太陽系の天体の特徴と距離の尺度を比較する
恒星・惑星・衛星、地球型と木星型、軌道の距離と縮尺を扱う14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 中学校第3学年。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校第2分野(6)ア(イ)㋑「惑星と恒星」のうち、惑星の特徴と太陽系の構造を模型で表す内容です。
解説を読む
太陽、惑星、衛星の関係を資料から読み、惑星の大きさと軌道までの距離を区別します。縮尺を決めた模型で、距離の違いを数値で比べます。
必要な予備知識
長さの単位と比例を使えること。
- 太陽は自ら光を出す恒星です。惑星は太陽のまわりを回り、月のような衛星は主に惑星のまわりを回ります。
- 地球や火星のように岩石でできた表面をもつ惑星を地球型惑星、木星のように主に気体からなる大きな惑星を木星型惑星といいます。
- 惑星の直径はその天体自体の大きさ、太陽からの距離は公転軌道の位置の目安です。二つは別々の量です。
- 1天文単位（AU）は約1億5000万 kmです。模型では1 AUを何 cmにするか決め、同じ縮尺で距離を表します。
解き方の例
1 AUを10 cmにする模型では、太陽から5 AUの軌道は50 cmの位置に置きます。
よくある間違い
- 軌道までの距離が大きいことを、惑星自体が大きいことと取り違える。
- 太陽と惑星を同じ方法で光る天体とする。
- 距離の縮尺と天体の大きさの縮尺を確かめずに図を読む。
観察と考え方を講師と確かめる
どの量を比べたかを示し、天体の関係と縮尺の計算を分けて説明します。
距離は軌道の目安に丸めています。天体間の距離は公転上の位置によって変わります。
文部科学省：中学校学習指導要領解説 理科編 · 国立天文台：太陽系ウォーク · 国立天文台：火星とは
読む文章・資料
三つの天体の関係
資料Aでは、太陽は自ら光を放ちます。地球は太陽のまわりを、月は地球のまわりを主に回ります。
二つの惑星の特徴
資料Bでは、火星は岩石でできた表面があり、直径は地球の約0.53倍です。木星は主に気体でできていて、直径は地球の約11倍です。
同じ縮尺の軌道の位置
資料Cでは、太陽からの距離を水星0.4 AU、地球1.0 AU、木星5.2 AUに丸めました。模型では1 AUを10 cmにします。
軌道距離と直径を分ける
資料Dでは、地球の太陽からの距離を1.0 AU、火星を1.5 AUとしました。惑星自体の直径は地球が約12700 km、火星が約6800 kmです。
縮尺が違う二つの表示
資料Eでは、太陽と惑星の間隔は1 AUを20 cmとして置きました。天体の模型の大きさは見やすくするため、間隔とは別の縮尺を使いました。
1 AUを別の単位で表す
資料Fでは、1 AUを約1.5億 kmとして計算します。ある軌道の太陽からの距離の目安は2.0 AUです。
軌道の目安と実際の位置
資料Gでは、二つの惑星について太陽からの軌道距離の目安を並べました。いま軌道のどこにいるかは示していません。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：三つの天体の関係
資料Aで自ら光を放つ恒星はどれですか。
- 太陽。
- 地球。
- 月。
答えと解説
太陽。
太陽は自ら光を出す恒星です。
資料：三つの天体の関係
資料Aの月を、主に回る相手からどう分類しますか。
- 太陽を回る恒星。
- 地球を回る衛星。
- 地球を回る恒星。
答えと解説
地球を回る衛星。
月は地球の衛星です。
資料：二つの惑星の特徴
資料Bの火星について正しいのはどれですか。
- 木星より大きく、主に気体からなる。
- 地球の約11倍で、岩石の表面をもつ。
- 地球より小さく、岩石の表面をもつ。
答えと解説
地球より小さく、岩石の表面をもつ。
火星は地球の約0.53倍の直径で、岩石でできた表面をもちます。
資料：二つの惑星の特徴
資料Bで木星と火星を比べた結果はどれですか。
- 直径は木星が大きく、主なつくりも異なる。
- 火星の直径が大きく、木星にも火星と同じような岩石の表面がある。
- 二つの直径は等しく、岩石の表面があるかどうかは異なる。
答えと解説
直径は木星が大きく、主なつくりも異なる。
木星の直径が大きく、木星は主に気体、火星は岩石の表面をもちます。
資料：同じ縮尺の軌道の位置
資料Cの模型で、太陽から水星までの距離は何 cm ですか。
答えと解説
4
0.4×10＝4 cmです。
資料：同じ縮尺の軌道の位置
資料Cの模型で、太陽から木星までの距離は何 cm ですか。
答えと解説
52
5.2×10＝52 cmです。
資料：軌道距離と直径を分ける
資料Dで、太陽からの軌道距離が大きいのはどちらですか。
- 地球。
- 火星。
- 地球と火星は等しい。
答えと解説
火星。
火星は1.5 AU、地球は1.0 AUです。
