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中学生「技術」木材・金属・プラスチックなど材料の基本的な性質で定期テストに出題されること

 
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技術のテストで出題される「材料」の分野。

学校によって勉強する学年は違いますが1学期のテスト範囲になることが多いです。

この記事では出題頻度が高い「木材」「金属」「プラスチック」について定期テストに出題されることを紹介します。

 

木材

①木材の組織はイラストと合わせて覚えましょう。

②特徴と性質は用語と使用例を含めて覚えましょう。

知識のまとめ

(1)木材の特徴

①木材の分類

針葉樹:建築などに用いられる。 密度が軽い。  例:スギ、ヒノキ、アガチス

広葉樹:家具などに用いられる。 密度が重い。  例:カツラ、シラカシ、セン

 

②年輪の分類

年輪:1年かけて成長した部分

※年輪=早材+晩材

早材(春材):春から夏にかけて成長した部分

晩材(夏材):夏から秋にかけて成長した部分

※早材のほうが晩材に比べて成長が大きい

 

③組織の分類

心材:中心部の色の濃い部分

辺材:周辺部の色の薄い部分

板目材:木目が不規則な板材

まさ目材:木目がまっすぐな板材

もと:根元に近いほう

すえ:こずえに近いほう

 

(2)木材の性質

①木材の収縮と変形

 

吸収率は方向によって変わる。

接線方向、半径方向、繊維方向の比は、10:5:1~0.5。

 

②各部分の収縮による変形の違い

・木目側に反る。

・板目材の方が、まさ目材よりも大きく変化する。

 

 

③木材の繊維方向と強さ

Aの方がBに比べて強度が高いです。

したの支えている台と繊維の方向を覚えてください。

 

支えている2本と繊維方向が同じだと強度は下がります。

 

 

 

④いろいろな木質材料

合板:薄い単板を繊維方向が直交するようにはり合わせて、繊維方向による性質の違いを少なくした板材

集成材:木材の節や割れなどを取り除いて繊維方向を合わせて接着して、変形を少なくした板材や角材

パーティクルボード:木材の小片(チップ)を接着して成形した板材

 

出題例

問1 木材の組織や各部の名称について( )の中に適する語句を記入しなさい

 

①すえ  ②もと  ③繊維の方向  ④心材  ⑤辺材

⑥樹皮  ⑦板目材  ⑧木表  ⑨木裏  ⑩まさ目材

⑪こぐち  ⑫こば  ⑬早材  ⑭晩材  ⑮年輪

 

 

問2 木材の特徴や木質材料について( )の中に適する語句を語群より選びなさい。同じ番号には同じ語句が入る

 

木材は、(①)によって(②)が大きく異なるので、使うときに注意が必要である。

木材は、一般に(③)を含んでいて、(④)すると、(③)を放出して(⑤)する。反対に(③)を(⑥)すると(⑦)する。

(⑤)、(⑦)の割合は、方向によって異なるため、(⑧)したり割れたりするので、よく(④)させた木材を使うことが大切である。

木質材料は、(⑨)な材料を作る、(⑩)を高める(⑪)を少なくするなどの目的で開発された。

合板は、単板を繊維方向が(⑫)するように接着剤ではり合わせ、(①)による性質の違いを少なくした板材である。

木材の節や割れを取り除いて(①)を合わせて接着したものが(⑬)である。木材の小片を接着して成形したものが(⑭)である。

 

【語群】

強さ・弱さ・水分・養分・乾燥・湿潤・吸収・収縮・膨張・変形・同形・大きな・小さな・強度・有効・無駄・直交・繊維方向・蛇行・集成材・パーティクルボード・合板

 

 

答2

①繊維方向  ②強さ  ③水分  ④乾燥  ⑤収縮  ⑥吸収  ⑦膨張

⑧変形  ⑨大きな  ⑩強度  ⑪無駄  ⑫直交  ⑬集成材  ⑭パーティクルボード

 

 

 

問3 下の図の切り口の木材が、乾燥して変形した場合、A、Bどちらになるか?

