「②の現象は、①の現象が連続して2回起こったと考えて理解することができる…」という記述が鍵になっている。一連の現象を1回の衝突の連続に分解して考える還元的思考力が問われている。また、(1)〜(3)については、物体が左に動く場合は「左」と書くが、右に動く場合「右」と書いてはならない点にも注意！ 

(1) まず、AがBにぶつかることでAの速さは0に、Bの速さは右向きに1となる。しかし、その瞬間BはCとぶつかり、Bの速さは0に、Cの速さは右向きに1となる。ここまでが現象②で起こっている出来事である。本問ではさらにCがDにぶつかることでCの速さが0に、Dの速さが右向きに1となる現象が加わっている。つまり、A、B、Cは速さが0になり、Dのみが右向きに1の速さで進んでいく。この答えを以上のように考えられたかどうかが、(2)以降の問題を的確に考えられるかどうかの鍵になる。 

(4) Bが最高点に達するまでの時間の方は答えやすい。ふり子の周期は振れ幅や金属球の重さにかかわらず、糸の長さによってのみ影響される。よって、最高点がどこであろうとも、糸の長さを2倍にしたBの周期はAよりも長くなる。Aが最高点からBに衝突するまでの時間、Bが真下から最高点に到達するまでの時間は共に1/4周期に相当するので、Bが最高点に達するまでの時間の方が長いと分かる。一方、Bの最高点を考えるには、「力学的エネルギー」と「仕事」の理解が必要である。ふり子が振れる過程で、金属球は最高点から落下しながら加速し、真下の時点で速度が最高になっている。すると、今度はそのエネルギーを用いて金属球が最高点まで上昇していくが、この時、「真下から最高点まで金属球を持ち上げるのに必要なエネルギー」と「最高点から真下まで金属球が落下することで生まれるエネルギー」とは常に等しくなる。これが、（摩擦によるエネルギーの損失が無ければ）ふり子が同じ高さで往復し続ける理由である。さて、AとBでは糸の長さが異なるのだが、これは金属球を同じ高さまで持ち上げるうえで問題にならない。なぜならば、物体を持ち上げる高さが同じならば、必要な仕事量は経路にかかわらず同じだからである。本問の場合、糸の長さが長くなることで、金属球BはAよりも緩やかに上昇していく。その分だけ、時間あたりのエネルギー変化は小さいが、最高点に到達するまでの時間もかかるので、最終的に必要なエネルギーは変わらない。 

(5)〜(7) 途中でふり子の糸が切れる問題は定番なので、知っていれば楽に答えられるが、一応考え方も知っておくべき。ふり子の糸が切れると、金属球には重力によって真下へ落下しようとする運動が生じる。一方、運動していたふり子には進行方向への慣性がはたらいて、金属球は糸が切れた瞬間の向きと速さで動き続けようとする。この2つの動きが組み合わさり、金属球の軌道が決定される。(5)のようにAの衝突を受けた瞬間、Bは水平方向に運動を始める一方で、鉛直方向に落下する力も生じる。よって、Bは右方向に進みつつ徐々に高度を下げていく軌道をとるはずである。また、(6)のように上昇する途中では、Bは右上方向への運動を行っている。そこに鉛直下方への力が加わると、ボールを斜め上に投げたときと同様、水平方向へは等速直線運動を続けつつ、垂直方向への上昇は重力によって減速され、やがて落下へと転じる放物線を描く。(7)のようにふり子が最高点に達した際には、金属球の運動エネルギーは0になっている。つまり、静止している状態と変わらないので、そこで糸が切れると真下に落下するのみである。

＜時間配分目安：7分＞

単なる換算の問題だが、設問を読んでから何をすべきかが分かるまでの所要時間に実力差が反映される。最初に固体の水、アルコールについて体積と重さの関係を計算し、メモしておくと考えやすい。水の場合、液体1cm3の重さが1gで、固体になると体積が10%増えることから、固体の水1.1cm3の重さが1gであると求められる。同様に、アルコールについては液体1cm3の重さが0.9gで、固体になると体積が20%減ることから、固体のアルコール0.8cm3の重さが0.9gであると求められる。これを最初に求めておけば、(1)〜(3)までは単なる比例計算で処理できる。