資料：軌道距離と直径を分ける
資料Dで、天体そのものの直径が大きいのはどちらですか。
- 火星。
- 地球と火星に差はない。
- 地球。
答えと解説
地球。
地球の直径は約12700 km、火星は約6800 kmです。
資料：縮尺が違う二つの表示
資料Eで1 AUを20 cmとしたのは何の縮尺ですか。
- 太陽と惑星の間隔。
- 天体模型そのものの直径。
- 天体の公転周期。
答えと解説
太陽と惑星の間隔。
距離の縮尺に1 AUあたり20 cmを使いました。
資料：縮尺が違う二つの表示
資料Eの天体模型の直径について、何を確認する必要がありますか。
- 間隔の縮尺を、そのまま直径にも使うこと。
- 直径に使った別の縮尺。
- 惑星が太陽のまわりを回る日数。
答えと解説
直径に使った別の縮尺。
模型の直径は距離とは別の縮尺です。
資料：1 AUを別の単位で表す
資料Fの2.0 AUは約何億 km ですか。
答えと解説
3
1.5×2.0＝3.0億 kmです。
資料：1 AUを別の単位で表す
資料FでAUからkmに換算するときに使うのはどれですか。
- 天体の直径と半径の比。
- 地球が太陽を回る日数。
- 1 AUあたりのkmの値。
答えと解説
1 AUあたりのkmの値。
1 AUにあたる距離を掛けて換算します。
資料：軌道の目安と実際の位置
資料Gだけで直接分かることはどれですか。
- どちらの軌道が太陽から遠いかの目安。
- 観測した今の時刻に、二つの惑星の間にある実際の距離。
- いま地上から見てどちらの惑星が明るいか。
答えと解説
どちらの軌道が太陽から遠いかの目安。
軌道距離の値はありますが、軌道上の位置はありません。
資料：軌道の目安と実際の位置
資料Gでいまの惑星間の距離を調べるときに必要なのはどれですか。
- 惑星の直径を二つとも足した値。
- 同じ時刻の二つの惑星の軌道上の位置。
- 二つの惑星が一日に自転する回数。
答えと解説
同じ時刻の二つの惑星の軌道上の位置。
軌道上のどこにいるかで惑星どうしの距離は変わります。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：三つの天体の関係
資料Aの三つの天体を恒星、惑星、衛星に分け、光や回る相手を示しましょう。
答えと解説
太陽は自ら光を出す恒星です。地球は太陽を回る惑星で、月は地球を回る衛星です。
光を出すか、何を回るかで役割を考えます。
- 太陽を自ら光を出す恒星と示す。
- 地球と月を、回る相手とともに惑星・衛星に分ける。
資料：二つの惑星の特徴
資料Bで火星と木星の直径と主なつくりの違いを示しましょう。
答えと解説
火星の直径は地球の約0.53倍、木星は約11倍です。火星は岩石の表面をもち、木星は主に気体からなります。
大きさの数字と、どんな物質からなるかを分けます。
- 地球に対する二つの直径の比を比較する。
- 火星の岩石の表面と、木星が主に気体であることを区別する。
資料：同じ縮尺の軌道の位置
資料Cの地球と木星を、太陽から何 cm のところに置くか、計算を示しましょう。
答えと解説
1 AUを10 cmにするので、地球は1.0×10＝10 cm、木星は5.2×10＝52 cmです。
それぞれのAUの値に、1 AU分の長さを掛けます。
- 1 AUを10 cmとする縮尺を使う。
- 地球10 cm、木星52 cmを求める。
資料：軌道距離と直径を分ける
資料Dで、太陽からの距離と天体自体の大きさを比べた結果を示しましょう。
答えと解説
太陽からの軌道距離は地球1.0 AU、火星1.5 AUで、火星が遠いです。直径は地球約12700 km、火星約6800 kmで、地球の方が大きいです。
軌道の位置と、天体の大きさの列を別々に読みます。
- 太陽からの軌道距離は火星が大きいと示す。
- 天体の直径は地球が大きいと示す。
資料：縮尺が違う二つの表示
資料Eの図で距離と直径を読む際、それぞれの縮尺をどう扱うか説明しましょう。
答えと解説
太陽と惑星の間隔は1 AUを20 cmとする縮尺で読みます。天体の直径は別の縮尺なので、間隔の縮尺は使わず、直径の縮尺を確かめます。
見やすく描いた大きさと、縮めた距離を区別します。
- 間隔の縮尺を明示する。
- 直径は別の縮尺であるため別に確かめると示す。
資料：軌道の目安と実際の位置
資料Gで軌道距離が分かっても、いま惑星どうしがどれだけ離れているか分からない理由を書きましょう。
答えと解説
軌道距離は太陽からの距離の目安です。惑星は軌道上を動くので、互いの距離を考えるには同じ時刻の位置を確かめる必要があります。
太陽を基準にした距離と、二つの惑星の間の距離を分けます。
- 太陽からの軌道距離が何の目安か示す。
- 惑星間の距離には同じ時刻の位置が必要と示す。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