 

 

 

 

 

答3 A

 

 

 

金属

出題頻度は高いです。

知識のまとめの部分は完璧に覚えておきましょう。

知識のまとめ

(1)特徴と性質

常温では固体

弾性…加えた力がなくなると元に戻る

塑性…大きな力を加えると変形したままになる

加工硬化=金属を大きく変形させると、その部分の組織が変化して固くなること

展性…たたくと広がり薄くなる

延性…ひっぱると伸びて細く長くなる

溶融性…高温に加熱することで溶ける

 

出題例

 

問 金属のどのような性質か答えなさい

①金属片を金床の上で、ラジオペンチ等で固定してかなづちでたたくと少し広がった。このような性質を何というか?

②針金は金属のどのような性質を利用して作られているか?

③材料に力を加えて少し曲げても、力を除くともとに戻る性質を何というか?

④金属に大きな力を加えて元に戻らなくなる性質のことを何というか?

 

 

 

答①展性 ②延性 ③弾性 ④塑性

 

 

合金

出題頻度は高いです。

熱処理による性質の変化は名称・内容・効果をセットで覚えましょう。

 

知識のまとめ

(1)合金=金属にほかの金属や元素を加えた元の金属と異なる性質を持つ金属のこと

 

(2)鉄鋼材料=鉄と炭素の合金

①炭素含有量によって鋼と鋳鉄に大別できる

②長所…加工がしやすい、強い、安価

③短所…さびやすい

 

(3)熱処理…特有の温度で加熱や冷却の操作を行うこと

※熱処理による性質の変化

名称 内容 効果
焼き入れ 鋼を高熱に加熱して、水や油の中で急速で常温に冷やす 固く、もろくなる
焼き戻し 焼き入れをした鋼を、焼き入れ温度より低い温度に再加熱して油や空気中で冷やす 粘り強くなる
焼きなまし 鋼を適切な温度に加熱して炉の中でゆっくり冷やす 軟らかくなる

 

出題例

問1 鋼を高温に加熱して、水や油の中で急に常温まで冷やす。固くもろくなる。

 

答1 焼き入れ

 

 

 

問2 鋼を適切な温度に加熱して、炉の中で非常にゆっくり冷やす。軟らかくなる。

 

 

 

答2 焼きなまし

 

 

金属の加工法

出題頻度は高めです。

 

加工法の名称と中身をしっかりと覚えましょう。

 

イラストで出題される学校もあります。

教科書で確認しておくことをおすすめします。

 

 

知識のまとめ

名称 方法
塑性加工 折り曲げたり、延ばしたりする 折り曲げなど
切削 切断したり、削って形を整えたりする 穴あけ、弓のこによる切断、やすりによる成形、ねじ切りなど
鋳造 熱を加えて溶かし、鋳型に、流し込んで固める 金属を鋳型に流し込み、固める
溶接 接合部を部分的に溶かして接合する 電気・ガス溶接、ろう付けなど

 

出題例

 

問 金属の加工法を答えなさい

①熱を加えて溶かし、鋳型に、流し込んで固める加工法は何か?

②切断したり、削って形を整えたりする加工法は何か?

 

 

答①鋳造 ②切削

 

 

いろいろな金属材料

中程度に出際される範囲です。

 

金属の名前、成分・特徴、用途例が組み合わせで出題されます。

 

学校の先生からの指示がないかぎり3つをセットで覚えた方がよいでしょう。

 

知識のまとめ

材料名 成分や特徴 用途例
軟鋼 炭素含有量0.3%程度

軟らかく、加工しやすい

缶、くぎ、針金
硬鋼 炭素含有量が軟鋼より多い

固く、強い

 

