R７年度第２回高認物理基礎大問２解説

大問２

問１【波の性質】

　図１は、$x$軸上を正の向きに進む正弦波の、ある時刻における波形である。
図２は、その$x$軸上のある位置における媒質の振動のようすである。
この波の振動数と速さの組合せとして正しいものはどれか。

・図２より、２sで１振動なので、１sで$\dfrac{1}{2}$振動である。よって、振動数は0.5（Hz）。
図１より、波長は４mなので、速さは$4 \times 0.5 = 2$（m/s）。

問２【固有振動数と共振】

　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。
　弦の振動と同様に、それぞれの建物には、建物の高さや構造などによって決まる【固有振動数】がある。
地震の揺れとその【固有振動数】が一致すると建物が【共振】することで、建物が大きく揺れることがある。

問３【アクティブノイズキャンセリング】

　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。

　波の重ね合わせを利用することで、様々な波を打ち消すことができる。
図はアクティブノイズキャンセリングを用いたイヤホンの模式図である。
このイヤホンでは外から鼓膜に届く騒音を打ち消すために、内蔵したスピーカーから音波を発している。
　一般に波が正弦波の場合には、その正弦波に対して、媒質の変位の向きが【逆で】、変位の大きさが【等しい】波を重ね合わせると、もとの正弦波を消すことができる。

問４【波の独立性】

　次の文中の空欄にあてはまる語句として正しいものはどれか。

　図のように、長いばねの両端を二人で持って、Ａさんから横波を送るのと同時に、Ｂさんから縦波を送る実験をすると、横波はＢさんに、縦波はＡさんに到達した。
これは波の【独立性】によって説明できる。

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