ソクマル高卒認定(地学基礎)

問4 文中の ア と イ に当てはまる語句の組合せとして最も適当なものを,次の1…

大気圧に関して科学的に探究した。問1 ~問4 に答えよ。 歴史的経緯を確認している場面 太郎さん:トリチェリは1643 年,以下のような実験で大気圧の大きさを調べたそうです。 片方の端が閉じられたガラス管を水銀で満たし,水銀の入った別の容器に倒立させる。す ると,水銀による圧力と大気圧がつり合うように,ガラス管内の水銀面が下がる。大気圧が 1 気圧のとき,液面からの水銀柱の高さ(図1 中のh)は X cm となる(図1 )。 水銀 片方の端が 閉じられたガラス管 図1 トリチェリの実験 底面積 図2 大気圧と気柱(空気の柱) 花子さん:水銀の代わりに水でこの実験をすると液面からの水柱の高さはどうなるでしょう か。 太郎さん:水銀の密度は13.6 g/cm3,水の密度は1.0 g/cm3 だということから計算できる と思います。気圧は気柱(空気の柱)の重さによるものだそうです(図2 )。 花子さん:なるほど,これで大気圧の大きさが実感できました。 太郎さん:この実験をずっと高い山の上ですると,どんな結果になるでしょうか。 花子さん:気圧が Y なるので,持ち上げられる水の高さは Z なると思います。 太郎さん:ところで,地表でも場所によって高気圧や低気圧が生じるのはなぜでしょうか。 花子さん:私は説明するために次のモデルを考えてみました。 図3 の❶で同じ二つの気柱(空気の柱)を想定します。その後,例えば地表付近のA地点は 冷やされ,B地点は暖められたとします。すると❷のようにAの気柱は収縮しますが,Bの 気柱は膨張します。それによって❷で上空のB’ の方がA’ よりも気圧が ア なるので, イ に風が吹きます。したがってA地点の上空では下降気流が生じ,地表付近は高気圧 になります。 A B A B ❶ ❷ 気 柱 冷 暖 分 子 上空 地表 図3 気柱(空気の柱)の膨張と収縮によるモデル
問4 文中の ア と イ に当てはまる語句の組合せとして最も適当なものを,次の1 ~ 4 のうちから一つ選べ。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。

解説

正解は3です。暖められたBの気柱は膨張して上へ伸びるので、同じ高さで比べると上空のB’ にはより多くの空気があり、気圧は高くなります。したがってアには「高く」が入ります。風は気圧の高いほうから低いほうへ吹くので、上空ではB’ からA’ へ向かいます。その結果A地点の上空には空気が集まり、下降気流が生じて地表は高気圧になります。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00017.htm)を加工して作成

この回を通して解く

同じ単元の問題