波動（知識）の問題

どちらも振動数 $440\text{Hz}$ の音を出す、共鳴箱のついた音叉 A と音叉 B を、共鳴箱の口を向かい合わせて、少し離して机の上に置いた。音叉 A だけをたたいて鳴らし、しばらくしてから A を手でにぎって振動を止めると、たたいていない音叉 B から $440\text{Hz}$ の音が聞こえた。

この現象について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　B から音が聞こえたのは、A が出した音が B の共鳴箱で反射し、その反射した音が A を止めた後も聞こえていたためである。
• イ　B から音が聞こえたのは、A の音によって B の固有振動数が変わり、A と同じ $440\text{Hz}$ になったためである。
• ウ　B から音が聞こえたのは、A の音の振動数が B の固有振動数と等しかったので、B が A の音に共鳴して振動し始めたためである。
• エ　B の代わりに、固有振動数が $512\text{Hz}$ の共鳴箱つき音叉を置いても、同じように大きな音で鳴り始める。

音の性質について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。

• ア　空気中を伝わる音の速さは、気温が高いほど小さくなる。
• イ　音の高さは振動数で決まり、振動数が大きい音ほど低く聞こえる。
• ウ　振動数がわずかに異なる 2 つの音を同時に鳴らすと、うなりが聞こえる。1 秒あたりのうなりの回数は、2 つの音の振動数の差に等しい。
• エ　音の大きさは主に波形で決まり、音色は主に振幅で決まる。
• オ　一端が閉じた気柱（閉管）で定常波ができるとき、閉じた端は定常波の腹になる。

水面上の 2 点 ${\mathrm{S}}_1$, ${\mathrm{S}}_2$ を波源として、同じ振幅・同じ振動数で、つねに同位相で振動させ、水面に円形の波を広げた。ただし、波は減衰せずに進み、水面の波の波長はどこでも同じであるものとする。

水面上の点での波の干渉について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　${\mathrm{S}}_1$ からの距離と ${\mathrm{S}}_2$ からの距離の差が波長の整数倍である点では、2 つの波は弱め合う。
• イ　${\mathrm{S}}_1$ からの距離と ${\mathrm{S}}_2$ からの距離の差が半波長の奇数倍である点では、2 つの波は強め合う。
• ウ　${\mathrm{S}}_1$ からの距離と ${\mathrm{S}}_2$ からの距離が等しい点では、2 つの波は強め合う。
• エ　2 つの波が強め合う点では、水面はつねに静止している。

水平に張った十分に長いひもの左端を、一定の振動数で上下に単振動させたところ、ひもを右向きに進む正弦波ができた。ただし、波は減衰せずに進むものとする。

この波について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　隣り合う山と山の間隔を、この波の振幅という。
• イ　この波の振幅は、山の頂上と谷の底の高さの差に等しい。
• ウ　ひもの各点は波の進む向きと同じ向きに振動するので、この波は縦波である。
• エ　ひもの各点が 1 回振動する間に、波は 1 波長だけ進む。

十分に長いまっすぐなひもの両側から、振幅 $A$・波長 $\lambda$・振動数が等しい 2 つの正弦波を、互いに逆向きに送った。2 つの波が重なり合う部分には、左右どちらにも進まない波（定常波）ができた。ただし、波は減衰せずに進み、ひもの端での反射は考えないものとする。

この定常波について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　隣り合う腹と腹の間隔は $\lambda$ である。
• イ　節の位置では、媒質は振幅 $2A$ で振動する。
• ウ　隣り合う腹と節の間隔は $\frac{\lambda }{2}$ である。
• エ　隣り合う節と節の間隔は $\frac{\lambda }{2}$ である。
• オ　腹の位置は、時間とともに一定の速さで移動していく。