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どの量を比べたかを示し、天体の関係と縮尺の計算を分けて説明します。
文部科学省：中学校学習指導要領解説 理科編 · 国立天文台：太陽系ウォーク · 国立天文台：火星とは
読む文章・資料
三つの天体の関係
資料Aでは、太陽は自ら光を放ちます。地球は太陽のまわりを、月は地球のまわりを主に回ります。
二つの惑星の特徴
資料Bでは、火星は岩石でできた表面があり、直径は地球の約0.53倍です。木星は主に気体でできていて、直径は地球の約11倍です。
同じ縮尺の軌道の位置
資料Cでは、太陽からの距離を水星0.4 AU、地球1.0 AU、木星5.2 AUに丸めました。模型では1 AUを10 cmにします。
軌道距離と直径を分ける
資料Dでは、地球の太陽からの距離を1.0 AU、火星を1.5 AUとしました。惑星自体の直径は地球が約12700 km、火星が約6800 kmです。
縮尺が違う二つの表示
資料Eでは、太陽と惑星の間隔は1 AUを20 cmとして置きました。天体の模型の大きさは見やすくするため、間隔とは別の縮尺を使いました。
1 AUを別の単位で表す
資料Fでは、1 AUを約1.5億 kmとして計算します。ある軌道の太陽からの距離の目安は2.0 AUです。
軌道の目安と実際の位置
資料Gでは、二つの惑星について太陽からの軌道距離の目安を並べました。いま軌道のどこにいるかは示していません。
資料：三つの天体の関係
資料Aで自ら光を放つ恒星はどれですか。
- 太陽。
- 地球。
- 月。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：三つの天体の関係
資料Aの月を、主に回る相手からどう分類しますか。
- 太陽を回る恒星。
- 地球を回る衛星。
- 地球を回る恒星。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの惑星の特徴
資料Bの火星について正しいのはどれですか。
- 木星より大きく、主に気体からなる。
- 地球の約11倍で、岩石の表面をもつ。
- 地球より小さく、岩石の表面をもつ。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二つの惑星の特徴
資料Bで木星と火星を比べた結果はどれですか。
- 直径は木星が大きく、主なつくりも異なる。
- 火星の直径が大きく、木星にも火星と同じような岩石の表面がある。
- 二つの直径は等しく、岩石の表面があるかどうかは異なる。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ縮尺の軌道の位置
資料Cの模型で、太陽から水星までの距離は何 cm ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ縮尺の軌道の位置
資料Cの模型で、太陽から木星までの距離は何 cm ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：軌道距離と直径を分ける
資料Dで、太陽からの軌道距離が大きいのはどちらですか。
- 地球。
- 火星。
- 地球と火星は等しい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：軌道距離と直径を分ける
資料Dで、天体そのものの直径が大きいのはどちらですか。
- 火星。
- 地球と火星に差はない。
- 地球。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：縮尺が違う二つの表示
資料Eで1 AUを20 cmとしたのは何の縮尺ですか。
- 太陽と惑星の間隔。
- 天体模型そのものの直径。
- 天体の公転周期。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：縮尺が違う二つの表示
資料Eの天体模型の直径について、何を確認する必要がありますか。
- 間隔の縮尺を、そのまま直径にも使うこと。
- 直径に使った別の縮尺。
- 惑星が太陽のまわりを回る日数。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：1 AUを別の単位で表す
資料Fの2.0 AUは約何億 km ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：1 AUを別の単位で表す
資料FでAUからkmに換算するときに使うのはどれですか。
- 天体の直径と半径の比。
- 地球が太陽を回る日数。
- 1 AUあたりのkmの値。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：軌道の目安と実際の位置
資料Gだけで直接分かることはどれですか。
- どちらの軌道が太陽から遠いかの目安。
