中学受験 理科｜月の満ち欠け＆月の動きの練習問題を徹底解説！

中学受験の理科において、月の満ち欠けの問題は地学の部類から出題されることが多い内容です。入試でもよく見かける単元ですが、時事問題でも多く取り上げられる項目でもあります。

月の満ち欠けは、暗記をすれば点数が取れる単元ですが、覚える項目が多かったり、知識が整理できなかったりすることで、正しく覚えられずに苦手意識を持ってしまう人が多くいます。理解ができず苦手になる前に、ポイントをおさえて学習をしておくことが望ましいです。

この記事では、覚えておくべき月の満ち欠け＆月の動きに関する知識を徹底解説しています。内容を確認して理解し、周りと差をつけて月の問題を得点源にしましょう。

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中学受験 理科で出題される月とは？

まず月とは何かを理解する必要があります。月は地球の周りを公転運動する衛星で、地球の周りを反時計回りに回っています。

月の公転周期は27.3日で、自転周期も27.3日とぴったり同じとなっており、月は常に地球に向けて同じ面を向けています。

また月に太陽の光が当たる事で反射光が地球から見ることができ、月光として観測することができます。

太陽の光の当たり方によって月に満ち欠けがおき、新月、上弦の月、満月、下弦の月、新月と満ち欠けが起きます。

満月の際には太陽、地球、月の順に天体は並び、配置から太陽光は月へと届かないように見えますが、実際には宇宙空間では三次元に配置されているため、太陽光は地球の隙間から月へと届き、満月の形に月は反射します。

この満月のとき、月が黄道付近ある場合、月が見えなくなる「月食」が起きます。

また太陽と月と地球が並んだ際に、地球の一部分だけ昼でも太陽光が当たらなくなる「日食」が起きます。

このように月とは地球に多くの天体現象を引き起こす最も身近な天体であり、中学受験の理科の問題にも多く取り上げられるため、しっかり要所を押さえておきましょう。

月の様子

まずは、月がどのようなものかという基本情報をおさえておきましょう。

月の特徴

月の特徴といえば、表面ではないでしょうか。地上から見るとわかりませんが、月の表面はでこぼこしています。このでこぼこは昔、月に隕石がぶつかったことでできたくぼみです。このくぼみをクレーターといい、クレーターの多い部分は白っぽく見えます。これを陸や高地と呼びます。

一方で、黒くて平らに見える部分も見えるでしょう。これは、海と呼ばれており、名前は海ですが、水はありません。そして、海の部分は月の表面の16％ほどです。

また、月の重力は地球の約6分の1で、ほとんど大気がないため、月は昼夜の温度差が非常に大きくなるのも特徴です。昼の月には、表面に太陽の光が届きます。そのため、昼間は100〜125℃になります。ですが、夜には光が届かないため、マイナス160〜233℃です。昼間は暑くていられないくらいの高温で、寒い時間には一瞬で凍ってしまうほど、昼と夜で温度差が200℃以上もあります。

中学受験 理科で出題される月の満ち欠け

夜に空を見上げると見える月は、さまざまな形に変化します。太陽は日中いつでも大きく光り輝いているのに対し、月は同じ時間に空を見ても日によって形や見える場所が変わります。それどころか、月が見つからなかったという経験もあるのではないでしょうか。これは、太陽と月、地球の位置の変化によって起こる現象です。月の形の変化は規則的になっています。これを月の満ち欠けといいます。

月齢とは

月齢とは、新月から数えた日数のことです。新月を1日目として数え、月齢が7日前後が上弦、15日前後が満月、22日前後が下弦、およそ1か月で新月に戻る、という周期で満ち欠けをしています。月が1周するのにかかる日数を、月の満ち欠けの周期と言います。月の満ち欠け周期は約29.5日です。そのため、約1か月で月は新月から満月になり、新月に戻っているということになります。

なぜ月の満ち欠けが起こるのか

ここまでで説明した通り、月は満ち欠けをしていて、日によって形が変わります。これは、月には太陽の光が当たる部分と当たらない部分があるからです。

地球から月を見てみると、月の位置によって、太陽の光が当たっている割合が変わっていきます。この光の割合の違いで、月がさまざまな形に見えるのです。月は自ら光っているわけではありません。太陽の光を反射して光っているため、太陽の方を向いている半分だけが光って見えます。

