【物理基礎】12月テスト予想問題(記述式)

40問/100点満点

目安:20問正解で偏差値50レベル/40問満点で偏差値65レベル


第1章 基礎確認【20点】

問1【2点】

波の基本に関する記述問題1。波とは何が伝わる現象か説明しなさい。

問2【2点】

波の基本に関する記述問題2。波長とは何か説明しなさい。

問3【2点】

波の基本に関する記述問題3。周期とは何か説明しなさい。

問4【2点】

波の基本に関する記述問題4。振動数とは何か説明しなさい。

問5【2点】

波の基本に関する記述問題5。周期0.20秒の波の振動数を求めなさい。

問6【2点】

波の基本に関する記述問題6。波の速さ、振動数、波長の関係式を書きなさい。

問7【2点】

波の基本に関する記述問題7。振動数10Hz、波長0.50mの波の速さを求めなさい。

問8【2点】

波の基本に関する記述問題8。横波とはどのような波か説明しなさい。

問9【2点】

波の基本に関する記述問題9。縦波とはどのような波か説明しなさい。

問10【2点】

波の基本に関する記述問題10。音の高さは何によって決まるか。


第2章 標準記述【20点】

問11【2点】

波の基本に関する記述問題11。音の大きさは波の何に関係するか。

問12【2点】

波の基本に関する記述問題12。音が真空中を伝わらない理由を説明しなさい。

問13【2点】

波の基本に関する記述問題13。反射とは波がどのようになる現象か。

問14【2点】

波の基本に関する記述問題14。入射角と反射角の関係を答えなさい。

問15【2点】

波の基本に関する記述問題15。屈折とは何か説明しなさい。

問16【2点】

波の基本に関する記述問題16。光が空気から水へ入ると曲がる理由を説明しなさい。

問17【2点】

波の基本に関する記述問題17。凸レンズで平行な光が集まる点を何というか。

問18【2点】

波の基本に関する記述問題18。実像とはどのような像か説明しなさい。

問19【2点】

波の基本に関する記述問題19。虚像とはどのような像か説明しなさい。

問20【2点】

波の基本に関する記述問題20。うなりとはどのような現象か説明しなさい。


第3章 難問記述【30点】

問21【3点】

波の基本に関する記述問題21。波長2.0m、速さ6.0m/sの波の周期を求めなさい。

問22【3点】

波の基本に関する記述問題22。音速を340m/sとし、反射音が0.50秒後に聞こえた。壁までの距離を求めなさい。

問23【3点】

波の基本に関する記述問題23。振動数が2倍で波の速さが同じなら、波長はどうなるか。

問24【3点】

波の基本に関する記述問題24。固定端反射で波の山が谷として反射する理由を説明しなさい。

問25【3点】

波の基本に関する記述問題25。自由端反射では山が山として反射する理由を説明しなさい。

問26【3点】

波の基本に関する記述問題26。干渉で強め合う条件を説明しなさい。

問27【3点】

波の基本に関する記述問題27。干渉で弱め合う条件を説明しなさい。

問28【3点】

波の基本に関する記述問題28。定常波とはどのような波か説明しなさい。

問29【3点】

波の基本に関する記述問題29。定常波の節とは何か説明しなさい。

問30【3点】

波の基本に関する記述問題30。定常波の腹とは何か説明しなさい。


第4章 超難問記述【15点】

問31【3点】

波の基本に関する記述問題31。弦の基本振動で、弦の長さと波長の関係を説明しなさい。

問32【3点】

波の基本に関する記述問題32。長さ0.80mの弦の基本振動の波長を求めなさい。

問33【3点】

波の基本に関する記述問題33。同じ弦で高い音を出すには何を大きくすればよいか説明しなさい。

問34【3点】

波の基本に関する記述問題34。凸レンズで物体を焦点の内側に置くと実像ができない理由を説明しなさい。

問35【3点】

波の基本に関する記述問題35。全反射が起こる条件を説明しなさい。


第5章 超難問総合記述【15点】

問36【3点】

波の基本に関する記述問題36。光ファイバーが光を遠くまで送れる理由を説明しなさい。

問37【3点】

波の基本に関する記述問題37。レンズの焦点距離が短いほど光を強く曲げる理由を説明しなさい。

問38【3点】

