▶ YouTube動画「トイトク」定期テスト・高校入試対策

中3理科「天体のポイントまとめ」練習問題付

スポンサーリンク

天体のポイントまとめです。天体の1日の動き(星・太陽の日周運動)、天体の1年の動き(星・太陽の年周運動)のまとめです。最後には、練習問題もつけているの、実践力もうけて、テスト本番で得点できるようにしておきましょう。

スポンサーリンク

天体のポイント

よく入試で出題される単元となっています。

天体の1日の動きは、天体と1年の動きとともによく出題されます。地球の自転との関係をもとに、天球上での動き方を確実に理解し、天体の動きを統一的な見方で考えるようにしておきましょう。

天体の1年の動きでは、同時刻の1か月の位置、式の星座の見え方、太陽の動きと季節の変化(太陽高度と昼夜の長さの変化など、いずれも図をもとにして出題されるので、理解しておく必要があります。

天球

全ての天体は天球上にのっていると考える。天球は、天体の動きを考えるときに便利な仮想の球面。すべての星(恒星)をのせて回転。天の北極と南極は、地軸の延長線が天球と交わる点。北側のものが天の北極、南側のものが天の南極。北極星は天の北極近くにある。

星の日周運動

方位による星の動ぎ方の違いに注目。星の1日の動き空の方向によって違う。星の日周運動は、地球の自転による見せかけの動きです。向きは東から西。速さは、1日で天球上を1週。1時間15°回転。

  • 東の空…南寄りを斜め上向きに動く。
  • 南の空…大きな弧をえがいて、東から西へ動く。
  • 西の空…北寄りを斜め下向きに降りる。
  • 北の空…北極星を中心に反時計回りに回転する。

太陽の日周運動

太陽の日周運動の図
太陽高度や昼の長さが1年を周期として変化するため、地表面が受け取る熱量が変化し、このため気温が1年を周期として変化するので、季節の変化が起きます。地球は自転軸である地軸を傾けた状態で自転と公転を行っています。この地軸の傾きによって、南中高度や日の出・日の入りの位置が変化します。

日周運動は地球の自転による見かけの動き。太陽の日周運動は、一日かかって、天球上の東から西へ1周する。星と同様に地球の自転による見かけの動き。

  • 南中…天体(太陽)が真南の空にくること。
  • 南中高度…太陽が南中した時の高さ(角度)太陽の高度は南中したときが最大
  • 透明半球…太陽の動きの観察に使う。透明半球上の各点間の距離が等しいのは、太陽が見かけ上同じ速さで動く運動しているからである。
  • 太陽の見かけの動き…地球の自転の向きと反対。太陽の見かけの動きの速さは、1時間につき15°ずつ。
  • 時間の単位…太陽の動き(地球の自転)をもとに決める。1日は、平均太陽が天球上一周するのに要する長さ。1時間・1分・1秒・1日は、1日の24分の1が1時間、1時間の60分の1が1分、1分の60分の1が1秒。
  • 時刻と経度…経度が15度違うと南中時刻が1時間違う。
日本標準時
東経135度(兵庫県明石市)での地方時を使う。

  • 赤石より東の地点…南中時刻は日本標準時より早くなる。
  • 赤石より西の地点…南中時刻は日本標準時より遅くなる。

地球の日周運動

日周運動会や昼夜の交替は、地球の自転が原因。地球の自転は、地球の軸である地軸(地球の北極点と南極点を結ぶ線)、自転の向きは、西から東(北極上空から見て反時計回り)、自転の速さは、1日で1回転(1時間に15°)。星や太陽の日周運動は、全て地球の自転による見かけの動き。夜と昼の交替は、昼と夜が規則正しく繰り返されるなら地球の自転による。

星の年周運動

星の1年の動き(年周運動)は、地球の公転による見かけの動きです。同じ時刻に見える星(恒星)は、毎月少しずつ西へより、1年でもとに位置に戻ります。1回転は、360°。星が同じ位置に見える時刻は、1日に約4分ずつ早くなります。

北天の星の年周運動

  • 向き…北極星を中心に反時計まわり。
  • 速さ…1日に約1°。1か月で30°。

南天の年周運動

  • 向き…東から西へ。
  • 速さ…1日に約1°。1か月で約30°。

太陽の年周運動

星座の中の太陽のうごきは、西から東へ動き、1年でもとの位置に戻ります。1回転は、360°。太陽の年周運動は、地球の公転による見かけの動きです。

  • 向き…西から東へ。
  • 速さ…1日に約1°。
黄道
太陽の年周運動の天球上の道すじ。

天球上の太陽の位置が変化するため、季節によって太陽の日周運動の道すじが違ってきます。このため、日の出・日の入りの方位や時刻、昼の長さ、太陽の南中高度が変わります。日本付近では、夏は高く、冬は低くなります。最も高いのは、夏至で、最も小さいのは冬至です。

日の出から日の入りまでの太陽の道すじを比べてわかるように、昼の長さは、太陽が最も北寄りから出没する夏至の日が最も長く、太陽が最も南よりから出没する冬至の日が最も短いです。太陽が真東から出て真西に沈む春分と秋分の日は、昼と夜の長さは、ほぼ12時間ずつ等しいです。

太陽の高度が高いと、同じ面積に受ける光の量がふえ、温度が高くなります。太陽の南中高度の変化によって起こります。夏に気温が高くなるのは、南中高度が高くなり、さらに昼が長くなって、太陽が地面を照らす光の量がふえるためです。

