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物理・波動

PHYSICS QUESTION LIBRARY

波動の問題一覧

問題をまとめて確認し、答えと公式の使い方を開きながら復習できます。

この範囲から10問 公式・用語を確認
科目
物理基礎 物理
単元
すべて 平面運動と運動量 20 円運動と単振動 20 万有引力 20 気体分子の運動 20 波動 20 電場と電位 20 電流と磁場 20 電磁誘導と電磁波 20 原子 20
トピック
すべて 20 干渉 5 弦の振動 5 ドップラー効果 5 レンズ 5
20問
Q1 ドップラー効果 ★★★

振動数340 [Hz]の音源が観測者へ34 [m/s]で近づく。観測振動数は？（音速340 [m/s]）

  1. 309.1 [Hz]
  2. 340 [Hz]
  3. 377.8 [Hz]
  4. 374 [Hz]
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正解C. 377.8 [Hz]

今回の公式：f'＝fV/(V-vs)

近づく音源ではf'＝fV/(V-vs)より、340×340÷(340-34)＝377.8 [Hz]です。
Q2 ドップラー効果 ★★★

振動数360 [Hz]の音源が観測者へ40 [m/s]で近づく。観測振動数は？（音速340 [m/s]）

  1. 322.1 [Hz]
  2. 360 [Hz]
  3. 402.4 [Hz]
  4. 408 [Hz]
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正解D. 408 [Hz]

今回の公式：f'＝fV/(V-vs)

近づく音源ではf'＝fV/(V-vs)より、360×340÷(340-40)＝408 [Hz]です。
Q3 ドップラー効果 ★★★

振動数300 [Hz]の音源が観測者へ50 [m/s]で近づく。観測振動数は？（音速340 [m/s]）

  1. 351.7 [Hz]
  2. 261.5 [Hz]
  3. 300 [Hz]
  4. 344.1 [Hz]
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正解A. 351.7 [Hz]

今回の公式：f'＝fV/(V-vs)

近づく音源ではf'＝fV/(V-vs)より、300×340÷(340-50)＝351.7 [Hz]です。
Q4 ドップラー効果 ★★★

振動数400 [Hz]の音源が観測者へ20 [m/s]で近づく。観測振動数は？（音速340 [m/s]）

  1. 377.8 [Hz]
  2. 425 [Hz]
  3. 400 [Hz]
  4. 423.5 [Hz]
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正解B. 425 [Hz]

今回の公式：f'＝fV/(V-vs)

近づく音源ではf'＝fV/(V-vs)より、400×340÷(340-20)＝425 [Hz]です。
Q5 ドップラー効果 ★★★

振動数440 [Hz]の音源が観測者へ10 [m/s]で近づく。観測振動数は？（音速340 [m/s]）

  1. 427.4 [Hz]
  2. 440 [Hz]
  3. 453.3 [Hz]
  4. 452.9 [Hz]
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正解C. 453.3 [Hz]

今回の公式：f'＝fV/(V-vs)

近づく音源ではf'＝fV/(V-vs)より、440×340÷(340-10)＝453.3 [Hz]です。
Q6 レンズ ★★★

焦点距離10 cmの凸レンズの前方30 cmに物体を置いた。レンズから実像までの距離は？

  1. 40 cm
  2. 20 cm
  3. 300 cm
  4. 15 cm
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正解D. 15 cm

今回の公式：1/f＝1/a+1/b

1/f＝1/a+1/bより、b＝1/(1/10-1/30)＝15 cmです。
Q7 レンズ ★★★

焦点距離20 cmの凸レンズの前方60 cmに物体を置いた。レンズから実像までの距離は？

  1. 30 cm
  2. 80 cm
  3. 40 cm
  4. 1,200 cm
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正解A. 30 cm

今回の公式：1/f＝1/a+1/b

1/f＝1/a+1/bより、b＝1/(1/20-1/60)＝30 cmです。
Q8 レンズ ★★★

焦点距離15 cmの凸レンズの前方30 cmに物体を置いた。レンズから実像までの距離は？

  1. 45 cm
  2. 30 cm
  3. 15 cm
  4. 450 cm
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正解B. 30 cm

今回の公式：1/f＝1/a+1/b

1/f＝1/a+1/bより、b＝1/(1/15-1/30)＝30 cmです。
Q9 レンズ ★★★

焦点距離12 cmの凸レンズの前方48 cmに物体を置いた。レンズから実像までの距離は？

  1. 60 cm
  2. 36 cm
  3. 16 cm
  4. 576 cm
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正解C. 16 cm

