【中学受験理科】これはただの「理科」じゃない!国語+算数も必要な麻布中の理科難問を解説!2023年度 麻布 理科第2問 - 質問解決D.B.(データベース)

【中学受験理科】これはただの「理科」じゃない!国語+算数も必要な麻布中の理科難問を解説!2023年度 麻布 理科第2問

問題文全文(内容文):
2022年5月、私たちが住む銀河系の中心に位置するブラックホールの天体画像が発表されました。
2019年に発表されたM87という天体にふくまれるブラックホールの画像に続き2例目です。
ブラックホールが周囲のあらゆるものを吸い込むだけの存在と思う人も多いでしょう。
しかし、ブラックホールの周囲からは物がふき出てもいます。
たとえば、図1右のように、M87では中心部から高速でふき出たガスによる「ジェット」という構造が見られます。
ジェットは多くの天体で見られ、画像から測った運動の速さが、光の速さの10倍をこえるものも見つかっています。
アインシュタインの相対性理論によると、物体は光の速さをこえないとされているので、一見するとこれは不思議な現象です。

物体の立体構造をつかむためには、縦・横・奥行の3つの長さが必要です。
図2のように、はなれた位置に置いた2つの棒を左右の目で観察すると、左右の目はそれぞれ異なる像を得ます。
私たちは、この2つの像を比べることで奥行を測っています。

問1
図2の左眼と右眼から見える像として、最も適当なものを次のア~エからそれぞれ1つずつ選び、記号で答えなさい。

問2
図2の2つの棒が、眼からより遠くにあると奥行をつかみづらくなります。
その理由を説明する次の文中のa~cについて〔〕に入る適当な語句をそれぞれ選び、記号で答えなさい。

xの大きさがa〔ア.小さく イ.大きく〕、yの角の大きさがb〔ウ.小さく エ.大きく〕なり、xとyの角の大きさの差がc〔オ.小さく カ.大きく〕なり過ぎるから。

問3
宇宙の奥行をつかむには工夫が必要です。
その工夫を説明する次の文中のa,bについて、〔〕に入る適当な語句をそれぞれ選び、記号で答えなさい。

左右の眼よりも間隔のa〔ア.せまい イ.広い〕2つの場所から目的とする物体の像を得ると、xとyの角の大きさの差がb〔ウ.小さく エ.大きく〕なり、遠くの物体の奥行をつかめる。

地球は太陽のまわりを動くので、季節を変えて同じ天体の画像を得ることで、私たちは宇宙の奥行をつかめます。
しかし、限界はあり、画像からはあまり遠い天体の奥行をつかめません。

さて、図3の点Cにいる観測者が、点Aから点Bに向けて動くジェット中のあるガスのかたまりを観測するとします。
点Aや点Bは点Cから十分に遠いため、直線BCと直線HCは平行とみなせます(図3下)。
このとき、点Cからジェットが点Hから点Bに動くように見え、天体画像ではこの見かけの運動が観測されます。
この見かけの運動は、ジェットの実際の運動と同じとは限りません。

問4
点Aと点Bの間の距離が18光年、点Aから点Bに向けて動くガスのかたまりの速さが1年あたり0.9光年、z角の大きさが60度として次の問いに答えなさい。
1光年とは光が1年間に進む距離のことです。
また、必要に応じて、内角の1つが60度である直角三角形の3辺の長さの比を1:1.7:2として計算しなさい。
(1)ガスのかたまりが点Aを出発してから点Bに着くまでの時間を答えなさい。
(2)点Aと点Hの間の距離は何光年か答えなさい。
(3)点Aから点Bに向けて動くガスのかたまりが「点Aで放った光が点Hを経て点Cに着く時刻」と、ガスのかたまりが「点Aから点Bまで動き、そこで放った光が点Cに着く時刻」の差が何年か答えなさい。
ただし、直線BCと直線HCの距離は等しいとします。
(4)私たちは物体が放つ光によって物体の運動をとらえています。
そのため、点Cから見ると、(3)で答えた時間の間に、ガスのかたまりは点Hから点Bまで動くように見えます。
この見かけの運動の速さは1年あたり何光年か答えなさい。
ただし、答えが割り切れないときは、小数第2位を四捨五入して小数第1位まで答えなさい。

