共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)追・再試験
問63 (地学基礎(第3問) 問3)
問題文
次の図1のa〜cは、地球と木星、天王星について、横軸に太陽からの距離をとり、縦軸に半径、平均密度、公転周期のいずれかを示したものである。縦軸は、いずれも地球を1とする値で示してある。a〜cの縦軸の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)追・再試験 問63(地学基礎(第3問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
次の図1のa〜cは、地球と木星、天王星について、横軸に太陽からの距離をとり、縦軸に半径、平均密度、公転周期のいずれかを示したものである。縦軸は、いずれも地球を1とする値で示してある。a〜cの縦軸の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
- a:半径 b:平均密度 c:公転周期
- a:半径 b:公転周期 c:平均密度
- a:平均密度 b:半径 c:公転周期
- a:平均密度 b:公転周期 c:半径
- a:公転周期 b:半径 c:平均密度
- a:公転周期 b:平均密度 c:半径
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この過去問の解説 (2件)
01
この問題は、地球・木星・天王星の特徴をもとに、グラフの縦軸が何を表しているかを判断する問題です。
グラフaでは、
・地球:約1
・木星:約12
・天王星:約84
という値になっています。
これは、それぞれの惑星の公転周期(地球=1年)と一致します。太陽から遠い惑星ほど公転する道のりが長くなり、公転周期も長くなります。これは、ケプラーの第3法則によるものです。
よって、a=公転周期となります。
グラフbでは、
・地球:約1
・木星:約11
・天王星:約4
となっています。これは、それぞれの惑星の半径と一致します。木星は太陽系最大の惑星なので、半径が非常に大きいことが分かります。
よって、b=半径となります。
グラフcでは、
・地球:約1
・木星:約0.25
・天王星:約0.25
となっています。これは、それぞれの惑星の平均密度と一致します。地球は、岩石や金属を主成分とする地球型惑星なので密度が高く、木星や天王星は水素やヘリウム、氷を主成分とする木星型惑星・天王星型惑星であるため、平均密度は地球より小さくなります。
よって、c=平均密度となります。
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02
図1には地球(約1天文単位)・木星(約5天文単位)・天王星(約20天文単位)の3点が、縦軸の量ごとに異なる値を示しています(地球=1)。
グラフの数値を各惑星の実際の特徴と照らし合わせることで、a・b・cが何を表すかを特定できます。
では、問題を見てみましょう。
グラフaの値(地球≈1・木星≈12・天王星≈84)はケプラーの第3法則(距離の3乗∝周期の2乗)による公転周期と一致します。
グラフbの値(地球≈1・木星≈11・天王星≈4)は惑星の半径(木星≈地球の11倍・天王星≈4倍)と一致します。
グラフcの値(地球≈1・木星≈0.25・天王星≈0.25)はガス惑星の低い平均密度(地球の約1/4)と一致します。
そのため、この選択肢は正しいです。
・公転周期:ケプラーの第3法則より距離が遠いほど大幅に長くなる。
・半径:ガス惑星は半径が大きい。
・平均密度:ガス惑星は主にガス・氷でできており、密度が低い。
→岩石惑星(地球)は小さく高密度、ガス惑星は大きく低密度という対比が重要。
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