機械の製品

ワイヤーロープ

炭素工具鋼 炭素含有量が0.6~1.5%の硬鋼

非常に硬く、強い

やすり、ドリル
鋳鉄 炭素含有量が2%以上の鉄と炭素の合金

とけやすく、硬くてもろい

風鈴、鉄びん、万力
亜鉛メッキ鋼板 軟鋼版に亜鉛メッキをしてさびにくくしたもの 屋根、バケツ
ステンレス鋼 鋼にクロム、ニッケルを加えた合金

さびにくい

加工はしにくい

非磁性のものもある

食器、流し台、浴槽
黄鋼 鋼と亜鉛の合金

光沢があり、さびにくい

加工がしやすい

装飾品、管楽器、ドアの取っ手

 

出題例

 

問 授業の作品で使用している材料は(①)で(②)と(③)の合金である。

この材料は光沢があり、(④)、加工しやすい。

装飾品や(⑤)に利用され、ドアの取っ手にも使用される。

 

 

答 ①黄鋼 ②クロム ③ニッケル ④さびにくく ⑤管楽器

※特に授業の製作中のものは出題されやすいので注意しましょう。

 

 

 

プラスチック

①特徴などはすべて覚える

②プラスチック名称と用途例はセットで覚える

特徴の知識のまとめ

常温では固形

軽い

耐久性がある

成形しやすい

石油などを化学合成して作られる

 

 

出題例

 

問 プラスチックの特徴の説明として正しいものを選びなさい

①プラスチックは高温では固体で重く、低温では気体になり石油などを化学合成して作られるものである

②プラスチックは常温では固体で軽く、耐久性があり石油などを化学合成して作られるものである

③プラスチックは低温では固体で軽く、高温では気体になり石油などを化学合成して作られるものである

④プラスチックは常温では固体で重く、耐久性があり石油などを化学合成して作られるものである

 

 

答 ②

解説:プラスチックの特徴のうち「常温では固形」「軽い」「耐久性がある」「石油などを化学合成して作られる」という4つを覚えていれば解答できる問題です。

 

 

性質の知識のまとめ

(1)熱可塑性プラスチック…熱を加えると軟らかくなるプラスチック

(2)熱硬化性プラスチック…一度固めると熱を加えても軟らかくならないプラスチック

 

出題例

問 プラスチックは熱を加えると軟らかくなる( 1 )プラスチックと一度固めると熱を加えても軟らかくならない( 2 )プラスチックがある。

 

答え(1)熱可塑性 (2)熱硬化性

 

いろいろなプラスチックの名称と用途例

表に書いてある「名称」「特徴」「用途例」の出題頻度は先生によって大きく異なります。

この分野から出題する先生は「名称」「特徴」「用途例」から全体的に出題します。

授業をよく聞いて必要なものを取捨選択してください。特に指示がないならすべて覚えておくことをおすすめします。

 

名称 特徴 用途例
ポリエチレン(PE) ①    生産量が最も多い

②    軽い

③    軟らかい

④    油・薬品に強い

①    ラップフィルム、袋

②    灯油タンク

③    バケツ

ポリプロピレン(PP) ①    軽い

②    丈夫

③    薬品や熱に強い

①    浴用製品

②    自動車部品

③    包装材

ポリエチレン(PS) ①    成形しやすい

②    透明

③    変形しにくい

④    発泡させると緩衝材になる

①    CDケース

②    カップ麺の容器

③    トレー

ポリ塩化ビニル(PVC) ①    焼却時に毒性のガスが出る ①    水道管

②    雨どい

③    消しゴム

アクリル樹脂(PMMA) ①    ガラスに匹敵するほど透

②    気温の変化や紫外線に強い

①    レンズ

②    照明器具

③    コップ

④    光ファイバ

ペット樹脂(PET) ①    容器状に加工すると、光沢があり透明で丈夫にできる ①    ペットボトルなどの容器

②    フィルム

ポリカーボネート(PC) ①    熱に強い

②    電気絶縁性に優れている

③    透明で丈夫

④    衝撃に強い

①    自動車の外装材

②    CD、DVD

③    防弾ガラス

フェノール樹脂(PF) ①    熱硬化性プラスチック

②    電気絶縁性に優れる

①    フライパンやなべの取っ手

②    電球のソケット

 