問5
zの角の大きさが30度のとき、ガスのかたまりによる点Hから点Bまでの見かけの運動の速さは1年あたり何光年か答えなさい。
ただし、z角の大きさ以外の条件は問4と同じとします。
答えが割り切れないときは、小数第2位を四捨五入して小数第1位まで答えなさい。

問6
点Cから見てジェットが点Hから点Bまで動く速さは、角zの大きさによって変わります。
見かけの運動の速さとzの角の大きさの関係を示すグラフとして最も適当なものを右のア~オから選び、記号で答えなさい。
ただし、zの角の大きさ以外の条件は問4と同じとします。

このように、天体画像からわかる見かけの速さは、光の速さをこえることがあります。
遠くの天体に限らず、観察からわかる見かけの姿は本当の姿と異なることがあり、注意が必要です。
チャプター:

0:00 オープニング
0:15 問題紹介
1:00 問1
1:40 問2
2:50 問3
4:09 問4
9:27 問5
13:11 問6

単元: #理科(中学受験)#理科過去問解説(学校別)
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
2022年5月、私たちが住む銀河系の中心に位置するブラックホールの天体画像が発表されました。
2019年に発表されたM87という天体にふくまれるブラックホールの画像に続き2例目です。
ブラックホールが周囲のあらゆるものを吸い込むだけの存在と思う人も多いでしょう。
しかし、ブラックホールの周囲からは物がふき出てもいます。
たとえば、図1右のように、M87では中心部から高速でふき出たガスによる「ジェット」という構造が見られます。
ジェットは多くの天体で見られ、画像から測った運動の速さが、光の速さの10倍をこえるものも見つかっています。
アインシュタインの相対性理論によると、物体は光の速さをこえないとされているので、一見するとこれは不思議な現象です。

物体の立体構造をつかむためには、縦・横・奥行の3つの長さが必要です。
図2のように、はなれた位置に置いた2つの棒を左右の目で観察すると、左右の目はそれぞれ異なる像を得ます。
私たちは、この2つの像を比べることで奥行を測っています。

問1
図2の左眼と右眼から見える像として、最も適当なものを次のア~エからそれぞれ1つずつ選び、記号で答えなさい。

問2
図2の2つの棒が、眼からより遠くにあると奥行をつかみづらくなります。
その理由を説明する次の文中のa~cについて〔〕に入る適当な語句をそれぞれ選び、記号で答えなさい。

xの大きさがa〔ア.小さく イ.大きく〕、yの角の大きさがb〔ウ.小さく エ.大きく〕なり、xとyの角の大きさの差がc〔オ.小さく カ.大きく〕なり過ぎるから。

問3
宇宙の奥行をつかむには工夫が必要です。
その工夫を説明する次の文中のa,bについて、〔〕に入る適当な語句をそれぞれ選び、記号で答えなさい。

左右の眼よりも間隔のa〔ア.せまい イ.広い〕2つの場所から目的とする物体の像を得ると、xとyの角の大きさの差がb〔ウ.小さく エ.大きく〕なり、遠くの物体の奥行をつかめる。

地球は太陽のまわりを動くので、季節を変えて同じ天体の画像を得ることで、私たちは宇宙の奥行をつかめます。
しかし、限界はあり、画像からはあまり遠い天体の奥行をつかめません。

さて、図3の点Cにいる観測者が、点Aから点Bに向けて動くジェット中のあるガスのかたまりを観測するとします。
点Aや点Bは点Cから十分に遠いため、直線BCと直線HCは平行とみなせます(図3下)。
このとき、点Cからジェットが点Hから点Bに動くように見え、天体画像ではこの見かけの運動が観測されます。
この見かけの運動は、ジェットの実際の運動と同じとは限りません。

