそこまで難しくない。必要な知識がきちんと頭に入っていれば、本年度の大問の中では一番解きやすいはず。こうした問題で確実に点を稼いでおきたい。

問１
(2) 塩化アンモニウムからアンモニアを発生させる方法として、「水酸化ナトリウムと少量の水を加える」と「水酸化カルシウムを加えて加熱する」の2つを覚えておきたい。「少量の水」と「加熱」が混ぜる物質を決定するキーワードである。

(3) 実験Cではアンモニアと同時に水（水蒸気）も発生する。加熱部から遠ざかった水蒸気は冷やされて液体となるが、それが底へ流れ込むと試験管が割れてしまう。したがって、加熱時には試験管の口を下に傾けて水が底へと流れないようにする。有機物（割りばし）や炭酸水素ナトリウムなど、水の発生を伴う加熱では全て同様である。

問２
(1) 窒素が酸素と結びついてできる窒素酸化物は、水にとけると「硝酸」になる。これが「酸性雨」の正体である。ヘリウムは水素の次に軽い気体で、空気よりも軽いヘリウムを入れた風船は空気中を上昇していく。水素は酸素と反応して爆発を起こす危険があるので、普通に加熱しても反応しないヘリウムが使われている。

問３
(1) メタン1Lと酸素2Lが完全燃焼すると二酸化炭素1Lが生成され、気体の体積は差し引き2L減少する。燃焼後、混合気体Ⅰの体積は15Lから9Lまで6L減少しているから、完全燃焼したメタンと酸素はそれぞれ3L、6Lであると分かる。また、このとき発生した二酸化炭素は3Lであるから、残った9Lから3Lを引いた6Lがメタンか酸素かのどちらかである。6Lがメタンだとすれば、燃焼前の体積は「メタン9L、酸素6L」となり、「酸素よりメタンが少ない」という条件と食い違う。よって、6Lは酸素であり、燃焼前の体積は「メタン3L、酸素12L」であったと考えられる。

(2) (1)と同様、プロパンと酸素を完全燃焼させると混合気体の体積は減少する。つまり、残る気体の体積を最小にしようと思えば「燃やせるなら燃やした方が良い」ということになるので、混合気体22Lが全て燃焼して二酸化炭素だけが残る状況を考えれば良い。完全燃焼が起こるときにはプロパン1Lと酸素5Lの計6Lが反応し、3Lの二酸化炭素が発生する。したがって、22Lの気体が全て燃焼した際に生じる二酸化炭素の体積は22×3/6＝11[L]と求められる。

(3) 単なるつるかめ算。問３の中では一番簡単だろう。16Lが全てプロパンであるという仮定から出発して、(16×3−26)÷(3−1)＝11[L]と求められる。(1)と(2)が分からないからといって、(3)を解かないようなことがあるともったいない。

基本的には知識問題だが、一筋縄ではいかない。問３や問４のような問題を解いたことのある受験生は少ないだろうから、本番での思考力が物を言う。少なくとも、他の問題では確実に点を稼ぎたい。

問２ 内耳には傾きを知覚する前庭、回転を知覚する半規管が存在する。それぞれの部位が指示されていれば難しくないのだが、こういったことに自ら気付いて知識を応用する力こそが大事。

問３
(1) まず、音が距離の短い右耳に届くまでを考える。このとき左耳でとらえる音も同じ距離を進んでいるはずだから、その分を差し引いた残りの距離を進むのにかかる時間だけ音を聞くのが遅れることになる。ここで、斜辺を20cmとする30°、60°、90°の直角三角形ができていることに注意。正三角形を半分に割った形であることから、左耳までの距離は右耳までの距離よりも20÷2＝10[cm]長いと分かる。よって、この10cmを進むのにかかる時間を10÷34000＝1/3400[秒]の式で求めれば良い。

(2) (1)の問題文がヒント。脳では左右の耳に音が届く時間差で音源の方向が認識されることから、「音源の方向を認識しにくい＝時間差がとらえにくい」という論理になる。時間差がとらえにくくなる原因として、水中では音の伝わり方が速くなり、例えば(1)の設定であれば10cmの差を進むのにかかる時間が短くなることを考えれば良い。

問４【あ】が分かりにくい。水を振動させることができなかった音はどうなるのか？水の代わりにコンクリート壁を考えてみることで、「反射」というキーワードを思いつくかもしれない。

リード文で扱われている内容は非常に難しいが、問５を除く各設問は天体を図でとらえる考え方が身についていれば、それほど難しくない。話の全体像がつかめないときは、部分の攻略を意識すること。

問２ 作図によって南中高度や日射時間をとらえられるようにしておきたい。地軸の傾きが大きい場合、小さい場合の図を描いて南中高度と昼の長さをそれぞれ比べれば、高度は高くなり、昼の長さは長くなることが容易に確認できる。

問５ 深く考えなければ簡単な問題である。「地球と太陽の距離が近いほど地球は暖かくなる」ということをまず念頭に置く。現在の地球で太陽との距離が最も近くなる1月には、北半球は冬であるから寒さが和らいでいる、すなわち季節性が減少している。一方、南半球は夏であるから暑さが増している、すなわち季節性が増大している。このように、地球と太陽の距離の変化がもたらす季節性への影響は南北半球で真逆になることが分かる。

※ 本問のポイントは本来、「自転軸の首振り運動によって、南中高度が最大になる夏が太陽との距離が近いときに訪れるのか、遠いときに訪れるのかということが変わってくる」という問題文中の記述を正しく理解することにある。

ここで述べられているのは、夏における地球と太陽との距離の変化が「公転軌道上の同じ位置にある地球の自転軸の倒れる向きが変わることによって生じる」ということである。

たとえば現在では、太陽との距離が最も近い1月、自転軸は北極側が太陽から遠ざかるように倒れているが、首振り運動が半周する約13000年後には、同時期に北極側が太陽に近づくように倒れている状況が訪れる。極端に言えば、自転軸の首振り運動は「現在の冬をやがて夏へと変えてしまう」ということである。

つまり、ある季節における地球と太陽の距離の変化は首振り運動がもたらす自転軸の向きの変化がもたらしているのであり、地球と太陽の距離が季節性に与える影響を考えることが、結果として自転軸の首振り運動による影響を考えることを意味する。

しかし、本文の記述からそこまで理解するのは難しい。きちんと理解してこの問題を正解できた受験生は、おそらくほとんどいなかったのではないだろうか…

問６
(1) 氷期には陸上の水が凍った状態で留められ、海へ流れ込まなくなる。その結果海水面は間氷期に比べて低くなる。逆に地球温暖化は陸上の氷をとかして海へと流れ込む水を増やすことで、海水面上昇の原因を作っている。