太陽系と天体の運動（知識）

太陽系の誕生について述べた次の文章を読み、下の問いに答えよ。

約 46 億年前、銀河系の中の星間雲の一部が自らの重力で収縮し、その中心に原始太陽が誕生した。原始太陽のまわりには、水素やヘリウムを主とするガスと、固体の微粒子（ちり）からなる円盤ができた。円盤の中のちりはしだいに円盤の中心面（赤道面）に沈んで集まり、薄い層をつくった。やがてこの層の中でちりが集まって、直径が数 km〜10 km 程度の固体の小天体である【　A　】が無数に形成された。【　A　】は互いに衝突・合体をくり返して成長し、月から火星ほどの大きさの原始惑星となった。太陽に近い領域では、岩石や金属を主成分とする【　A　】から地球型惑星がつくられた。太陽から遠い領域では、氷も含む【　A　】から大きな固体の核ができ、その核が周囲のガスを大量に取り込んで木星型惑星となったと考えられている。

問　文章中の空欄【　A　】に共通して入る語を、漢字で答えよ。

ある生徒が、約 46 億年前に太陽系ができたときのようすを 4 枚のカード A〜D にまとめたが、カードの順番がばらばらになってしまった。

カード A〜D を、起こった順に古いものから並べたものとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　B → A → D → C
• イ　D → B → A → C
• ウ　B → D → C → A
• エ　B → D → A → C

太陽の構造と黒点について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　光球のすぐ外側には彩層があり、さらにその外側には、非常に高温で希薄なコロナが広がっている
• イ　黒点は、周囲の光球より温度が高い領域で、強い磁場をもっている
• ウ　太陽の内部は、中心から外側へ向かって、中心核・対流層・放射層の順に並んでいる
• エ　黒点の移動を観測すると、太陽の自転周期は、赤道付近のほうが高緯度より長いことがわかる

地球の自転や公転の証拠となる現象について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　北半球でフーコーの振り子を振らせると、振動面は上から見て反時計回りに回転していく
• イ　年周視差は、地球の自転によって恒星の見かけの位置がずれる現象で、地球の自転の証拠である
• ウ　年周光行差は、地球の公転によって恒星の見かけの位置がずれる現象で、その大きさは恒星までの距離が遠いほど小さい
• エ　フーコーの振り子の振動面が回転する速さは、赤道上では 0 で、北極に近い高緯度ほど速くなる

火星の位置を、背景の星座の星（恒星）に対して数か月にわたって記録した。火星はふだん、恒星の間を西から東へ少しずつ移動していった。ところが、火星が地球から見て太陽と反対の方向にくる時期（真夜中に南中するころ）の前後には、火星はしばらく動きを止めたように見えたあと、恒星の間を東から西へ、ふだんとは反対の向きに移動した。その後、再び止まったように見えてから、もとの西から東への移動にもどった。

火星が恒星の間を東から西へ移動して見える、このような見かけの運動を何というか。漢字 2 字で答えよ。

月の表面を望遠鏡で観察すると、黒っぽく見える平らな部分と、白っぽく見える起伏の多い部分がある。黒っぽく見える部分は「海」とよばれ、おもに（ a ）でできている。白っぽく見える部分は「高地」とよばれる。海は高地にくらべて、表面にあるクレーターの数が（ b ）。

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

太陽系の小天体について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　小惑星の多くは、木星と土星の軌道の間にある小惑星帯を公転している。
• イ　流星群は、すい星が軌道上に放出した塵の集まりの中を地球が通過するときに見られる。
• ウ　すい星の尾は、太陽に近づくときも太陽から遠ざかるときも、常にすい星の進む向きと反対側にのびる。
• エ　冥王星は、現在は太陽系の 9 番目の惑星に分類されている。

