エネルギーの変換とエネルギー資源

{
"meta": {
"grade": "中学3年",
"field": "運動とエネルギー",
"level": "中単元テスト",
"unit": "エネルギーの変換とエネルギー資源",
"description": ""
},
"questions": [
{
"type": "choice",
"label": "保存則",
"question": "エネルギーが別の形へ変換されるとき、全体のエネルギーについて正しいものはどれか。",
"choices": [
"総量は保たれる",
"総量は必ず増える",
"総量は必ず減る",
"一度0になって生じ直す"
],
"hint": "変換前後の全体を考えます。",
"explanation": "エネルギーは形を変えても、全体として保存される。",
"id": "1"
},
{
"type": "choice",
"label": "変換効率",
"question": "入力200 Jのうち有効に利用できたエネルギーが50 Jだった。変換効率は何％か。",
"choices": [
"25％",
"40％",
"50％",
"75％"
],
"hint": "有効な出力を入力で割ります。",
"explanation": "50÷200×100＝25より、変換効率は25％である。",
"id": "2"
},
{
"type": "choice",
"label": "発電の変換",
"question": "風力発電で主に起こるエネルギー変換はどれか。",
"choices": [
"運動エネルギーから電気エネルギー",
"化学エネルギーから電気エネルギー",
"光エネルギーから熱エネルギー",
"核エネルギーから運動エネルギー"
],
"hint": "風が羽根を回す過程を考えます。",
"explanation": "風の運動エネルギーで発電機を回し、電気エネルギーへ変える。",
"id": "3"
},
{
"type": "choice",
"label": "火力発電",
"question": "火力発電で燃料が最初にもつ主なエネルギーはどれか。",
"choices": [
"化学エネルギー",
"位置エネルギー",
"光エネルギー",
"弾性エネルギー"
],
"hint": "燃焼前の燃料に蓄えられた形を考えます。",
"explanation": "燃料の化学エネルギーを燃焼で熱へ変換する。",
"id": "4"
},
{
"type": "choice",
"label": "熱伝導",
"question": "金属棒の一端を加熱すると、離れた部分も温まった。主な熱の伝わり方はどれか。",
"choices": [
"熱伝導",
"対流",
"放射",
"蒸発"
],
"hint": "物質全体の移動があるかを見ます。",
"explanation": "金属内部を熱が順に伝わる現象は熱伝導である。",
"id": "5"
},
{
"type": "choice",
"label": "対流",
"question": "水を下から加熱すると全体が温まりやすい主な理由はどれか。",
"choices": [
"温められた水が上昇するため",
"水が光を反射するため",
"水中に真空ができるため",
"熱が重力を失うため"
],
"hint": "液体そのものの動きに注目します。",
"explanation": "温められた水が上昇し、冷たい水が下降して対流が起こる。",
"id": "6"
},
{
"type": "choice",
"label": "放射",
"question": "太陽から地球へ、真空を通って伝わるエネルギーの伝わり方はどれか。",
"choices": [
"放射",
"熱伝導",
"対流",
"凝結"
],
"hint": "物質がなくても伝わる方法を考えます。",
"explanation": "放射は物質のない空間でもエネルギーを伝える。",
"id": "7"
},
{
"type": "choice",
"label": "発電比較",
"question": "太陽光発電と風力発電に共通する特徴はどれか。",
"choices": [
"発電時に燃料を燃やさない",
"天候の影響を受けない",
"昼夜を問わず出力が一定",
"発電機の回転が必須"
],
"hint": "発電時の燃焼の有無を比べます。",
"explanation": "どちらも発電時に燃料を燃やさないが、天候の影響を受ける。",
"id": "8"
},
{
"type": "choice",
"label": "放射線",
"question": "放射線の利用と安全について正しいものはどれか。",
"choices": [
"性質を理解して量や時間を管理する",
"少量でも利用をすべて禁止する",
"目に見えないため測定できない",
"医療では人体へ影響しない"
],
"hint": "有用性と影響の両面を考えます。",
"explanation": "放射線は医療などに利用される一方、量や時間を適切に管理する必要がある。",
"id": "9"
},
{
"type": "choice",
"label": "横断効率",
"question": "発電所への入力が1000 J、有効な電気エネルギーが400 J、排熱が600 Jだった。変換効率は何％か。",
"choices": [
"40％",
"60％",
"100％",
"140％"
],
"hint": "有効な電気エネルギーを入力で割ります。",
"explanation": "400÷1000×100＝40より、変換効率は40％である。",
"id": "10"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "変換効率",
"question": "語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "変換効率は、入力したエネルギーのうち{blank}できた分を、入力した値で{blank}、{blank}を掛けて百分率で表す。",
"words": [
"有効に利用",
"割り",
"100"
],
"hint": "目的に使えた分と装置へ与えた全体を比べます。",
