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中学理科「モノコードの定期テスト予想問題」

中学理科「モノコードの定期テスト予想問題」です。

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モノコードの定期テスト予想問題

下の図のように、モノコードの中央にことじを置き、Aの部分の弦をはじく実験を行った。このとき出た音をマイクロフォンで拾い、コンピューターに通すと、図のような波形が見られた。これについて、以下の各問いに答えよ。
モノコード問題図1

(1)次の①、②の振動のようすとして、それぞれ最も適当なものを、下のア~エから選び、記号で答えよ。
① Aを実験よりも強くはじいたとき
② ことじを左に動かして、実験と同じ強さではじいたとき
モノコード問題図2

(2)弦の音を高くするために、弦を張る強さを変えた。次の文は、その説明をしたものである。( )の中から適当なものを選び、記号で答えなさい。

弦の張り方を①(ア:強く イ:弱く)すると、振動数が(ア:多く イ:少なく)なり、音が高くなる。

(3)実験で出た音の振動数は何Hzか。ただし、グラフの1目盛りを0.001秒とする。

モノコードの定期テスト予想問題の解答・解説

(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。

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