大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）追・再試験
問79 (物理（第2問） 問3)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

振動数f₀の十分大きな音を出す音源を用意する。密閉された箱内部に質量mの物体が糸でつるされている装置に、この音源またはマイクロフォン（マイク）を取り付けて、図1のように、上空から初速度0で鉛直下方に落下させる。装置は図の姿勢を保ったまま落下するものとし、装置の落下の向きを正とする。また、重力加速度の大きさをg，物体を含む装置全体の質量をM，音速をVと表す。ただし、風などの影響はないものとする。

装置に音源を、地上にマイクを設置した場合、落下開始後しばらくして装置が終端速度（大きさv′）に達した。その後に音源を出た音がマイクに届いたときの振動数f₁を表す式として正しいものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。