では、半分が光っているにもかかわらず、月が様々な形に変化するのはなぜでしょう。それは、月が公転していることが理由です。公転とは、月が地球の周りを回っていることをいいます。公転によって月が地球の周りを回ると、地球、月、太陽の位置関係が変化します。位置関係の変化によって、月の光っている部分の見え方も変わるのです。

月の満ち欠けは、新月から始まり、三日月、上弦の月、満月、下弦の月、新月という順番で起きます。上弦の月、下弦の月はどちらも半月なので、どちらがどちらなのかわからなくなりがちなため、しっかりと覚えておきましょう。名前の通り、半月を弓に見立てて考えてみるのがポイントです。月が沈む時に弦が上を向いているのが上弦の月、弦が下を向いているのが下弦の月と覚えるのがおすすめです。他の覚え方としては、右半分が光っているのが上弦の月、左半分が光っているのが下弦の月、という覚え方もあります。自分がわかりやすく、覚えやすい方法で覚えましょう。

中学受験 理科で出題される月の動き

次は、月がどのように動いているのか、地球側から月の動きを見て考えてみましょう。地球は西から東に自転しているため、太陽も月も、東から昇って南を通り、西に沈むように見えます。毎日少しずつ西から東に向かって移動していて、昇る時間も少しずつ遅くなっています。そのため、場所や時間が違ってくるといえるでしょう。

これは、地球が365日かけて太陽の周りを公転している間に、月が満ち欠けをしながら地球の周りを公転しているからです。周期は、平均約29.5日です。では、新月、三日月、上弦の月、満月、下弦の月それぞれの動きをみてみましょう。

新月の動き

新月の日は、夜になっても地球からは月は見えません。その理由は、太陽とほぼ同じ方向にあり、同じ時間に東の空に昇り、西に沈んでいるからです。同じように行動しているため、太陽の光の方が強く、地球から月が見えなくなります。

月は、毎日少しずつ太陽から離れていきます。1か月で1周するため、1日あたりは約12度ととても小さいです。そのため一気に大きく満ち欠けをするというわけではありません。少しずつ太陽からの角度が離れるにつれて、月の光っている部分の面積は大きくなります。合わせて月全体の明るさも明るくなっていくので、新月以降の月は少しずつ大きくなっていくのです。

三日月の動き

「三日月」という名前の通り、新月から3日目の月という意味です。先ほど紹介した通り、1日あたり12度しか動かないので、3日目ではあまり月も大きくなく、細長いクロワッサンのような形をしています。(実際、クロワッサンはフランス語で「三日月」という意味でもあります。)

三日月もまだ太陽と近いところを動いているため、新月と同じように、太陽が出ている時間はほとんど見えません。太陽が沈む頃、ようやく西の低い空に見えます。見える時間も夕方と限られており、太陽が沈んだ後の時間だけでは家や建物でさえぎられて見えないまま沈むことも少なくありません。

このように見える時間に限りがあるため、三日月を見つけられたら幸運があると考えられてきました。戦国時代の武将の兜や旗に三日月がついているものがあるのを見たことはありませんか。これは、必勝を願ったものだといわれており、三日月は、願いを叶えてくれる月とも呼ばれます。

上弦の月の動き

「三日月」という名前の通り、新月から3日目の月という意味です。先ほど紹介した通り、1日あたり12度しか動かないので、3日目ではあまり月も大きくなく、細長いクロワッサンのような形をしています。(実際、クロワッサンはフランス語で「三日月」という意味でもあります。)

三日月もまだ太陽と近いところを動いているため、新月と同じように、太陽が出ている時間はほとんど見えません。太陽が沈む頃、ようやく西の低い空に見えます。見える時間も夕方と限られており、太陽が沈んだ後の時間だけでは家や建物でさえぎられて見えないまま沈むことも少なくありません。

このように見える時間に限りがあるため、三日月を見つけられたら幸運があると考えられてきました。戦国時代の武将の兜や旗に三日月がついているものがあるのを見たことはありませんか。これは、必勝を願ったものだといわれており、三日月は、願いを叶えてくれる月とも呼ばれます。

満月の動き

満月はもっとも丸い状態の月です。地球は、月と太陽をむすぶ線上に位置しています。それによって、太陽の光が月全体を照らすため、他の形の月とは満月は明るさが違います。また、一晩中見られるのも満月だけの大きな特徴といえるでしょう。15日に満月になることから、15日の月は「十五夜」とも呼ばれています。