波の基本に関する記述問題38。同じ音でも空気中と水中で波長が変わる理由を説明しなさい。

問39【3点】

波の基本に関する記述問題39。波の重ね合わせの原理を説明しなさい。

問40【3点】

波の基本に関する記述問題40。救急車のサイレンの高さが近づくと高く聞こえる理由を説明しなさい。


解答・解説

第1章 基礎確認

問1

問題:波の基本に関する記述問題1。波とは何が伝わる現象か説明しなさい。

解答例:振動やエネルギーが伝わる現象。

解説:波では物質そのものが遠くへ運ばれるとは限りません。

問2

問題:波の基本に関する記述問題2。波長とは何か説明しなさい。

解答例:隣り合う山から山、または谷から谷までの距離。

解説:同じ振動状態の点の間隔です。

問3

問題:波の基本に関する記述問題3。周期とは何か説明しなさい。

解答例:1回の振動にかかる時間。

解説:単位は秒です。

問4

問題:波の基本に関する記述問題4。振動数とは何か説明しなさい。

解答例:1秒間の振動回数。

解説:単位はHzです。

問5

問題:波の基本に関する記述問題5。周期0.20秒の波の振動数を求めなさい。

解答例:5.0Hz。

解説:f=1/T=1/0.20=5.0です。

問6

問題:波の基本に関する記述問題6。波の速さ、振動数、波長の関係式を書きなさい。

解答例:v=fλ。

解説:波は1秒間に振動数×波長だけ進みます。

問7

問題:波の基本に関する記述問題7。振動数10Hz、波長0.50mの波の速さを求めなさい。

解答例:5.0m/s。

解説:v=fλ=10×0.50=5.0です。

問8

問題:波の基本に関する記述問題8。横波とはどのような波か説明しなさい。

解答例:振動の向きと波の進む向きが垂直な波。

解説:ロープの波などが例です。

問9

問題:波の基本に関する記述問題9。縦波とはどのような波か説明しなさい。

解答例:振動の向きと波の進む向きが平行な波。

解説:音波は縦波として伝わります。

問10

問題:波の基本に関する記述問題10。音の高さは何によって決まるか。

解答例:振動数。

解説:振動数が大きいほど高い音になります。


第2章 標準記述

問11

問題:波の基本に関する記述問題11。音の大きさは波の何に関係するか。

解答例:振幅。

解説:振幅が大きいほど大きな音になります。

問12

問題:波の基本に関する記述問題12。音が真空中を伝わらない理由を説明しなさい。

解答例:振動を伝える物質がないから。

解説:音は媒質の振動として伝わります。

問13

問題:波の基本に関する記述問題13。反射とは波がどのようになる現象か。

解答例:境界面ではね返る現象。

解説:音の反響や光の反射が例です。

問14

問題:波の基本に関する記述問題14。入射角と反射角の関係を答えなさい。

解答例:等しい。

解説:反射の法則です。

問15

問題:波の基本に関する記述問題15。屈折とは何か説明しなさい。

解答例:波が異なる媒質へ進むとき、進む向きが変わる現象。

解説:速さが変わるため向きが変化します。

問16

問題:波の基本に関する記述問題16。光が空気から水へ入ると曲がる理由を説明しなさい。

解答例:媒質が変わり、光の速さが変わるから。

解説:屈折は速さの変化で起こります。

問17

問題:波の基本に関する記述問題17。凸レンズで平行な光が集まる点を何というか。

解答例:焦点。

解説:凸レンズは光を集めるはたらきがあります。

問18

問題:波の基本に関する記述問題18。実像とはどのような像か説明しなさい。

解答例:実際に光が集まってでき、スクリーンに映せる像。

解説:凸レンズでできる像の一種です。

問19

問題:波の基本に関する記述問題19。虚像とはどのような像か説明しなさい。

解答例:光が集まっているように見えるが、スクリーンには映せない像。

解説:鏡やルーペで見える像が例です。

問20

問題:波の基本に関する記述問題20。うなりとはどのような現象か説明しなさい。

解答例:振動数が少し違う音が重なり、音の大きさが周期的に変わる現象。

解説:干渉によって強弱が繰り返されます。


第3章 難問記述

問21

問題:波の基本に関する記述問題21。波長2.0m、速さ6.0m/sの波の周期を求めなさい。

解答例:約0.33秒。