日食と月食について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　日食は新月のころ、太陽・月・地球がこの順に一直線に並んだときに起こる
• イ　月食は満月のころ、太陽・月・地球がこの順に一直線に並んだときに起こる
• ウ　白道が黄道に対して約 $5^{\circ }$ 傾いているため、新月や満月のたびに日食や月食が起こるわけではない
• エ　金環日食は、月の見かけの大きさ（視直径）が太陽の見かけの大きさより大きいときに起こる
• オ　月食は、そのとき月が地平線より上に出ている地域ならどこでも同時に観測できるが、日食は月の影に入る限られた地域でしか観測できない

木星型惑星（木星・土星・天王星・海王星）は、地球型惑星（水星・金星・地球・火星）にくらべて、半径や質量が大きく、平均密度が小さい。木星型惑星がこのような特徴をもつようになった理由として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　太陽に近い高温の領域でできたため、岩石や金属が蒸発して、水素やヘリウムなどの軽いガスだけが集まったから
• イ　雪線（水が氷になる境界）より内側の領域でできたため、氷を含まず岩石と金属だけを材料として大きく成長したから
• ウ　微惑星や原始惑星どうしの衝突・合体を経ずにできたため、中心に岩石や氷の核をもたず、全体がガスでできているから
• エ　雪線より外側の低温の領域でできたため、氷も材料となって大きな核ができ、その強い重力で水素やヘリウムのガスを大量に集めたから

太陽の活動と、それが地球に及ぼす影響について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

• ア　太陽の黒点の数は、約 5 年の周期で増えたり減ったりする。
• イ　太陽風は、太陽から放出される電気を帯びていない原子や分子の流れである。
• ウ　太陽でフレアが起こると、地球の昼側で短波の無線通信が妨げられるデリンジャー現象が起こることがある。
• エ　オーロラは、太陽からの紫外線が地球の上空の大気に直接当たって光る現象である。

月・小天体および日食・月食について述べた文として正しいものを、次のア〜カのうちからすべて選べ。

• ア　すい星の尾は、すい星が進む向きと反対の側へ、常にのびている。
• イ　月の自転周期と公転周期は等しいため、地球からはいつも月のほぼ同じ面が見えている。
• ウ　月の公転軌道面は黄道面に対して約 $5^{\circ }$ 傾いているため、新月のたびに日食が起こるわけではない。
• エ　月食は、太陽・地球・月がこの順に一直線に並び、月が地球の影に入る現象で、新月のときに起こる。
• オ　小惑星の多くは、地球の公転軌道と金星の公転軌道の間を公転している。
• カ　太陽系外縁天体は、海王星の軌道より外側を公転する天体であり、冥王星もその一つである。

地球とほかの惑星は、どちらも太陽のまわりを公転している。ただし公転周期が異なるため、地球から見た惑星と太陽の位置関係は、時間とともに変わっていく。

たとえば外惑星が衝（地球から見て太陽と反対の方向にある状態）の位置にきてから、次に再び衝の位置にくるまでの時間を考える。このように、太陽・地球・惑星が同じ位置関係に戻るまでにかかる時間を何というか。漢字 4 字で答えよ。

1851 年、フーコーはパリのパンテオンの天井から長い振り子をつるして振らせ、時間がたつにつれて振り子の振動面が床に対して少しずつ回転していくことを示した。この実験は、地球の運動の証拠として知られている。フーコーの振り子について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　北半球では、振り子の振動面は、上から見て反時計回りに回転していく。
• イ　北極点では、振り子の振動面は、およそ 1 日で 1 回転する。
• ウ　赤道上では、振り子の振動面は、およそ 12 時間で 1 回転する。
• エ　振り子の振動面が回転する速さは、緯度が低い地点ほど速い。
• オ　振り子の振動面の回転は、地球の公転によって生じる。

天体望遠鏡で太陽の像を投影板に映し、同じ時刻に毎日、黒点のスケッチを続けた。太陽の像の一方の縁を縁 P、その反対側の縁を縁 Q とする。観測した 2 つの黒点 A（太陽面上の緯度およそ $0^{\circ }$）と黒点 B（太陽面上の緯度およそ $30^{\circ }$）の結果は、次の表のとおりである。

