共通テスト2021 地学基礎(本試験) 解説

高校地学

令和3年度(2021年)大学入試共通テスト 地学基礎・本試験について解説を作成しました.以前,高校地学教員として受験指導した経験をもとに説明しています.過去問を手元に準備して問題と照らし合わせながら解説を読んでもらえればと思います.大学入試で地学基礎を受験しようとする皆さんの参考になれば嬉しいです.

第1問 A 地球の活動

問1【問題番号1】

① 誤:マグニチュードは地震そのもの規模震度は地震による揺れの強さの尺度なので誤り.両者はよく混同されるので注意が必要.

② 誤:P波とS波という用語を入れ替えれば正しい.緊急地震速報は,先に到着するP波を観測し,遅れて到着するS波の到着時刻を予測するもの.速度が速く最初に到着するのがP波,続いて2番目に到着するのがS波.S波は ” Secondary Wave ” の ” Sだと覚えると良い(P波は ” Primary ” で「最初の」).

③ 誤:震源距離が同じであれば,地震波も同じように弱くなっているはずだが,実際の揺れの強さは,地盤の強さや地下の構造も関係する.例えば,地盤が軟らかいと揺れも大きくなる.

④ 正:津波は,地震によって海底に地殻変動(隆起・沈降)が起こると発生する.巨大な地震であっても海底に地殻変動が起こらなければ津波も発生しない.

問2【問題番号2】

車が交差点を曲がるとき,カーブと反対側に遠心力が働く.それと同じように,地球も自転(回転)しているので,最も強く遠心力が働く赤道方向に少し膨らんだ形をしている.よって①と③は誤.また,赤道方向に膨らんだ回転楕円体では,緯度差1度に対する子午線の弧の長さは,赤道付近よりも極付近で長くなるため,正解は④.以下の図のように,少し誇張した図を描いてみると,緯度差1度あたりの弧の長さがわかりやすい.楕円形なので,地球の中心から緯度1度分を取らないようにすること.

赤道付近と北極付近での緯度差1度に対する子午線の弧の長さの比較(実際よりも楕円は誇張し,角度は約5度で作図)

第1問 B 砕屑物の挙動

問3【問題番号3】

図1のグラフで,縦軸の流速の値と横軸の粒径の値から,それぞれがどの領域に当たるか1つずつチェックしていく.グラフを正確に読み取り,図の意味を理解しているかを問う問題

① 誤:流速10 cm/sで粒径0.01 mmの泥は,運搬されつづける領域で運搬されない.

② 正:流速10 cm/sで粒径10 mmの礫は,堆積する領域で堆積する.

③ 誤:流速100 cm/sで粒径0.1 mmの砂は,侵食・運搬される領域で堆積しない.

④ 誤:流速100 cm/sで粒径100 mmの礫は,堆積する領域で運搬されない.

問4【問題番号4】

地点Xは,時間の経過とともに,蛇行河川の湾曲部の外側(A)から湾曲部の内側(B)になり,後背湿地(C)へと移動していく.つまり,流速が大きい場所から小さい場所へ変化していく.そのため,柱状図の下(古い)から上(新しい)に向けて,堆積物の粒径が粗いものから細かいものへと変化している③を選べばよい.説明文と図で一見難しそうにも見えるが,問われていることは基本的なので落ち着いて解答したい.

第1問 C 岩石

問5【問題番号5】

a「希塩酸をかけて発泡がみられるかどうか」は,石灰岩とチャートを見分けられるのでウ.ちなみに,希塩酸をかけると石灰岩は二酸化炭素が発生し,チャートは反応がない.b「粗粒の長石が観察できるかどうか」は,すべての火成岩に長石が含まれることから,火成岩と堆積岩を見分けられるのでア.花こう岩と斑れい岩は火成岩,石灰岩とチャートは堆積岩である.c「密度の大きさを比較する」は,火山岩も深成岩も密度差があることを利用するとよい.斑れい岩が花こう岩よりも密度が大きいのでア.答えは④

問6【問題番号6】

水中に噴出したマグマが固結してできる枕状溶岩は,枕が積み重なったように見える.枕の一つ一つは水中に噴出し冷やされた溶岩で,拡大図のaの部分が溶岩の外側,bの部分が溶岩の中心部にあたる.そのため,海水に近くなる外側の a の部分が冷却速度が速い.さらに,冷却速度が速いほど,鉱物はあまり成長しないため,aの部分では,石基の鉱物が細かくなる.答えは②

問7【問題番号7】

「SiO2含有量が多いほど,粘性が高い」という関係性を検証するには,温度を同じ条件にしてSiO2含有量と粘度の比較をしなければならない.SiO2含有量は溶岩の岩質によって変化するため(玄武岩質マグマはSiO2含有量が小さい),溶岩の種類を変えると検証できる.よって,温度を1000℃で一定にし,溶岩の種類を変えられる②が正解.教科書では見慣れない粘度の数値や表も出てくるが,対照実験の考え方と,溶岩の種類とSiO2含有量の関係が理解できていれば易しい問題.

