定期テスト対策問題「光と音」解答・解説

シェアする

スポンサーリンク

中学1年「光と音」の定期テスト対策問題、1年物理分野の解答・解説です。間違った問題はしっかりと解説を読み、わからない場合は基本を復習しましょう。

定期テスト対策問題「光と音」解答・解説

問題がすべて解けるようになれば、定期テストでは90点台を狙えます。知識が定着していない単元や、復習をしたい単元はリンク先のまとめや問題で復習を行い高得点を目指しましょう

問題はこちら中学1年理科「光と音」定期テスト対策問題

スポンサーリンク

光の反射と屈折

(1)40°

ひっかけ問題です。図1を見てみると50°という表記がありますが、入射角は空気と水の境界面に立てた垂線から測りますので40°になります。反射の法則により反射角も40°となります。

(2)光の屈折

光は、同じ物質中を直進しますが、異なる物質に進む場合、境界面で折れ曲がります。これを光の屈折といいます。

(3)

光の屈折の方向を問う問題です。光が空気中から水中に進む場合、入射角よりも屈折角の方が小さくなります。したがって答えはbとなります。

(4)

光が水中から空気中に進む場合、入射角よりも屈折角の方が大きくなります。したがって答えはdとなります。

(5)現象:全反射 記号:

光が水中から空気中に進む場合、入射角がある角度よりも大きくなると、境界面で屈折する光がなくなりすべて反射する現象がおこります。これを全反射といいます。光ファイバーは、この全反射を利用した道具で、インターネットなどに活用されています。

復習中1理科「光の性質」反射の法則や光の屈折のポイント

鏡の像

(1)虚像

実際に光が集まってできる像を実像といい、スクリーンなどに映すことができますが、実際に光が集まっておらず、そこから光が出ているように見える像を虚像といいます。虚像はスクリーンなどに映すことはできません。

(2)120cm

鏡の中の虚像は、鏡の線に対して対称な位置にあるように見えます。したがって、鏡からYまで60cmなので、鏡の中の60cmの位置に像があるように見えます。Yの位置からの距離が問われているので、60cm+60cm=120cm が答えとなります。

(3)入射角と反射角が等しくなるように、直線の傾きが同じになるように作図します。

光の反射 鏡

(4)40cm

(3)の作図を参考にすると、光源Aから出た光は、床から40cmの高さの鏡の部分で反射して目に届きます。したがって、Xの位置からは40cmの高さに光源が映って見えます。

(5)

下図のように、光源を鏡から遠ざけると、光が反射する位置は、最初と比べて上に上がります。

鏡での光の反射

(6)85cm

鏡に全身を映すためには、鏡は身長の半分の縦幅が必要になります。身長170cmの半分は85cmなので、鏡の縦幅も85cm必要になります。

応用光の反射「全身を映す鏡」の問題 鏡の幅や高さ・近づいたときの見え方

浮かび上がるコイン

(1)光の屈折

コインから出た光が、水と空気の境界面で屈折するので、C点から見るとコインが浮かび上がっているように見えます。

(2)まずB点からC点に直線を引きます。その光と水面が接している部分にA点から線を引きます。

浮かび上がるコイン

(3)

光の屈折に関する現象を選びます。アは光が湖面に反射している現象、イは光が水面で全反射している現象、ウは光が空気中を直進している現象、エは光がガラス面で屈折している現象になります。したがって、答えはエとなります。

凸レンズ

(1)① ② ③

スクリーンに映すことができる像は実像になります。実像は上下左右が逆に見える像です。また、光源(矢印の穴の板)と同じ大きさの実像ができているので、板の位置は焦点距離の2倍の位置にあり、Aの距離とBの距離は等しくなります。

(2)

実像は上下左右が逆に見える像なので、矢印の形の穴をあけた板を上下左右反対にしたイが答えとなります。

(3)20cm

Aの距離を40cmにしたとき、光源と同じ大きさの実像ができているので、40cmが焦点距離の2倍の位置となります。したがって焦点距離は、40cm÷2=20cm となります。