フェノール樹脂だけが熱硬化性でほかは熱可塑性。

 

出題例

 

問 A~Eのプラスチックの特徴として正しいものをア~オの中から選び記号を答えなさい

Aポリエチレン

Bポリ塩化ビニル

Cアクリル樹脂

Dポリカーポネート

Eフェノール樹脂

 

ア.焼却時に毒性のガスが出ることがある

イ.プラスチックの中で最も生産量が多い

ウ.防弾ガラスに使われるほど衝撃に強い

エ.ガラスに匹敵するほどの透明性を保つ

オ.フライパンの取っ手などに使われるほど熱に強い

 

 

答 Aイ Bア Cエ Dウ Eオ

 

 

プラスチックの加工法

知識のまとめ

成形…溶かしたプラスチックを型に流し込んで固める加工法

切削…固まったプラスチックを削って切断したり形を整えたりする加工法

接着…接着剤を使って接合する加工法

塑性加工…加熱すると軟らかくなる性質を利用して折り曲げる加工法

溶接…加熱すると軟らかくなる性質を利用してくっつける加工法

 

出題例

問 接合部を熱で溶かして一体化させる加工法は?

 

答 溶接

 

新しい素材

素材名・素材の内容・使用例をセットで覚えましょう。

複合系材料の素材名はとても多いため学校の先生から授業で説明があったものは覚えた方がよいでしょう。

 

知識のまとめ

(1)プラスチック系材料

導電性ポリマー…電気を通すプラスチック

生分解性プラスチック…土中、水中のバクテリアによって分解されるプラスチック

 

(2)セラミック系材料

ファインセラミックス…高純度の材料、あたらしい製法で作られたセラミックス

圧縮セラミックス…変形すると電圧が発生し、電圧を加えると変形する

 

(3)金属系材料

形状記憶合金…大きく変形させても加熱すると元の形状に戻る形状記憶効果と力を除くと元の形状に戻る超弾性効果の2つの機能を持つ金属

 

(4)複合系材料

異なる素材を組み合わせて単一材料では得られない性質を持たせた材料(合板、繊維強化プラスチック)

 

出題例

 

問1 電池パックに使用される

問2 土中、水中のバクテリアによって分解される

問3 異なる材料を組み合わせて、単一材料では得られない性質を持たせた。

問4 大きく変形させても、加熱すると元の形状に戻る機能を持つ金属。ロボットアームなどに利用される

問5 プリンターの印字ヘッドに利用される。

 

 

答1 導電性ポリマー

答2 生分解性プラスチック

答3 複合材料

答4 形状記憶合金

答5 圧電セラミックス

 

まとめ

勉強のポイント

①木材、金属、プラスチックの特徴・性質・使用例・加工法を暗記する

②イラストも含めて答えられるようにする

③授業で制作しているものの材料名は覚えておく

 

 

材料の特徴のまとめ

木材 金属 プラスチック
重量 軽い 重い 軽い
伝わりにくい

燃えやすい

伝わりやすい 伝わりにくい

変形するものもある

膨張する

乾燥して反る・割れる

通さない

さびる

変形しない
電気 通さない 通す 通さない

 

出題例

 

問 次の条件でイスを作るとき、木材・金属・プラスチックから適切な材料を一つ選び答えなさい。

 

条件

①お風呂場で使用 ②濡れても大丈夫 ③40度前後のお湯に耐えればよい ④ぶつけてもケガをしない。

 

 

答 プラスチック

 

解説 軽くて、熱を伝えづらく、水にぬれても変形しないため

 

 

教科書や授業で習ったことをベースに考えさせる問題も出題される中学校もあります。

万全の準備をしてテストに臨んでください。

 

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