共通テスト(理科) 過去問
令和6年度(2024年度)追・再試験
問3 (物理基礎(第1問) 問3)

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問題

共通テスト(理科)試験 令和6年度(2024年度)追・再試験 問3(物理基礎(第1問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

図2のような、太さが同じで、長さが6cm,8cm,12cmの開管と閉管がある。これらの管に対し、開口部にスピーカーを置き、スピーカーから出る音の振動数を0からゆっくりと増していく。それぞれの管で、はじめて共鳴が起きたときの振動数を記録した。このとき、長さ12cmの開管の振動数と同じ振動数が記録された管として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • 6cmの開管
  • 6cmの閉管
  • 8cmの開管
  • 8cmの閉管
  • 12cmの閉管

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この過去問の解説 (1件)

01

解答 6cmの閉管

 

解説

問題文に「振動数を0からゆっくりと増して〜はじめて共鳴が起きたとき」

とあるので、基本振動が問われています。基本振動の波長をλとします。

開口端補正は無視して扱ってみましょう。

 

(開管の長さ)= (腹から隣の腹の距離) = λ/2

(閉管の長さ)= (節から隣の腹の距離) = λ/4

 

この問題は長さ12cmの開管と同じ基本振動の選択肢を選ぶ問題ですが、

つまるところλ=24cmとなる選択肢が問われていることになります。

 

各選択肢をチェックすると、

6cmの開管: λ=12cm
6cmの閉管: λ=24cm
8cmの開管: λ=16cm
8cmの閉管: λ=32cm
12cmの閉管: λ=48cm

となり、よって答えは 6cmの閉管 となります。

選択肢2. 6cmの閉管

この選択肢が正解となります。

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