第2問 A 台風と高潮

問1【問題番号8】

問題文の図1から,名古屋港における18時の気圧は 981 hPa(左図),21時の気圧は 963 hPa(右図)と読み取れるので,18時から21時までに気圧は 18 hPa低下している.なお,等圧線の間隔は,天気図より4hPaと読み取れる.問題文より「気圧が1 hPa低下すると海面が1cm上昇する」と仮定するので,18cmの②が正解

問2【問題番号9】

18時と21時の天気図を比較すると,等圧線の間隔はやや大きくなっているが大きな変化はない.一方,台風の移動に伴って風向きは変化する.台風は低気圧なので,反時計回りに風が吹き込むため,湾がどの方角に開いているかがポイントになる.まず,御前崎港は太平洋側に面しているため,風向の変化は大きな影響を与えないので,海面の高さの変化が小さい Z だと考えられる.一方,大阪港では,18時に北東寄りの風が吹いており,湾内の海水を太平洋へ押し戻すが,21時には南西寄りの風に変わり,湾内にもやや海水が入ってくるようになるため X が適当.最後に,名古屋港では,18時に東寄りだった風が21時には南東寄りに変わり,湾内への海水を吹き寄せる効果が高くなるので Y が適当.これらのことから正解は①

第2問 B 地球温暖化

問3【問題番号10】

教科書によく掲載されている地球の熱収支の以下の図を見直そう.もし,地球温暖化で現在よりも雲が増加したと仮定すると,大気圏外と大気の熱のやり取りでは,太陽放射を反射する雲の量が増加するため,アは増加する.一方,大気と地表とのやり取りを考えてみると,地表面へ赤外線を放射する雲の量が増加するため,イも増加する.よって正解は③.このように雲が増えることは,地表気温の上昇を抑制と促進する両方の効果があることになる.

地球の熱収支

問3【問題番号11】

① 正:温室効果が全くないとして計算すると,地球の気温は氷点下(-18℃)になる.適度な温室効果は,我々にとって必要である.

② 誤:エルニーニョ現象は,赤道太平洋の貿易風が周期的に弱くなることがきっかけで,温室効果とは大きな関係性はない.

③ 誤:温室効果は地球以外の惑星でも見られ,温室効果ガスである二酸化炭素が約90気圧と多い金星では,表面温度が400℃を超える

④ 誤:二酸化炭素以外に,水蒸気やメタンが主な温室効果ガスである.

第3問 A 太陽と宇宙の進化

問1【問題番号12】

現在,太陽は主系列星の段階にあるので正解は②.約100億年の寿命のうち,現在,およそ半分程度の年齢にあり,この後,約50億年後には赤色巨星へと進化し,最終的に外層は惑星状星雲に,中心部は白色矮星となり,寿命を迎えると考えられている.

問2【問題番号13】

① 誤:宇宙の誕生から10-5秒後に陽子(水素の原子核)と中性子が,約3分後にヘリウム原子核が誕生したと考えられている.

② 正:宇宙の誕生から約38万年後には,温度低下により原子核や電子は結びついて原子となった.これにより,これまで光の直進を妨げていた電子が少なくなり,宇宙は遠くまで見渡せるようになった.これを宇宙の晴れ上がりという.

③ 誤:宇宙の誕生から約3億年後に恒星が,約5億年後に銀河が誕生した考えられている.

④ 誤:宇宙の誕生から現在までは約138億年である.

第3問 B 天体の観測

問3【問題番号14】

写真は渦巻銀河であるので,正解は④惑星状星雲散開星団球状星団についても,教科書などで説明と写真を必ずチェックしておくこと.

問4【問題番号15】

天体像の面積と等級の間には,次の図3のような関係があったと問題文にあるので,天体Pと天体Xの面積比がわかれば,図3より天体Xの見かけの等級が求められる.図2(a)の天体Pと天体Xを比較すると,天体Xの半径が天体Pの半径の2倍であるため,天体Xの面積は天体Pの面積の4倍である.もしくは,マス目の数を面積として数えても良い.天体Pは4マス,天体Pは16マスである.このことから,図3で面積が4である場合,見かけの等級が18.5となるため,正解は①である.

全体の印象

大学入試センター試験が廃止され,新たに大学入試共通テストとして実施された.地学基礎では,形式的な変化はなく,問題数や出題範囲も例年と変わらなかった.これまでのセンター試験の地学基礎と比較してみると,大学入試改革の方針通り,図や説明を伴った思考的な問題が増えた印象はある.しかし,難易度はむしろ易しくなり,基本的な理解で太刀打ちできる問題が多かった.対策方法として,教科書の基本事項をしっかりと把握し,できるだけ実験や実習を伴って,手や頭を動かして理解することを意識した方が良いと感じた.受験生としては,これまでの暗記量に割いていた時間を,教科書を丁寧に熟読したり,自分でも実習したりする理解度の方に割いていくと良いだろう.

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