大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問90 (物理（第3問） 問5)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

全方向に等しく音を出す小球状の音源が、図1のように、点Oを中心として半径r、速さvで時計回りに等速円運動をしている。音源は一定の振動数f₀の音を出しており、音源の円軌道を含む平面上で静止している観測者が、届いた音波の振動数fを測定する。
音源と観測者の位置をそれぞれ点P、Qとする。点Qから円に引いた2本の接線の接点のうち、音源が観測者に近づきながら通過する方を点A、遠ざかりながら通過する方を点Bとする。また、直線OQが円と交わる2点のうち観測者に近い方を点C、遠い方を点Dとする。vは音速Vより小さく、風は吹いていない。

音源が等速円運動している場合（図1）と観測者が等速円運動している場合（図3）の音の速さや波長について考える。

次の文章（a）〜（d）のうち、正しいものの組合せを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

（a）　　図1の場合、観測者から見ると、点Aを通過したときに出した音の速さの方が、点Bを通過したときに出した音の速さより大きい。
（b）　　図1の場合、原点Oを通過する音波の波長は、音源の位置によらずすべて等しい。
（c）　　図3の場合、音源から見た音の速さは、音が進む向きによらずすべて等しい。
（d）　　図3の場合、点Cを通過する音波の波長は、点Dを通過する音波の波長より長い。