R４年度第２回高認物理基礎大問４解説
大問４
問１【正弦波の振幅、波長及び振動数】
図は、正弦波のある時刻における波形を表したものである。図中のAを 振幅といい、Bを波長という。また、波が伝わることによって、媒質が１秒間に振動する回数を振動数という。
問２【楽器の音色と波形】
楽器は、大きい音、小さい音、高い音、低い音を出すことができる。また、楽器には多くの種類があり、同じ大きさ、同じ高さのラの音を出しても、ピアノとギターでは異なった音に聞こえる。これを音色という。音色の違いは、音波の波形によるものである。問３【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。この時刻の媒質について説明した文として間違っているものはどれか。
② 媒質が最も密となっている位置は、C、Gである。（正しい。○）
③ 媒質の速度が 0 となっている位置は、B、D、Fである。（正しい。○）
③ 媒質の速度が$x$軸の正の向きに最大となっている位置は、C、Gである。（よって、間違っている。×）
問４【共鳴、３倍振動及びその波長】
次の文中の空欄にあてはまる語句と数値の組合せとして正しいものはどれか。ただし、管口の位置が定常波（定在波）の腹になるものとする。発振器につないだスピーカーを長さ1.2mの閉管に近づけ、音を出した。発振器の振動数を０Hzから少しずつ大きくしていくと、１回目の共鳴が起きた。さらに発振器の振動数を大きくしていくと、２回目の共鳴が起きた。図は、共鳴が起きたときの閉管内に発生した定常波の様子を模式的に表したものである。１回目の共鳴が起きたときの定常波の振動を基本振動という。２回目の共鳴が起きたときの定常波の振動を３倍振動といい、その波長は1.6mである。
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