R元年度第１回高認物理基礎大問４解説

大問４

問１【波長と振動数】

　図は、同じ媒質中を同じ速さで進む正弦波A、Bのある瞬間の波形である。

・波長が長いのはAの波であり、振動数が大きいのはBの波である。

問２【縦波（媒質の変位、疎と密）】

　図は、$x$軸の正の向きに進むある時刻の縦波を横波で表示したもので、媒質の$x$軸の正の向きの変位を$y$軸の正の向きとして表している。
この縦波の各点の媒質について説明した文として正しいものはどれか。

・a点は、媒質の変位が$x$軸の負の向きに最大の点である。（よって、間違っている。×）
・b点は、媒質が$x$軸の負の向きに動いている点である。（よって、間違っている。×）
・c点は、媒質の変位が$x$軸の正の向きに最大の点である。
媒質が最も疎になっている点はbである。（よって、間違っている。×）

・d点は、媒質が最も密になっている点である。（正しい。○）
・e点は、媒質の変位が$x$軸の負の向きに最大の点である。
媒質が最も速く動いている点はb（負の向き）とd（正の向き）である。（よって、間違っている。×）

【参考】
・H30年度第１回高認物理基礎大問４解説：https://tanakah17191928.blogspot.com/2023/06/h30_1.html

問３【重ね合わせの原理】

　図は、$x$軸上を互いに逆向きに2.0m/sで進行する二つのパルス派のある瞬間の波形である。
この瞬間から2.0s後に観測される波形として正しいものはどれか。
ただし、図の１マスは1.0mとする。

・解答

問４【気柱の共鳴】

　図のように、長さ$L$の閉管Aと長さ$L$の開管B、長さ$2L$の開管Cを用意し、それぞれ開口の部分に息を吹きかけたところ、管内の気柱が基本振動して音が鳴った。
これらの音の高さに関して正しく述べているのはどれか。
ただし、管口の位置が腹である。

・AとCからは同じ高さの音が聞こえ、Bから聞こえる音が最も高かった。

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