R６年度第２回高認物理基礎大問２解説

大問２

問１【縦波・横波】

　波に関する次の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものは
どれか。
　波が伝わる方向と同じ方向に媒質が振動する波を【縦波】、波が伝わる方向と直交する方向に媒質が振動する波を【横波】という。
空気中を伝わる音波は【縦波】である。

問２【波の振動数】

　図のように、$x$軸の正の向きに進む波がある。
実線は時刻$t = 0$sの波形であり、$t = 0.05$sにはじめて破線のような波形になった。
この波の振動数は何Hzか。

・$0.05 \times 4 = 0.2$

$\dfrac{1}{0.2} = \dfrac{10}{2} = 5$（Hz）

問３【縦波の密と疎】

　図は、$x$軸の正の向きに進むある瞬間の縦波を横波のように表したもので、媒質の$x$軸の正の向きの変位を$y$軸の正の向きの変位として表している。
この瞬間に、Ａ～Ｄの中で媒質が密集した部分（密部）はどこか。

・Dである。

問４【波長と振動数、波の速さ】

　図１のように、弦の一端をおんさにつけ、滑車に通して他端におもりをつけた。
おんさと滑車の距離を調整し、おんさを振動させて弦が基本振動で共振するようにした。
次に、図２のようにおもりの質量を増やし、おんさと滑車の距離を調整して、再び弦が基本振動で共振するようにしたところ、おんさと滑車の距離ははじめより大きくなった。
下の文中の空欄にあてはまる語句の組合せとして正しいものはどれか。

　おもりの質量を増やすと基本振動の節と節の間隔が広くなることから、おもりの質量を増やすと、弦を伝わる波の波長は【長くなる】。
共振する振動数は変わらないので、おもりの質量を増やしたことにより、弦を伝わる波の速さが【速くなった】といえる。
このことから、弦を伝わる波の速さは、弦の張力に関係していることがわかる。

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