春分・夏至・秋分・冬至

冬至 春分・秋分 夏至
日の出・日の入りの位置 もっとも南寄り 真東から出て真西に沈む もっとも北寄り
南中高度 もっとも低い 90°-観測地点の経度 もっとも高い
昼間と夜間の長さ もっとも昼間が短い 昼間と夜間がほぼ同じ もっとも昼間が長い

地球の年周運動

地球の公転は、地球(惑星)が太陽(太陽系の中心)をまわりをまることです。

  • 公転の向き…左まわり(地球の自転の向きと同じ)
  • 公転の速さ…1年で1周。これを公転周期といいます。
地球と公転面の関係
公転面とは、地球が公転するときの道すじがつくる面です。その地球と公転面の関係は、地球は、公転面に対して、つねに66.6°のかたむきをもちます。太陽の南中高度が季節によって変化する原因となります。

太陽高度は、夏至は最大で、冬至で最小になります。地球の公転と季節の変化の関係ですが、地球の公転にとて、同じ地点の太陽高度と昼の長さが季節によって変化します。

  • 春分…太陽赤道上にあり、真東、真西に出没。昼と夜は同じ長さ。
  • 夏至…北緯23.4°上で、最も北寄りで出没。高度は最高で、昼の長さは最長。
  • 秋分…太陽赤道上にあり、真東、真西に出没。昼と夜は同じ長さ。
  • 冬至…南緯23.4°上で、最も南寄りで出没。高度は最低で、昼の長さは最短。

太陽高度と日光の量ですが、太陽高度が高い(夏>春・秋>冬)ほど、一定面積の地表面が受ける日光の量は多くなります。日光の量と季節において、夏の日光の量は、多くなり、気温が高くなります。冬の日光量は少なくなり、気温は低くなる。

スポンサーリンク

【問題】天体の練習問題

【問1】星の動きについて調べる観察を行いました。その観察の記録を読んで、次の問いに答えなさい。

観察の記録
<手順>

  1. ある日の19時に、カメラを北の方位の空に向けて固定した。
  2. 19時からしばらくの間、カメラのシャッターを開けたままにして、星の動きを撮影した。
  3. 2で撮影した写真にうつっていた星の中から3つの星A~Cを選び、これらの動きについて、図のように書き写した。

<結果>
カメラのシャッターを開けたままにしていた間に、星Aはほとんど動いていないように見えたが、星B、Cは曲線のように動いていた。

<図>
星の観察(北の空)

(1)観察で見られた、星Aの名称を答えなさい。

(2)結果や図のように、星Aがほとんど動いて見えていないように見えたのは、星Aがどのようにあるからか。「地球」という語句を用いて、簡潔に書きなさい。

(3)次の文章の(   )に適語を入れよ。

地球は1日に約1回転、(    )の向きに回転しています。そのため、星BやCは、星Aを中心として(    )に回転するように動いて見えました。

(4)観察を行った翌日、19時から22時の星Cの位置を調べてみた。19時の星Cの位置をX、22時の星Cの位置をY、星Aの位置をOとすると、観察者から見た∠XOYの大きさの約何度であったと考えれるか答えなさい。

【問2】次の図は、東・西・南・北のいずれかの空の一定時間に星が動いた軌跡を示したものである。これについて、あとの問いに答えなさい。
星の日周運動

(1) 北と南の空を示しているものを、㋐~㋒からそれぞれ選びなさい。

(2) ㋐と㋑の空の星が動く向きを、A~Dからそれぞれ選びなさい。

(3) ㋑の空の星Xは1日中動かなかった。この星を何というか。

(4) ㋑の空で、星Yは星Xを中心として約30°動いていた。星Yの動きから、㋑の空は何時間の星の軌跡を示したものか。

(5) ㋑の空に見られる星Xが1日中動かないのはなぜか。次のア~ウから1つ選びなさい。
ア 地球が自転しているから。
イ 地球が公転しているから。
ウ 星Xが地軸の延長線上にあるから。

(6) ㋐~㋒の空のように、星が日周運動するのはなぜか。次のア~ウから 1つ選びなさい。
ア 地球が自転しているから。
イ 地球が公転しているから。
ウ 星Xが地軸の延長線上にあるから。

【解答・解説】天体の練習問題

【問1】
(1)北極星
(2)地球の地軸のほぼ延長上にあるから。
(3)西から東、反時計回り
(4)45度

【問2】
(1) 北㋑  南㋒

西の空(㋐)では、星は南の空から西の地 平線に向かって沈む。
北の空(㋑)では、星は北極星(X)をほぼ中心として、反時計回りに移動する。
南の空(㋒)では、星は東から西へ移動する。

(2) ㋐B ㋑D

(3) 北極星

(4) 2時間

星は1日で1回転するので、1時間では、24時間=15°移動して移動して見える。よって、星Yの軌跡は、30°÷15°=2時間

(5) ウ

地球は、地軸を中心として自転しているので、地軸の延長線上にある北極星は動かない。

(6) ア

太陽や星の日周運動は、地球の自転による見かけの動きである。
中3理科
スポンサーリンク
中学理科の対策記事一覧
中学理科の定期テスト対策・高校入試対策の記事を一覧にしています。ご利用ください。
シェアする
中学生の無料勉強サイト|ダイスト

コメント

テキストのコピーはできません。