理科 / 火山

理科-4択問題-火山-難しい

中学1年向け・火山単元の難しいレベルの四択問題(全10問)。各問は単独で解けるように再構成しています。

問題1

マグマに溶けている可溶性のガスが多いと噴火が爆発的になりやすい主な理由として正しいものはどれか。

  1. マグマ中のガスが粘性を高めてマグマを固くし、破砕しやすくするため。
  2. 地下圧力が下がると溶けていた気体が急速に気泡となり大きく膨張してマグマを噴き飛ばすため。
  3. ガスが多いほどマグマの温度が低くなり、破砕しやすくなるため。
  4. ガスが多いと噴火前にすべて抜けるため、噴火自体は弱くなるため。
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正解:2番(地下圧力が下がると溶けていた気体が急速に気泡となり大きく膨張してマグマを噴き飛ばすため。) 解答の補足:地下圧力が低下するとマグマに溶けていたガスが気泡化して急激に体積を増すため、マグマが破砕されて爆発的噴火になりやすいです。

問題2

次のうち、玄武岩質で粘性が低く、溶岩が遠くまで広がって緩やかな裾を作る火山の名称とその特徴の組合せとして正しいものはどれか。

  1. 成層火山で、安山岩質の高粘性マグマが層状に堆積して急な斜面をつくる。
  2. 盾状火山で、玄武岩質の低粘性溶岩が流出を繰り返して広く緩やかな斜面を作る。
  3. 楯状火山で、流紋岩質の高SiO2マグマが流出して短い距離で固まる。
  4. 溶岩ドームで、低温の玄武岩がゆっくり丸く積み上がる。
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正解:2番(盾状火山で、玄武岩質の低粘性溶岩が流出を繰り返して広く緩やかな斜面を作る。) 解答の補足:盾状火山は低粘性の玄武岩質溶岩が薄く広がるため、裾が広く緩やかな形になります。

問題3

ある噴火で溶岩が面積3.0 km^2に広がり、平均堆積厚さが0.30 mであった。このときの溶岩体積として正しいものはどれか(単位を含めて選べ)。

  1. 9.0×10^5 m^3
  2. 9.0×10^8 m^3
  3. 3.0×10^6 m^3
  4. 9.0×10^4 m^3
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正解:1番(9.0×10^5 m^3) 解答の補足:面積3.0 km^2 = 3.0×10^6 m^2。体積 = 面積 × 厚さ = 3.0×10^6 m^2 × 0.30 m = 9.0×10^5 m^3です。

問題4

同じ傾斜角の模型斜面で、粘性の小さい液体Aと粘性の大きい液体Bを同時に流したところAがより遠くまで流れた。最も適切な説明はどれか。

  1. 液体Aは密度が小さいため浮力を受けて遠くまで流れた。
  2. 液体Aは粘性が小さいので内部の摩擦が小さく運動のエネルギーがより遠くまで伝わった。
  3. 液体Aは表面張力が大きく流れの先端が安定して進んだため。
  4. 液体Aは温度が低く粘性が高いが外部摩擦が小さいため遠くまで流れた。
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正解:2番(液体Aは粘性が小さいので内部の摩擦が小さく運動のエネルギーがより遠くまで伝わった。) 解答の補足:粘性が小さいと内部摩擦が小さく流れやすいため、同じ斜面では低粘性の液体がより遠くへ広がります。

問題5

火砕流について、特徴と「溶岩流より致命的になりやすい理由」として正しいものはどれか(両方を含む選択肢を選べ)。

  1. 火砕流は低温でゆっくり流れる土砂流であり、火山灰より被害は小さい。
  2. 火砕流は高温(数百度程度)で高速(数十〜数百 km/h)に熱いガスと細かな破片が混ざって斜面を流れるため短時間で広範囲を焼き尽くし致命的になりやすい。
  3. 火砕流は主に冷たい水が流れる現象で、長時間にわたり被害を与えるため溶岩流より致命的である。
  4. 火砕流は低密度の火山灰がゆっくり空中を漂う現象であり、視界が悪くなるだけで人的被害は小さい。
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正解:2番(火砕流は高温(数百度程度)で高速(数十〜数百 km/h)に熱いガスと細かな破片が混ざって斜面を流れるため短時間で広範囲を焼き尽くし致命的になりやすい。) 解答の補足:火砕流は非常に熱く速いため避難時間が短く、熱や窒息・埋没で致命的被害をもたらしやすいです。