- 観測した今の時刻に、二つの惑星の間にある実際の距離。
- いま地上から見てどちらの惑星が明るいか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：軌道の目安と実際の位置
資料Gでいまの惑星間の距離を調べるときに必要なのはどれですか。
- 惑星の直径を二つとも足した値。
- 同じ時刻の二つの惑星の軌道上の位置。
- 二つの惑星が一日に自転する回数。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：三つの天体の関係
資料Aの三つの天体を恒星、惑星、衛星に分け、光や回る相手を示しましょう。
資料：二つの惑星の特徴
資料Bで火星と木星の直径と主なつくりの違いを示しましょう。
資料：同じ縮尺の軌道の位置
資料Cの地球と木星を、太陽から何 cm のところに置くか、計算を示しましょう。
資料：軌道距離と直径を分ける
資料Dで、太陽からの距離と天体自体の大きさを比べた結果を示しましょう。
資料：縮尺が違う二つの表示
資料Eの図で距離と直径を読む際、それぞれの縮尺をどう扱うか説明しましょう。
資料：軌道の目安と実際の位置
資料Gで軌道距離が分かっても、いま惑星どうしがどれだけ離れているか分からない理由を書きましょう。
解答: 太陽系の天体の特徴と距離の尺度を比較する
太陽。
太陽は自ら光を出す恒星です。
地球を回る衛星。
月は地球の衛星です。
地球より小さく、岩石の表面をもつ。
火星は地球の約0.53倍の直径で、岩石でできた表面をもちます。
直径は木星が大きく、主なつくりも異なる。
木星の直径が大きく、木星は主に気体、火星は岩石の表面をもちます。
4
0.4×10＝4 cmです。
52
5.2×10＝52 cmです。
火星。
火星は1.5 AU、地球は1.0 AUです。
地球。
地球の直径は約12700 km、火星は約6800 kmです。
太陽と惑星の間隔。
距離の縮尺に1 AUあたり20 cmを使いました。
直径に使った別の縮尺。
模型の直径は距離とは別の縮尺です。
3
1.5×2.0＝3.0億 kmです。
1 AUあたりのkmの値。
1 AUにあたる距離を掛けて換算します。
どちらの軌道が太陽から遠いかの目安。
軌道距離の値はありますが、軌道上の位置はありません。
同じ時刻の二つの惑星の軌道上の位置。
軌道上のどこにいるかで惑星どうしの距離は変わります。
記述問題の解答・確認の観点
資料：三つの天体の関係
資料Aの三つの天体を恒星、惑星、衛星に分け、光や回る相手を示しましょう。
太陽は自ら光を出す恒星です。地球は太陽を回る惑星で、月は地球を回る衛星です。
光を出すか、何を回るかで役割を考えます。
- 太陽を自ら光を出す恒星と示す。
- 地球と月を、回る相手とともに惑星・衛星に分ける。
資料：二つの惑星の特徴
資料Bで火星と木星の直径と主なつくりの違いを示しましょう。
火星の直径は地球の約0.53倍、木星は約11倍です。火星は岩石の表面をもち、木星は主に気体からなります。
大きさの数字と、どんな物質からなるかを分けます。
- 地球に対する二つの直径の比を比較する。
- 火星の岩石の表面と、木星が主に気体であることを区別する。
資料：同じ縮尺の軌道の位置
資料Cの地球と木星を、太陽から何 cm のところに置くか、計算を示しましょう。
1 AUを10 cmにするので、地球は1.0×10＝10 cm、木星は5.2×10＝52 cmです。
それぞれのAUの値に、1 AU分の長さを掛けます。
- 1 AUを10 cmとする縮尺を使う。
- 地球10 cm、木星52 cmを求める。
資料：軌道距離と直径を分ける
資料Dで、太陽からの距離と天体自体の大きさを比べた結果を示しましょう。
太陽からの軌道距離は地球1.0 AU、火星1.5 AUで、火星が遠いです。直径は地球約12700 km、火星約6800 kmで、地球の方が大きいです。
軌道の位置と、天体の大きさの列を別々に読みます。
- 太陽からの軌道距離は火星が大きいと示す。
- 天体の直径は地球が大きいと示す。
資料：縮尺が違う二つの表示
資料Eの図で距離と直径を読む際、それぞれの縮尺をどう扱うか説明しましょう。
太陽と惑星の間隔は1 AUを20 cmとする縮尺で読みます。天体の直径は別の縮尺なので、間隔の縮尺は使わず、直径の縮尺を確かめます。
見やすく描いた大きさと、縮めた距離を区別します。
- 間隔の縮尺を明示する。
- 直径は別の縮尺であるため別に確かめると示す。
資料：軌道の目安と実際の位置
資料Gで軌道距離が分かっても、いま惑星どうしがどれだけ離れているか分からない理由を書きましょう。
軌道距離は太陽からの距離の目安です。惑星は軌道上を動くので、互いの距離を考えるには同じ時刻の位置を確かめる必要があります。
太陽を基準にした距離と、二つの惑星の間の距離を分けます。
- 太陽からの軌道距離が何の目安か示す。
- 惑星間の距離には同じ時刻の位置が必要と示す。