また、黒点 A は縁 Q で見えなくなってから $13.5$ 日後に、再び縁 P に現れた。観測の期間中、黒点 A・B の大きさはほとんど変わらなかった。

これらの観測結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　縁の近くで黒点が細長く見えたことから、黒点は太陽と地球の間を通過する天体の影であると考えられる。
• イ　黒点が中央付近で速く、縁の近くで遅く移動して見えたことから、太陽の自転の速さは日によって変化すると考えられる。
• ウ　黒点 B が太陽面を横切るのに黒点 A より長くかかったことから、太陽は緯度によって自転周期が異なると考えられる。
• エ　黒点 A が縁 Q で見えなくなってから再び縁 P に現れるまでの日数から、地球から見た太陽の自転周期は約 $14$ 日と考えられる。
• オ　黒点 B が太陽面を横切るのに黒点 A より長くかかったことから、太陽は高緯度ほど自転周期が短いと考えられる。

月・小天体と日食・月食について述べた文として正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。

• ア　流星群は、すい星が軌道上に放出したちりの帯の中を地球が通過するときに見られる。
• イ　月の表面で暗く見える「海」は、主に斜長石からなる斜長岩でできており、明るく見える「高地」よりもクレーターの数が少ない。
• ウ　月食は月が地球の影に入る現象なので、月食が起こっている時刻に月が地平線より上にある地域ならどこでも観測できる。これに対し、日食は月の影が地表に落ちる限られた範囲でしか観測できない。
• エ　すい星の尾は、核から放出されたガスやちりが太陽の放射圧や太陽風によって吹き流されてできるため、太陽の方向にのびる。
• オ　太陽系外縁天体は、火星と木星の軌道の間を公転する小天体の総称で、冥王星もそのひとつである。
• カ　新月のたびに日食が起こるわけではないのは、月の公転軌道面（白道面）が地球の公転軌道面（黄道面）に対して約 $5^{\circ }$ 傾いているためである。

ある観測者が、同じ地点で起こった 2 回の日食を観測し、日食の最中の月と太陽の視直径（見かけの直径を角度で表したもの）を測定した。結果は次の表のとおりである。

この結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。ただし、月と太陽の実際の直径は変化しないものとする。

• ア　日食の種類が異なったのは主に太陽の視直径が変化したためであり、地球と月の距離はほとんど変化していない。
• イ　観測 2 のときの月は、観測 1 のときの月より地球に近い位置にあった。
• ウ　月の視直径の変化の割合は太陽の視直径の変化の割合より大きく、地球と月の距離の変化の割合は、地球と太陽の距離の変化の割合より大きい。
• エ　観測 1 のときの地球は、観測 2 のときの地球より太陽から遠い位置にあった。

太陽系の誕生と、地球型惑星・木星型惑星の特徴について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　地球型惑星は主に岩石と金属からなるため、木星型惑星に比べて平均密度が小さい。
• イ　木星型惑星は地球型惑星に比べて、もっている衛星の数が少ない。
• ウ　原始太陽は、収縮によって中心部の温度が十分に高くなる前から、中心部で水素の核融合反応を起こして輝いていた。
• エ　原始太陽系円盤では、太陽から遠い領域ほど温度が低く、水などが氷として固体になったため、微惑星の材料となる固体物質が多く、大きな原始惑星が形成された。
• オ　地球型惑星は、微惑星が衝突・合体してできた原始惑星が、周囲の円盤に含まれる大量の水素やヘリウムのガスを引きつけて形成された。

ある日、太陽面の大きな黒点群の付近で、大規模なフレアが観測された。このフレアと、それにともなって地球で起こる現象について述べた文として適当なものを、次のア〜カからすべて選べ。

• ア　フレアにともなって強い X 線や紫外線が放射され、地球の昼側の電離層が乱されて、短波の無線通信が途絶えることがある。
• イ　フレアにともなって放出された大量の荷電粒子は光と同じ速さで進むため、フレアの観測から約 8 分後には地球で磁気嵐が始まる。
• ウ　フレアにともなって放出された荷電粒子が地球の磁気圏に流れ込むと、オーロラがふだんより低い緯度の地域でも見られることがある。
• エ　フレアは、黒点の数が少ない時期（太陽活動の極小期）に多く発生する傾向がある。
• オ　フレアは、黒点付近の磁場にたくわえられたエネルギーが、短時間のうちに解放されることで起こると考えられている。
• カ　フレアが起こっている領域は、黒点と同じように周囲より温度が低いため、Hα 線で観測すると周囲より暗く見える。