問題6

カルデラと一般的な噴火口(火口)の違いについて、カルデラの成立過程として正しいものはどれか。

  1. カルデラは氷河が山頂を削ってできる大きな盆地であり火山活動は関係ない。
  2. カルデラは大規模な噴火で地下のマグマだまりが大きく空になり、上部が崩れて大きく陥没してできるものである。
  3. カルデラは小さな爆発が繰り返されて浅い穴が多く集まったものである。
  4. カルデラは海底火山だけにできる浅い溝のことである。
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正解:2番(カルデラは大規模な噴火で地下のマグマだまりが大きく空になり、上部が崩れて大きく陥没してできるものである。) 解答の補足:カルデラはマグマだまりの大規模排出後に山体が支持を失って陥没して形成される大きな凹地です。

問題7

マグマ温度が約1200°Cで二酸化ケイ素(SiO2)含有量が約45%の場合、粘性と噴火様式について最も適切な予想はどれか。

  1. 粘性は高く爆発的噴火を起こしやすく成層火山を作る傾向がある。
  2. 粘性は低く流出性の噴火を起こしやすく盾状火山になりやすい。
  3. 粘性は非常に高く固まる前に必ず火山灰になるため火砕流しか起きない。
  4. 温度が高いため粘性は高くならず、必ず溶岩ドームだけができる。
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正解:2番(粘性は低く流出性の噴火を起こしやすく盾状火山になりやすい。) 解答の補足:高温かつSiO2含有量が低いほど粘性は低く、溶岩は流れやすく遠くまで広がるため盾状火山を作りやすいです。

問題8

火山灰が航空機と地球気候に与える影響の組合せとして正しいものはどれか。

  1. 航空機:火山灰はタービン内部で溶けて再固化しエンジンを損傷することがある。気候:火山灰や硫酸エアロゾルは太陽光を反射して地表を一時的に冷却することがある。
  2. 航空機:火山灰は機体を軽くして揚力を増す。気候:火山灰は長期的に地球を温暖化させる。
  3. 航空機:火山灰はほとんど影響を与えない。気候:火山灰はすぐに雨で消えるので気候に影響しない。
  4. 航空機:火山灰は燃料と混ざって燃焼を助ける。気候:火山灰は大気中で光を吸収して必ず暖かくする。
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正解:1番(航空機:火山灰はタービン内部で溶けて再固化しエンジンを損傷することがある。気候:火山灰や硫酸エアロゾルは太陽光を反射して地表を一時的に冷却することがある。) 解答の補足:火山灰はエンジン故障の原因となり、噴煙に含まれるエアロゾルは太陽放射を遮って短期的な気候冷却を引き起こすことがあります。

問題9

軽石(りょうせき)と火山弾・火山ブロックを区別する説明として正しいものはどれか。

  1. 軽石は多数の気泡を含んで比重が小さく水に浮くことがあるが、火山弾・火山ブロックは溶けたままの塊や破片で比重が大きく沈むのが普通である。
  2. 軽石は固まった溶岩塊で比重が大きく沈み、火山弾は常に軽く水に浮く。
  3. 軽石も火山弾も同じ構造であり、どちらも水に浮くことが多い。
  4. 火山弾は気泡だらけで比重が小さく浮き、軽石は火山灰が固まった重い塊で沈む。
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正解:1番(軽石は多数の気泡を含んで比重が小さく水に浮くことがあるが、火山弾・火山ブロックは溶けたままの塊や破片で比重が大きく沈むのが普通である。) 解答の補足:軽石はガスが閉じ込められた多孔質構造で比重が小さく浮くことがある一方、火山弾やブロックは気泡が少ない堅い破片で沈みやすいです。

問題10

火山の斜面が急でマグマの粘性が高い場合に形成されやすい地形として最も適切なものはどれか。

  1. 広く緩やかな斜面の盾状火山が形成されやすい。
  2. 粘性が高い溶岩がほとんど流れずに山頂付近に厚く堆積して溶岩ドーム(ドーム状隆起)を作りやすい。
  3. 常に広範囲に薄く流れる溶岩台地が優勢になる。
  4. 粘性が高い場合は必ず海底火山だけが形成される。
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正解:2番(粘性が高い溶岩がほとんど流れずに山頂付近に厚く堆積して溶岩ドーム(ドーム状隆起)を作りやすい。) 解答の補足:高粘性のマグマは流れにくく、急斜面では山頂付近に盛り上がるように固まって溶岩ドームを形成しやすくなります。