今回の公式：1/f＝1/a+1/b

1/f＝1/a+1/bより、b＝1/(1/12-1/48)＝16 cmです。
Q10 レンズ ★★★

焦点距離25 cmの凸レンズの前方50 cmに物体を置いた。レンズから実像までの距離は？

  1. 75 cm
  2. 25 cm
  3. 1,250 cm
  4. 50 cm
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正解D. 50 cm

今回の公式：1/f＝1/a+1/b

1/f＝1/a+1/bより、b＝1/(1/25-1/50)＝50 cmです。
Q11 干渉 ★★☆

同位相の2波の経路差が4 [m]、波長が2 [m]である。経路差は波長の何倍か？

  1. 2倍
  2. 1倍
  3. 3倍
  4. 4倍
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正解A. 2倍

今回の公式：強め合い：経路差＝mλ

経路差÷波長＝4÷2＝2倍で、整数倍なので強め合います。
Q12 干渉 ★★☆

同位相の2波の経路差が6 [m]、波長が3 [m]である。経路差は波長の何倍か？

  1. 1倍
  2. 2倍
  3. 3倍
  4. 4倍
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正解B. 2倍

今回の公式：強め合い：経路差＝mλ

経路差÷波長＝6÷3＝2倍で、整数倍なので強め合います。
Q13 干渉 ★★☆

同位相の2波の経路差が8 [m]、波長が4 [m]である。経路差は波長の何倍か？

  1. 1倍
  2. 3倍
  3. 2倍
  4. 4倍
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正解C. 2倍

今回の公式：強め合い：経路差＝mλ

経路差÷波長＝8÷4＝2倍で、整数倍なので強め合います。
Q14 干渉 ★★☆

同位相の2波の経路差が15 [m]、波長が5 [m]である。経路差は波長の何倍か？

  1. 1.5倍
  2. 4.5倍
  3. 6倍
  4. 3倍
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正解D. 3倍

今回の公式：強め合い：経路差＝mλ

経路差÷波長＝15÷5＝3倍で、整数倍なので強め合います。
Q15 干渉 ★★☆

同位相の2波の経路差が1.5 [m]、波長が0.5 [m]である。経路差は波長の何倍か？

  1. 3倍
  2. 1.5倍
  3. 4.5倍
  4. 6倍
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正解A. 3倍

今回の公式：強め合い：経路差＝mλ

経路差÷波長＝1.5÷0.5＝3倍で、整数倍なので強め合います。
Q16 弦の振動 ★★★

長さ1 [m]、張力100 [N]、線密度0.01 [kg]/mの弦の基本振動数は？

  1. 100 [Hz]
  2. 50 [Hz]
  3. 200 [Hz]
  4. 12.5 [Hz]
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正解B. 50 [Hz]

今回の公式：f＝(1/2L)√(S/ρ)

波の速さv＝√(S/ρ)＝100 [m/s]、基本振動数f＝v/(2L)＝50 [Hz]です。
Q17 弦の振動 ★★★

長さ2 [m]、張力400 [N]、線密度0.04 [kg]/mの弦の基本振動数は？

  1. 50 [Hz]
  2. 100 [Hz]
  3. 25 [Hz]
  4. 6.25 [Hz]
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正解C. 25 [Hz]

今回の公式：f＝(1/2L)√(S/ρ)

波の速さv＝√(S/ρ)＝100 [m/s]、基本振動数f＝v/(2L)＝25 [Hz]です。
Q18 弦の振動 ★★★

長さ0.5 [m]、張力25 [N]、線密度0.01 [kg]/mの弦の基本振動数は？

  1. 100 [Hz]
  2. 12.5 [Hz]
  3. 200 [Hz]
  4. 50 [Hz]
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正解D. 50 [Hz]

今回の公式：f＝(1/2L)√(S/ρ)

波の速さv＝√(S/ρ)＝50 [m/s]、基本振動数f＝v/(2L)＝50 [Hz]です。
Q19 弦の振動 ★★★

長さ1.5 [m]、張力225 [N]、線密度0.01 [kg]/mの弦の基本振動数は？

  1. 50 [Hz]
  2. 100 [Hz]
  3. 112.5 [Hz]
  4. 200 [Hz]
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正解A. 50 [Hz]

今回の公式：f＝(1/2L)√(S/ρ)

波の速さv＝√(S/ρ)＝150 [m/s]、基本振動数f＝v/(2L)＝50 [Hz]です。
Q20 弦の振動 ★★★

長さ2.5 [m]、張力100 [N]、線密度0.04 [kg]/mの弦の基本振動数は？

  1. 20 [Hz]
  2. 10 [Hz]
  3. 62.5 [Hz]
  4. 40 [Hz]
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正解B. 10 [Hz]

今回の公式：f＝(1/2L)√(S/ρ)

波の速さv＝√(S/ρ)＝50 [m/s]、基本振動数f＝v/(2L)＝10 [Hz]です。