惑星の視運動と、内惑星・外惑星の見え方について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、観測は北半球の中緯度で行うものとする。

• ア　惑星が順行から逆行へ、または逆行から順行へ移り変わるとき、恒星の間で一時的に止まって見える状態を衝という。
• イ　外惑星は、地球から見て太陽と同じ方向にある合のころに、天球上を逆行する。
• ウ　内惑星は、地球と太陽の間に位置する内合のころに、天球上を逆行する。
• エ　金星は、地球から見た太陽との角距離が大きくなる時期には、真夜中ごろに南中して見えることがある。
• オ　内惑星が東方最大離角の位置にあるころには、明け方の東の空に見える。

次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

地球は、太陽を 1 つの焦点とする楕円軌道を公転している。地球が近日点を通過するのは毎年 1 月上旬、遠日点を通過するのは毎年 7 月上旬である。ケプラーの第二法則（面積速度一定の法則）によると、地球の公転の速さは、1 月上旬のころのほうが 7 月上旬のころよりも　a　。

また、北半球の春分の日の地球の位置と秋分の日の地球の位置は、太陽から見てほぼ正反対の方向にあり、この 2 点を結ぶ直線はほぼ太陽を通る。この直線は軌道の長軸とは一致せず、軌道を「近日点を含む部分」と「遠日点を含む部分」の 2 つに分ける。これらのことから考えると、秋分の日から次の春分の日までの日数は、春分の日から秋分の日までの日数よりも　b　。

• ア　a：遅い　b：長い
• イ　a：遅い　b：短い
• ウ　a：速い　b：長い
• エ　a：速い　b：短い

1851年、フーコーはパリのパンテオンで、長いワイヤーに重いおもりをつるした振り子を振らせた。この振り子は、慣性によって同じ面内で振動を続けようとする。しかし、観測者には振動面が少しずつ回転していくように見えた。これは、振り子の下で地面が地球の自転とともに回転しているためである。

北半球のある地点でこの振り子を振らせると、振動面は上から見て $\boxed{a}$ にゆっくり回転していくように見える。また、この振動面の回転の速さは、振り子を振らせる地点の緯度が $\boxed{b}$ ほど速い。

文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

雨の中を歩くと、雨が真上から降っていても、傘を進行方向へ少し傾けたほうがぬれにくい。これと同じように、運動している地球の上から恒星を観測すると、恒星から届く光の向きは、地球の運動の向きの側へわずかに傾いて見える。地球は太陽のまわりを公転しているので、運動の向きが 1 年の周期で変わり、恒星の見かけの位置は 1 年周期で小さな円や楕円を描くように移り変わる。この見かけの位置のずれの大きさは、地球の公転の速さと光の速さの比で決まるため、恒星までの距離によらず、どの恒星でもほぼ同じ大きさ（最大で約 $20^{\prime \prime }$）になる。この現象は 18 世紀に、地球が公転していることを示す最初の観測的な証拠として発見された。

この現象を何というか。漢字で答えよ。

太陽の構造と活動について述べた文として正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。

• ア　黒点は周囲の光球より温度が低いために暗く見える部分で、強い磁場をもっている。
• イ　太陽表面に現れる黒点の数は、およそ 11 年の周期で増減する。
• ウ　フレアは光球の下にある対流層の内部で起こる爆発現象であり、太陽の外側からは観測できない。
• エ　大規模なフレアが起こると、その数日後に地球で磁気嵐が起こることがある。
• オ　太陽風は、光球から放出される電気的に中性な原子の流れである。
• カ　黒点の数が多い時期には、太陽全体が放射するエネルギーは黒点の少ない時期に比べて大きく減少する。