問4
点Aと点Bの間の距離が18光年、点Aから点Bに向けて動くガスのかたまりの速さが1年あたり0.9光年、z角の大きさが60度として次の問いに答えなさい。
1光年とは光が1年間に進む距離のことです。
また、必要に応じて、内角の1つが60度である直角三角形の3辺の長さの比を1:1.7:2として計算しなさい。
(1)ガスのかたまりが点Aを出発してから点Bに着くまでの時間を答えなさい。
(2)点Aと点Hの間の距離は何光年か答えなさい。
(3)点Aから点Bに向けて動くガスのかたまりが「点Aで放った光が点Hを経て点Cに着く時刻」と、ガスのかたまりが「点Aから点Bまで動き、そこで放った光が点Cに着く時刻」の差が何年か答えなさい。
ただし、直線BCと直線HCの距離は等しいとします。
(4)私たちは物体が放つ光によって物体の運動をとらえています。
そのため、点Cから見ると、(3)で答えた時間の間に、ガスのかたまりは点Hから点Bまで動くように見えます。
この見かけの運動の速さは1年あたり何光年か答えなさい。
ただし、答えが割り切れないときは、小数第2位を四捨五入して小数第1位まで答えなさい。

問5
zの角の大きさが30度のとき、ガスのかたまりによる点Hから点Bまでの見かけの運動の速さは1年あたり何光年か答えなさい。
ただし、z角の大きさ以外の条件は問4と同じとします。
答えが割り切れないときは、小数第2位を四捨五入して小数第1位まで答えなさい。

問6
点Cから見てジェットが点Hから点Bまで動く速さは、角zの大きさによって変わります。
見かけの運動の速さとzの角の大きさの関係を示すグラフとして最も適当なものを右のア~オから選び、記号で答えなさい。
ただし、zの角の大きさ以外の条件は問4と同じとします。

このように、天体画像からわかる見かけの速さは、光の速さをこえることがあります。
遠くの天体に限らず、観察からわかる見かけの姿は本当の姿と異なることがあり、注意が必要です。
投稿日:2023.12.21

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問題文全文(内容文):
1⃣
(1)あは、__という星の位置です
(2)東の空の星の観察では図の__の向きで星座早見を持つ

2⃣
(1)夜空でもっとも明るく見える星を__
肉眼で見えるもっとも暗い星を__といい、1等級上がるごとに約__倍明るくなる

(2)次の星の色を㋐~㋔からそれぞれ選びましょう
①アンタレス(  ) ②シリウス(  )
③ベテルギウス(  )④リゲル(  )
㋐青白色 ㋑白色 ㋒黄色 ㋓だいだい色

3⃣
(1)夏の夜空に見える星のうち.こと座の①__、わし座の②__、③__の3つの1等星を結んでできる三角形を④__という。④は⑤__あたりに見られる。
(2)左図は冬の星空です。
①あーかの1等星の名前を答えましょう
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②う、え、かの3つの1等星を結んでできる三角形を__という

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問題文全文(内容文):
1⃣図1のように物体の重さをはかリました。
(1)水中での重さの方が小さいのは__というカがはたらくからです
(2)この物体にはたらく(1)の力は__gです
(3)この物体の体積は__㎤です
(4)図2のとき、この物体にはたらく浮力は__g
水面から出ている物体の体積は__㎤です

2⃣体積が38000㎤の人がプールと海に人ります(水の密度は1.00g/㎤,海水の密度は1.03g/㎤とする)。
(1)プールで全身をしずめると__kgの浮力を受けます
(2)海で(1)と同じようにすると,受ける浮力は__kgになります

3⃣図1のように,体積50㎤の物体を水に入れる前は,ばねばかりは80g、台ばかりは
200gを示していました。
図2のようにすると.
ばねばかりは__g
台ばかりは__g
を示します

*図は動画内参照
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