理科-4択問題-音-発展

問題1

発展（中学範囲外を含む）：この設問は対数を用いる中学校の基本範囲を超えた扱いを含む。用語の意味と前提条件は問題文中で確認する。 同じ楽器で出した音について、ある音の周波数がちょうど2倍になったとき、人が聞く「高さ（音の高低）」はどう変わるか。

1. 聞こえる高さは1オクターブ高くなる（周波数が2倍で1オクターブ上がる）
2. 聞こえる高さは1オクターブ低くなる（周波数が2倍で1オクターブ下がる）
3. 聞こえる高さは変わらない（楽器が同じなら高さは一定である）
4. 聞こえる高さは2倍に感じられる（高さの主観値が周波数に比例する）

問題2

同じ周波数の音について、振幅（空気の振れ幅）が小さくなると、聞こえる「大きさ（音の強さ）」はどう変わるか。

1. 聞こえる大きさは小さくなる（振幅が小さいほど音圧が小さいため）
2. 聞こえる大きさは大きくなる（振幅が小さいと耳が敏感になるため）
3. 聞こえる大きさは変わらない（周波数が同じなら大きさは一定である）
4. 聞こえる大きさは周期的に変化する（振幅変化が拍を作るため）

問題3

音の速さは一般に固体・液体・気体でどの順に速く伝わるか。（代表例として鉄、海水、空気を想定）

1. 固体 > 液体 > 気体
2. 液体 > 固体 > 気体
3. 気体 > 液体 > 固体
4. 固体 > 気体 > 液体

問題4

室内で自分の発声から壁の反射音（エコー）が返って来るまでの時間が1.5 sだった。空気中の音速を340 m/sとすると、観測者と壁との距離はどれか。

1. 観測者と壁の距離は255 m
2. 観測者と壁の距離は510 m
3. 観測者と壁の距離は113.3 m
4. 観測者と壁の距離は34 m

問題5

長さ0.85 mの筒が「一端閉、一端開（開閉管）」である。空気中の音速を340 m/sとすると、この筒で生じる最低の共鳴（基本振動）の周波数として正しいものはどれか。

1. 50 Hz
2. 100 Hz
3. 200 Hz
4. 400 Hz

問題6

周波数256 Hzと260 Hzの音を同時に鳴らすときに生じる拍の速さ（1秒間に生じる拍の数）はいくつか。

1. 4 Hz
2. 256 Hz
3. 8 Hz
4. 516 Hz

問題7

両端が固定された長さ1.0 mの弦が第3振動（第3倍音、3腹）で振動しているとき、この弦上の波長と第1振動（基本）との波長比として正しいものはどれか。

1. 波長 λ = 0.667 m、基本振動の波長の1/3になる
2. 波長 λ = 0.333 m、基本振動の波長の1/6になる
3. 波長 λ = 2.000 m、基本振動と同じ長さになる
4. 波長 λ = 1.500 m、基本振動の3/4になる

問題8

音をよく吸収する材料の特徴と、代表例・吸収される理由を1行で示したものとして正しいものはどれか。

1. 特徴：柔らかく多孔性で厚みがある。例：吸音ウレタンフォーム → 空気の振動が孔や繊維内で摩擦により減衰するため
2. 特徴：硬く平滑で薄い。例：アルミ板 → 音波が板に当たると吸収されるため
3. 特徴：薄く軽くで隙間が多い。例：竹格子 → 空気が自由に出入りするため吸収が大きい
4. 特徴：色が暗くて光を吸収する。例：黒い布 → 光の吸収が音の吸収を助けるため

問題9

静止した観測者に向かって速度20 m/sで近づく車が440 Hzのクラクションを鳴らしている。音速を340 m/sとすると、観測者が聞く周波数として正しいものはどれか（音源が近づく場合の公式 f’ = f·(v/(v−v_s) を用いる）。

1. f’ = 440 × 340/(340−20) = 約468 Hz
2. f’ = 440 × 340/(340+20) = 約416 Hz
3. f’ = 440 Hz（周波数は変わらない）
4. f’ = 440 × (1 + 20/340) = 約480 Hz

問題10

点音源からの音について、観測点までの距離を2倍にしたときに受ける音の強さ（単位面積あたりの音のエネルギー）はどう変わるか。

1. 音の強さは1/2になる（距離に反比例する）
2. 音の強さは1/4になる（距離の2乗に反比例する）
3. 音の強さは変わらない（音源の出力が一定なら距離は関係ない）
4. 音の強さは2倍になる（遠ざかると拡散が減るため）