音の高低や振動数の計算問題!点数が上がる高校入試理科最強問題

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音の単元では、モノコードを使った音の大小、高低に関する問題、オシロスコープでの音の波形の問題、振動数の計算問題、音の伝わり方に関する問題が出題されます。今日は、モノコードやオシロスコープに関する問題に挑戦しましょう。
復習中1理科「音の性質」振幅と音の大小・振動数と音の高低

音の高低や振動数の計算問題

問題下の図1のように、モノコードを使っていろいろに条件を変え、弦を弾く実験を行った。あとの各問いに答えよ。

【実験】
①細い弦をモノコードにセットし、図1の位置に木片を置いて弦を弾いて音を出し、音の大きさ、音の高さ、コンピューターに表示される波形を調べた。図2は、このときコンピューターに表示された波形のようすである。
②次に、モノコードにセットする弦の太さや木片の位置を変え、弦を弾いたときに出る音をコンピューターに通して観察した。図3は、このとき観察された波形のようすを表している。

モノコード

  1. 実験①において、弦を1回だけ弾いたとき、聞こえた音の大きさしだいに小さくなっていったが、音の高さは一定で変わらなかった。このことから、弾いたあとの弦における、振動数の変化、振幅の変化について、どのようなことがわかるか。それぞれ簡潔に答えよ。
  2. 図3のア~ウの中で、実験①と同じ弦を弾いて出た音の波形はどれか。記号で答えよ。
  3. 図3のア~ウの中で、実験①の弦よりも太い弦を弾いたものはどれか。記号で答えよ。
  4. 図2のグラフの横軸の1目盛りが0.001秒を表している場合、実験①で弾いた弦の振動数は何Hzになるか。
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音の高低や振動数の計算問題 解答・解説

  1. 振動数:変化なし。 振幅:小さくなった。
    同じ弦から出た音なので、音の高低は変化しません。したがって振動数は変化していません。時間が経つにつれて音の大きさが小さくなっているので、振幅は小さくなっています。

  2. 実験①と同じ弦を弾いた場合、音の高さが同じになります。したがって、振動数が変化していないイが、実験①と同じ弦になります。振幅が大きいので実験①の弦を強く弾いたこともわかります。

  3. 太い弦を弾いた場合、音の高さが低くなります。低い音の振動数は少なくなるので、グラフの山の数が少ないウが答えになります。
  4. 250Hz
    図2の横軸の1目盛りが0.001秒なので、1回振動するのに0.004秒かかることがわかります。振動数は1秒間に振動する回数ですので、
    0.004秒:1回=1秒:x回
    x=250
    振動数は250Hzになります。

音の基本内容の復習

中学1年で学習した、音の性質に関する基本事項を復習しましょう。上の問題が全然解けなかった方は復習を行ってみてください。
基本の復習中1理科「音の性質」振幅と音の大小・振動数と音の高低

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