共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問4 (物理基礎（第1問） 問4)

まず、t=0の時x=2.5の変位は図3より0です。

ここで、図3の波が正の向きに動くことを考えると、

2.5 cm / 5.0cm/s =0.5s

の時に、初めて山が来ます。

よってt=0でy=0, t=0.5でy=3の山になっているものを選びましょう。 

この問題では時間tと距離xにおける波の位相と波長、周期を正確に理解することが重要です。

図3はt=0の時の波を表しており、そこからわかるt=0、x=2.5における変位はy=0です。図より波長は10 cmであり、速度は5.0 cm/sであるから波の周期は2.0 sとわかります。
また図3の波はt=0直後正の方向に進みます。

以上より解答を導くことができます。

解答　（以下の図を参照）

解説

図3から波長λを読み取ると、λ=10cmであることがわかります。

問題文より、速さv=5.0cm／sであるので、周期T=λ/v=2s

よって

周期が2sのグラフ…①

が適切な選択肢となります。

また、問題文より

・波はx軸の正の向きに伝わる

となっているため、図3の波を少しだけx軸の正の向きに並行移動してみると、

位置x＝2.5cmにおける変位は0から正の値に変化します。

よって、

t=0から立ち上がるグラフ(1/4周期経過すると山になるグラフ)…②

が適切な選択肢となります。