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中1理科「音の性質・音の速さ・オシロスコープのテストでよく出る問題」

音性質サムネイル画像 中1理科
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中1理科「音の性質・音の速さ・オシロスコープの対策問題」です。今回は中学1年生理科の「音の性質・音の速さ・オシロスコープ」に関するテスト対策問題をお届けします。この単元では、音の伝わり方や音の速さの計算、さらには**音の波形(波の振幅や周期)**を観察するオシロスコープの使い方が重要なポイントです。特に、音の高さや大きさと波形の関係をしっかり理解しておくと、テストの応用問題にも対応しやすくなります。オシロスコープや音さ(音叉)は、入試でも、よく出る実験器具の1つで、その実験の様子もあわせて出題されるので、確実に習得していきましょう。この記事では、重要な知識を分かりやすく整理し、テストによく出る問題を解説します。音の不思議を学びながら、テストでの高得点を目指しましょう!それでは、学習を始めてみましょう!

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【問題】音の性質・音の速さ・オシロスコープ

問1 音さの音をコンピュータに入力し、音の大小と高低について調べた。最初に、音さをたたいて鳴らしたところ、コンピュータの画面には、次の図のように表示された。画面の横軸は時間を表し、縦軸は振動の幅を表しているものとして、次の問いに答えなさい。
音問題1

(1)この音さを、最初よりのも大きな音で鳴らしたとはとき、画面にはどのように。表示されるか。次のアからウから選びなさい。
音問題2

(2)この音さより高い音が出る音さを、最初と同じ大きさの音で鳴らしたとき、画面にはどのように表示されるか。(1)の図のアからウから選びなさい。

(3)この場所では、花火の光が見えてから3秒後に音が聞こえた。この場所は、花火が開いた場所からどのくらいはなれているか。ただし、空気中を音が伝わる速さを340m/sとする。

問2 次の問題について解け。

  1. 振幅とは、何の幅か。
  2. 音源の振幅が大きいほど、音はどうなるか。
  3. 振動数とは、何の回数か。
  4. 音源の振動数が多いほど、音はどうなるか。
  5. 振動数の単位は、カタカナで何か。

問3 音さから出る音の波形についてオシロスコープを使って調べる実験を行った。下の図は、その結果である。次の問いに答えよ。

オシロスコープ実験結果

オシロスコープ実験結果

※縦軸は、振幅を、横軸は時間を表している。また、横軸の1目盛りは、0.0005秒を表している。

(1)上の図から、1つの波は、何目盛分か答えよ。
(2)上の図から、1秒間に何回振動していることがわかるか答えよ。
(3)音源が1秒間に振動する回数を振動数というが、その単位は何を用いるか答えよ。
(4)別の音さをたたいて音をオシロスコープに表示させたところ、振幅も振動数も結果(上の図)の波形の1/2(2分の1)となった。この別の音さの音の高低、大きさはどのようになったといえるか。簡潔に書け。

問4 太鼓をたたいた場所から校舎までの距離を調べるのに、音の速さを利用した。音の速さは、340m/秒で、太鼓をたたいて音が校舎で反射して戻ってくるまでの時間が0.5秒であった。その結果から、Aさんは、太鼓をたたいた場所から校舎までの距離を(速さ)×(時間)から、340m/秒×0.5=170mとした。これについて、(    )に適語を入れなさい。

Aさんが求めた170mという答えは間違っています。音が伝わった経路がふくまれていません。音は、(    )しているので、太鼓をたたいた場所から校舎までの距離は、(   )mが正しい。

【問5】次の問いに答えよ。(    )には適語入れよ。
(1)音は、音の大きさ、音の高さ、音色の3つの要素で表すことができる、これを何というか。
(2)音の高さは、(    )が多いほど、音は高い。
(3)弦を強くはじくと、(    )音になる。
(4)音と低くするには、弦を(    )くする・弦を太くする・弦を弱く張るのいずれかである。
(5)振動して音を発生しているものを何というか。
(6)音の伝わり方は、(    )が振動して伝わる
(7)音は、気体、液体、固体では、どの状態が早く伝わるか。
(8)自ら音を出している物体を何というか。
(9)振動が次々と伝わる現象を何というか。
(10)音が伝わらないのは、どんな状態にあるときか。
(11)音は1秒間にどれくらいの距離を進むか。
(12)同じ高さの音を出す音さを2つ並べて、一方を鳴らすと、もう一方も鳴り始める。この現象を何をいうか。
(13)音源の振幅が大きいほど、音はどうなるか。
(14)振動数とは、何の回数か。
(15)音源の振動数が多いほど、音はどうなるか。
(16)振動数の単位は、カタカナで何か。
(17)振動数の単位は、アルファベットでどう書くか。
(18)均質な鋼をU字型にまげて、中央に柄をつけてものを何というか。
(19)音の大小や高低を、波形で表す装置を何というか。
(20)音源が近づくときは音が高くなり、音源が遠ざかるときは音が低くなる現象を何というか。

【解答】音の性質・音の速さ・オシロスコープ

問1
(1)イ

コンピュータの画面では、波の高さが振幅を表している。波の高さが高いほど、大きな音を表す。

(2)ア

コンピュータの画面では、波の数が多いほど、高い音を表す。音の性質は、波の高さが高いほど振幅が大きく、波の数が多いほど振動数が多い

(3)1020m

距離(m) = 340[m/s] ×時間[s]より、340 m/s×3s=1020m。光の速さは音に比べてひじょうに速いので、花火が開いてしばらくしてから音がとどく

問2

  1. 振動
  2. 音が大きくなる
  3. 1秒間に振動する回数
  4. 音が高くなる
  5. ヘルツ

問3
(1)2
(2)1000
(3)Hz
(4)音は低くなり、かつ小さくなった。

  • (2)の解説…(1)より1つの波が2目盛り分なので、0.0005×2=0.001(秒)で1回振動していることになる。よって、1秒間には、0.001(秒):1(回)=1(秒):x(回)より、1000回となる。

問4
太鼓をたたいた場所から校舎を往復
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【問5】
(1)音の三要素
(2)振動する回数(振動数)
(3)大きい
(4)長
(5)音源
(6)空気
(7)気体
(8)音源
(9)波
(10)真空中
(11)340m
(12)共鳴
(13)音が大きくなる
(14)1秒間に振動する回数
(15)音が高くなる
(16)ヘルツ
(17)Hz
(18)音さ
(19)オシロスコープ
(20)ドップラー効果

■ 確認
高い音は、振動数が多く、波長が短い。低い音は、振動数は少なく、波長が長い。
大きい音は、振幅が大きく、小さい音は、振幅が小さい。

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