下弦の月の動き

下弦の月は、深夜に東から昇りはじめます。そして明け方に南中し、その後、太陽が出ると姿は見えなくなってしまいます。姿は見えなくなってもそのまま動きを進め、昼に西に沈んでいきます。

実際の入試問題を解くポイント

実際の中学受験では、どのような問題が出題されているのでしょうか。出題されることの多い入試問題パターンと解き方を紹介します。

時間帯と方角を読み取る

〇時頃にどこの方角にどんな月が見えるでしょうか、という時間帯と方角の問題もよく出題されます。時間帯を読み取る上で必要なのは、地球の自転から時間帯を把握するイメージです。想像力を膨らませて問題にチャレンジしましょう。

まずは、一番わかりやすい新月と満月から覚えます。新月は、太陽とほぼ同じ時間に出てくるため、朝6時に東の空に出て、正午に南中、18時に沈みます。それに対して、満月はきれいに月のすべてが光って見えるのが特徴です。そのため、太陽が出ない時間に出ていることになります。18時に東の空に出て、24時に南中、朝6時に沈むと覚えておきましょう。

新月と満月を覚えたら、次は上弦の月と下弦の月です。この二つは、新月と満月のちょうど間に入ります。上弦の月が正午に東の空に出ると、6時間後に南中、さらに6時間後に沈みます。下弦の月は24時に東の空に出て、6時間後に南中、さらに6時間後に沈むという仕組みです。

このように文字を言葉にして書くとわかりにくいですよね。なので、一覧表に書いて覚えるのがおすすめです。縦軸に月の名前を書き、横軸に月の出、南中、月の入りのそれぞれの時間を書いていきます。そうすると、上下、縦横のマスが6時間ごとにずれる形になります。これだと文章を読むよりも覚えやすくなるので、試してみてはいかがでしょう。

また、頭の中であれこれ動かそうとすると混乱する原因となります。そこで、常に月の出(東の空に出るとき)など考える基準になる場所を決めて、そこに合わせて計算をするようにしましょう。

具体的には「明け方に南中した月が見えた1週間後の月の名前は何か」といった問題が出たとき、月の出を基準とするのなら、明け方に南中している月は夜中に月の出となる月です。そのため、1週間後には明け方に月の出となる月なので、新月となります。このように、一つ基準を決めてそこに合わせるようにするだけで混乱せず答えが出しやすくなります。

中学受験 理科に出題される月に関する問題

月のメカニズムは教科書の図解だけでは理解しづらく、中学受験で応用問題が出ると解けない、と言う生徒も多くいます。

ここではそんな方のために実際に中学受験の理科の科目では、どんな問題が出るのかとその対策を説明したいと思います。

出題されやすいのは月に関するメカニズムの基本的な事で、公転、自転に関する問題や日食などの天体現象に関するものです。

公転、自転に関しては教科書でもよく触れられていますが、教科書と言う限られたスペースでは表が簡略化されており、メカニズムを理解しづらい場合があります。

特に満月のメカニズムは表によっては簡略化されて、月が地球の影に隠れた図で理解しづらい部分があります。

実際には太陽と月と地球の位置は3次元的なものがあり、図よりも動画などで確認した方が分かりやすい場合があります。

また日食は部分日食、皆既日食など種類があり、問題によっては正しい答えを書かなければ間違いになるため問題をよく読んで答えるようにしましょう。

これら以外にも一部の学校では月の公転周期と満ち欠けがズレる理由や冬の満月が高い理由を問う入試問題も存在します。

これらは難易度が高く、記述式の場合もあるため受験前によくチェックしておきましょう。

理科の問題はきちんとした理解はもちろんメカニズムへの理解へも必要なため、月の満ち欠けなどのメカニズムで疑問に思った場所はそのままにせず、調べる事が結果的に点数につながるためきちんと調べるようにしましょう。

まとめ

今回は、月の様子や満ち欠け、月の動き方について説明をしてきました。天体の問題は、実際の動きをイメージしながら、理論的に考え理解することが大事です。紹介した4つのポイントを意識して解くようにすると解きやすくなるでしょう。

天体分野は想像することが大切になるため、苦手意識を持たれがちです。頭の中でだけ考えるとわかりにくくなるので、図で表してみるようにしましょう。「どの位置にきたとき、どんな形に月が見えるか」を自分で図に描けるようになれば、多くの問題が解けるようになります。

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