(4) (3)の重さに相当する液体のアルコールの体積を求めて水の100cm3と合計する…と考えてはならない！物質は分子と呼ばれる粒で構成されている。液体に固体を加えた場合、固体の分子は固定されていて動かないので、液体の分子は固体の内部に入り込むことが出来ない。よって、全体の体積は純粋に液体と固体の体積を合計して求められる。一方、液体では分子が流動的に動き回るため、分子同士がお互いの隙間に入り込むことができる。そのため、水とアルコールのように混ざり合う液体同士を加えた場合、体積は混ぜる前の合計よりも小さい値となる。本問では、液体の水と液体のアルコールの重さが共に分かることから、混合した液体の重さと密度の情報を使って、混合液の体積を求めていく。まず、液体の水100cm3の重さが100g、(3)のアルコールの重さが112.5gであるから、重さの合計は100＋112.5＝212.5[g]となる。混合液1cm3の重さが0.98gであることから、「1：0.98＝□：212.5」を考えれば良い。なお、四捨五入を要した問題の計算結果を用いるように指示された場合、四捨五入する前の値を用いて計算し、最後に改めて四捨五入するのが望ましい。

(5) 液体が固体になると、水は体積が10%増え、アルコールは体積が20%減少する。こおらせた前後で体積の合計が変わらなかったということは、水の10%とアルコールの20%が等しくなる、つまり水とアルコールの体積比が10%と20%の逆比である2：1であることを意味する。ここで、同じ1cm3の液体が持つ重さの比は水とアルコールで1：0.9であるから、液体時の水とアルコールの重さの比は（2×1）：（1×0.9）＝2：0.9＝20：9である。液体の水とアルコールの重さの合計が200gであるから、水の重さは200×20/29≒138[g]と計算される。液体の水では1g＝1cm3であるから、体積は138[cm3]。

＜時間配分目安：9分＞

(3)までは知識問題。(1)がやや細かいほかは、昆虫に関する基礎的な質問である。(1)以外は全問正解できないと厳しい。

(4)(5) 生命表を見たことがなくても、表の数字から（死亡率）＝（死亡数）÷（生存数）×100であることは見当がつけられる。

 (6) 4〜7齢幼虫になると、3齢までと比べて死亡率が急激に上昇し、主な捕食者にも変化が見られることに注目すれば難しくない。鳥やハチによる捕食が増えるということは、生活環境が見通しの良い開放空間へと変化することを示唆している。

＜時間配分目安：6分＞

あまり見たことのない問題かもしれないが、文章を読んで知識と関連付ければ、大体の問題は正解できるはずである。

(1) 物理的風化については、「割れ目に入り込んだ水がこおる」という表現から、寒冷な地域で起こりやすいと分かる。また、砂漠では昼夜の気温差が大きいという知識を思い浮かべれば、乾燥地域で起こりやすいと見当がつけられるはずである。この時点で、答えは「う」の一択に絞られてしまう。一応化学的風化についても考えておくと、まず「水に溶けだしたり」や「水に含まれる物質と化学反応を起こす」といった記述から、水が関与しやすい湿潤な地域で起こりやすいと考えられる。温度については少し難しいが、化学反応は温度が高ければ高いほど進みやすくなるので、温暖な地域の方が化学的風化は起こりやすい。

(2) ハンマーで叩いても壊れそうにないものが答え。物理的風化は結晶構造が強固であるが、一度構造が破壊されると元に戻らない物質で生じやすい。金属は力を受けて結晶が歪んでもすぐに新しい結合を作れるため、プラスチックは明確な結晶構造を作らず流動的に動き回る分子が一定量含まれるため、力に対して柔軟に変形し、崩れにくい。

(3) 鍾乳洞が見られるカルストは石灰岩質の地形であるという知識が必要。これが化学的風化の例であることは分かると思うが、石灰岩が二酸化炭素の溶けた水、つまり炭酸水に溶ける原理は小学生にとって馴染みが薄いはず。化学的には、水に溶けにくい炭酸カルシウムに多量の二酸化炭素を加えると、水に溶けやすい炭酸水素カルシウムが生成されることによって生じる現象であると説明できる。たとえば、石灰水に二酸化炭素を吹き込むと白く濁るが、さらにしつこく二酸化炭素を加え続けると白濁が再び無くなってしまうというのもこの原理である。そして、炭酸水素カルシウムを含んだ水が流れる過程で、一部の炭酸水素カルシウムが再び水に溶けにくい炭酸カルシウムに戻ってつらら状に出現することで、鍾乳洞の地形は形成されている。

＜時間配分目安：6分＞