解説:f=v/λ=3.0Hz、T=1/3.0です。

問22

問題:波の基本に関する記述問題22。音速を340m/sとし、反射音が0.50秒後に聞こえた。壁までの距離を求めなさい。

解答例:85m。

解説:音は往復するので340×0.50÷2=85mです。

問23

問題:波の基本に関する記述問題23。振動数が2倍で波の速さが同じなら、波長はどうなるか。

解答例:半分になる。

解説:v=fλでv一定ならfとλは反比例します。

問24

問題:波の基本に関する記述問題24。固定端反射で波の山が谷として反射する理由を説明しなさい。

解答例:端が動けず、変位が反対向きになるから。

解説:固定端では位相が反転します。

問25

問題:波の基本に関する記述問題25。自由端反射では山が山として反射する理由を説明しなさい。

解答例:端が自由に動け、変位が反転しないから。

解説:自由端では位相が反転しません。

問26

問題:波の基本に関する記述問題26。干渉で強め合う条件を説明しなさい。

解答例:山と山、谷と谷が重なること。

解説:同じ向きの変位が重なると振幅が大きくなります。

問27

問題:波の基本に関する記述問題27。干渉で弱め合う条件を説明しなさい。

解答例:山と谷が重なること。

解説:反対向きの変位が重なると打ち消し合います。

問28

問題:波の基本に関する記述問題28。定常波とはどのような波か説明しなさい。

解答例:進んでいないように見え、節と腹ができる波。

解説:同じ振動数の波が反対向きに重なってできます。

問29

問題:波の基本に関する記述問題29。定常波の節とは何か説明しなさい。

解答例:振幅が0で動かない点。

解説:反対向きの波が常に打ち消し合う点です。

問30

問題:波の基本に関する記述問題30。定常波の腹とは何か説明しなさい。

解答例:振幅が最大になる点。

解説:波が強め合う点です。


第4章 超難問記述

問31

問題:波の基本に関する記述問題31。弦の基本振動で、弦の長さと波長の関係を説明しなさい。

解答例:弦の長さは半波長に等しい。

解説:両端が節になるため、L=λ/2です。

問32

問題:波の基本に関する記述問題32。長さ0.80mの弦の基本振動の波長を求めなさい。

解答例:1.6m。

解説:L=λ/2なのでλ=2L=1.6mです。

問33

問題:波の基本に関する記述問題33。同じ弦で高い音を出すには何を大きくすればよいか説明しなさい。

解答例:振動数。

解説:音の高さは振動数で決まります。

問34

問題:波の基本に関する記述問題34。凸レンズで物体を焦点の内側に置くと実像ができない理由を説明しなさい。

解答例:レンズ後方で光が実際には集まらず、虚像として見えるから。

解説:焦点距離より内側では拡大された虚像ができます。

問35

問題:波の基本に関する記述問題35。全反射が起こる条件を説明しなさい。

解答例:光が屈折率の大きい媒質から小さい媒質へ進み、入射角が十分大きいこと。

解説:境界面を越えずにすべて反射します。


第5章 超難問総合記述

問36

問題:波の基本に関する記述問題36。光ファイバーが光を遠くまで送れる理由を説明しなさい。

解答例:内部で全反射を繰り返すから。

解説:光が外へ逃げにくくなります。

問37

問題:波の基本に関する記述問題37。レンズの焦点距離が短いほど光を強く曲げる理由を説明しなさい。

解答例:近い距離で光を集める必要があるから。

解説:焦点距離はレンズの集光の強さに関係します。

問38

問題:波の基本に関する記述問題38。同じ音でも空気中と水中で波長が変わる理由を説明しなさい。

解答例:媒質によって音速が変わり、振動数は同じでもv=fλのλが変わるから。

解説:音源の振動数は変わりにくいですが、速さは媒質で変わります。

問39

問題:波の基本に関する記述問題39。波の重ね合わせの原理を説明しなさい。

解答例:複数の波が重なると、各波の変位の和として現れる。

解説:波は互いに通り過ぎた後も元の形に戻ります。

問40

問題:波の基本に関する記述問題40。救急車のサイレンの高さが近づくと高く聞こえる理由を説明しなさい。

解答例:ドップラー効果で、受け取る波の振動数が大きくなるから。

解説:音源と観測者の相対運動で聞こえる振動数が変化します。