"explanation": "有効な出力÷入力×100で変換効率を求める。",
"id": "11"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "火力発電",
"question": "語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "火力発電では燃料の{blank}エネルギーが熱に変わり、蒸気の運動を経て、発電機で{blank}エネルギーへ変換される。途中で一部は{blank}として周囲へ移る。",
"words": [
"化学",
"電気",
"熱"
],
"hint": "燃料から発電機まで順に追います。",
"explanation": "化学、熱、運動、電気へと変換され、一部は熱として周囲へ移る。",
"id": "12"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "熱の対流",
"question": "語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "液体や気体では、温められた部分の密度が{blank}なって上昇し、冷たい部分が{blank}することで、全体に熱が{blank}。",
"words": [
"小さく",
"下降",
"伝わる"
],
"hint": "密度の差による流れを考えます。",
"explanation": "密度差による物質の循環で熱が伝わる。",
"id": "13"
},
{
"type": "sentenceOrder",
"label": "放射線管理",
"question": "語句を並べて文章を完成させなさい。",
"text": "放射線は医療や産業に{blank}される一方、人体への影響を考え、受ける{blank}や時間を適切に{blank}必要がある。",
"words": [
"利用",
"量",
"管理する"
],
"hint": "有用性と人体への影響の両面を結びつけます。",
"explanation": "放射線は有用だが、受ける量と時間を管理する必要がある。",
"id": "14"
},
{
"type": "order",
"label": "火力発電の流れ",
"question": "火力発電のエネルギー変換を正しい順番に並べなさい。",
"items": [
"燃料を燃焼させる。",
"水を加熱して蒸気をつくる。",
"蒸気でタービンを回す。",
"発電機で電気を得る。"
],
"hint": "燃焼から発電機まで追います。",
"explanation": "燃料の化学エネルギーが段階的に電気エネルギーへ変わる。",
"id": "15"
},
{
"type": "order",
"label": "効率の調査",
"question": "装置の変換効率を求める手順を正しい順番に並べなさい。",
"items": [
"装置へ入力したエネルギーを測る。",
"目的に利用できた出力エネルギーを測る。",
"出力を入力で割る。",
"得た値に100を掛ける。"
],
"hint": "入力と有効出力を先に測ります。",
"explanation": "有効出力÷入力×100で変換効率を求める。",
"id": "16"
},
{
"type": "match",
"label": "熱の伝わり方",
"question": "現象を分類しなさい。",
"groups": [
{
"name": "熱伝導",
"items": [
"金属のスプーンが熱くなる",
"鍋の底から取っ手へ熱が伝わる"
] },
{
"name": "対流",
"items": [
"温めた水が上下に循環する",
"暖房で部屋の空気が動く"
] },
{
"name": "放射",
"items": [
"太陽の熱が地球へ届く",
"たき火から離れていても温かい"
] }
],
"hint": "物質の移動と真空中での伝わり方を比べます。",
"explanation": "固体内は熱伝導、流体の移動は対流、電磁波による伝達は放射である。",
"id": "17"
},
{
"type": "match",
"label": "発電方法",
"question": "発電方法を主なエネルギー源で分類しなさい。",
"groups": [
{
"name": "運動を利用",
"items": [
"風力発電",
"水力発電"
] },
{
"name": "熱を利用",
"items": [
"火力発電",
"原子力発電"
] },
{
"name": "光を直接利用",
"items": [
"太陽光発電"
] }
],
"hint": "最初に利用するエネルギーに注目します。",
"explanation": "風・水の運動、燃焼や核反応の熱、太陽光をそれぞれ利用する。",
"id": "18"
},
{
"type": "match",
"label": "エネルギー変換",
"question": "機器を主な変換で分類しなさい。",
"groups": [
{
"name": "電気から運動",
"items": [
"モーター",
"扇風機"
] },
{
"name": "電気から熱",
"items": [
"電熱線",
"電気ケトル"
] },
{
"name": "光から電気",
"items": [
"太陽電池",
"光電池式電卓"
] }
],
"hint": "入力と目的の出力を比べます。",
"explanation": "機器ごとに入力と主な出力のエネルギーが異なる。",
"id": "19"
},
{
"type": "match",
"label": "放射線の両面",
"question": "内容を分類しなさい。",
"groups": [
{
"name": "利用",
"items": [
"体内の画像診断",
"医療器具の滅菌"
] },
{
"name": "安全管理",
"items": [
"受ける時間を短くする",
"線源から距離をとる"
] }
],
"hint": "目的が活用か被ばく低減かを考えます。",
"explanation": "放射線は利用価値と人体影響の両方を考えて扱う。",
"id": "20"
}
] }