(4)

凸レンズの半分を紙でおおって光を通さないようにしても、下半分から光が通るので、像が欠けたりはしません。しかし、実像に集まる光は少なくなるので、全体的に像は暗くなります。

(5)

光源を凸レンズから遠ざけた場合、スクリーンにはっきりとした実像を映すためには、スクリーンを凸レンズに近づける必要があります。逆に、光源を凸レンズに近づけた場合は、スクリーンは凸レンズから遠ざける必要があります。

(6)

光源を凸レンズから遠ざけた場合、スクリーンに映る実像の大きさは小さくなり、光源を凸レンズに近づけた場合、スクリーンに映る実像の大きさは大きくなります。

(7)20cm

焦点距離が(3)で20cmだとわかっているので、20cmのよりも近くに光源を置くと、実像ができなくなり、レンズ越しに光源の方を見ると虚像を確認することができます。

(8)① ② ③

光源を焦点距離の内側に置いた場合、レンズ越しに虚像を確認することができます。虚像の向きは光源と同じ(正立)で、大きさは光源よりも大きく見えます。

復習中1理科「凸レンズの作図」実像や虚像の作図問題
復習中1理科「実像と虚像」押さえるべき基本事項
復習中1理科「焦点距離の求め方3パターン」ポイントは焦点距離の2倍の位置

音の性質

(1)①振動 空気

音は、音源の振動が伝わることで周りに伝わります。おんさの振動が、おんさの周りの空気を振動させ、その振動が別のおんさに伝わり共鳴しているのです。

(2)

音が伝わるには、周りに振動するものがないといけません。空気を真空ポンプで抜いていくと、振動を伝えるものがなくなるので、音は小さくなっていきます。

(3)

音は、周りに振動するものがあれば伝わりますが、真空中では振動するものが周り無いので、音は伝わりません。

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

音の速さ

(1)350m/s

速さは、距離÷時間で求めます。音が進んできた距離は1.4km=1400m、かかった時間は4.0sなので、音の速さは、
1400m÷4.0s=350m/s
となります。空気中での音の速さは約340m/sなので、これから大きく離れている場合は、計算ミスの可能性があります。

(2)光は一瞬で伝わるが、音は光の速さに比べて遅いため。

光の速さは秒速30万kmで、音の速さは秒速340mで速さが全然異なります。

(3)350m/s

音が反射する問題では、往復かかった時間をそのまま計算に使わないように注意しましょう。往復0.8秒かかっているので、片道140mを進むのに0.4秒かかっています。したがって、音の速さは、
140m÷0.4s=350m/s
とまります。

(4)850m

音の速さとかかった時間がわかっているので、雷が落ちた場所までの距離を計算で求めることができます。
340m/s×2.5s=850m

モノコード

(1)① ②

①のように強く弦をはじくと大きな音が出ます。大きな音は振幅が大きいです。高さは変化していないので振動数には変化が見られません。したがって、振幅だけが大きくなっているエが答えになります。
②のようにことじを左に動かすと、振動する弦の長さが短くなり、高い音が出ます。高い音は振動数が多いので、答えはイとなります。

(2)① ②

音を高くする必要があるので、振動する弦の重さを軽くすればよいです。弦を軽くするには、弦の長さを短くする、弦の太さを細くする、弦を強く張るという方法があります。弦を強く張ると、弦が引き伸ばされ細くなります。また、高い音は振動数が多く、低い音は振動数が少なくなります。

(3)500Hz

振動数は1秒間に振動した回数をいいます。図の波形では、0.002秒間で1回振動しているのがわかるので、振動数は比例式を立てて、
0.002秒:1回=1秒:x回
これを解くと、振動数は500Hzとなります。

復習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

スポンサーリンク
スポンサーリンク

シェアする

スポンサーリンク