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光と音プリント

凸レンズの焦点とスクリーンにうつる像の大きさ、光の反射・屈折、弦の長さや張り方による音の高さのちがいがよく出ます。音の速さ(秒速約340m)を使って、花火やかみなりまでの距離を求める計算も定番です。一問一答28問と、図・グラフの読み取り4問(図1枚)を1ページにまとめた、解答つきのプリントです。

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一問一答(28問)

  1. 音を大きくするには、音源の振動をどうする?
    答え振れ幅を大きくする
    音の大きさは振動の振れ幅で決まる。
  2. 光が同じ物質の中をまっすぐ進む性質を何という?
    答え光の直進
    影ができるのは光が直進するため。
  3. 空気中から水中へ斜めに進む光は、境界でどう曲がる?
    答え法線に近づく
    空気から水やガラスへ進むと法線側に曲がる。
  4. 物体とスクリーンの位置を変えずに、小さな電球を物体に近づけると、スクリーンにできる影の大きさはどうなる?
    答え大きくなる
    近い光源ほど光が大きく広がるので、影は大きくなる。
  5. 花火が光ってから3秒後に音が聞こえた。花火までの距離はおよそ何m?(音速は秒速340m)
    答え1020m
    340×3=1020m。光が届く時間は無視できる。
  6. 1秒間に振動する回数が多いほど、音はどうなる?
    答え高い音になる
    振動数(回数)は高さ、振れ幅は大きさを決める。
  7. 白い光をプリズムに通すと、いろいろな色に分かれる。この現象を何という?
    答え分散
    にじも太陽の光が分散してできる。
  8. 鏡にうつった自分の像はどのように見える?
    答え左右が入れかわって見える
    鏡の像は左右が反対。上下は変わらない。
  9. 立ったまま全身をうつすのに必要な鏡の縦の長さは、身長のおよそ何分の1?
    答え2分の1
    鏡までの距離に関係なく、身長の半分あれば全身がうつる。
  10. 虫めがねで日光を集めたとき、最も小さく明るい点ができる場所を何という?
    答え焦点
    焦点にはたくさんの光が集まるので、とても熱くなる。
  11. 凸レンズの焦点距離の2倍の位置に物体を置くと、スクリーンにできる実像の大きさはどうなる?
    答え物体と同じ大きさ
    焦点距離の2倍のとき、反対側の2倍の位置に同じ大きさの実像ができる。
  12. 鏡で反射した光は、そのあとどのように進む?
    答えまっすぐ進む
    光は反射したあとも、同じ物質の中ではまっすぐ進む。
  13. 虫めがねで日光を集めるとき、紙にうつる光の部分を小さくするほど、明るさと熱さはどうなる?
    答え明るく、熱くなる
    同じ量の光がせまい所に集まるので、小さいほど明るく熱い。いちばん小さくなる点が焦点。
  14. 空気中を伝わる音の速さは、気温が高くなるとどうなる?
    答え速くなる
    音の速さはおよそ「秒速331m+0.6×気温」。気温15℃で約340m。
  15. 音の速さが「秒速331m+0.6×気温」で表されるとき、気温が10℃上がると、音の速さは秒速何m速くなる?
    答え秒速6m
    0.6×10=6。気温が1℃上がるごとに秒速0.6mずつ速くなる。
  16. 日光を3枚の鏡で反射させて、かべに当てた光の一部を重ねた。いちばん明るく、あたたかいのはどこ?
    答え3枚の光が重なったところ
    反射した光が重なるほど、そこに届く光が多くなるので明るく、あたたかくなる。鏡の数を増やして光を重ねると、温度はさらに上がる。
  17. 鏡から50cmはなれて鏡の前に立った。自分と、鏡にうつった自分の像とのあいだの距離は何cm?
    答え100cm
    像は鏡をはさんで反対側の、同じ距離(鏡の奥50cm)にできる(鏡に対して線対称)。自分から像までは50+50=100cm。
  18. 鏡で反射させた光をスクリーンに当てた。鏡を同じ角度だけかたむけるとき、スクリーンが遠いほど光の点の動きは?
    答え大きくなる
    鏡をかたむけると、反射した光の向きが決まった角度だけ変わる。同じ角度でも、遠くまで進むほど横へのずれは大きくなる(懐中電灯を少し動かすと遠くの光が大きく動くのと同じ)。
  19. 黄色く見える紙は、赤と緑の光を反射し、青の光を吸収する。この紙に青い光だけを当てると、何色に見える?
    答え黒
    当たった青い光は吸収されて、はね返る光がない。反射する光がないと黒く見える。緑の光だけを当てれば、緑を反射するので緑に見える。
  20. 海の深いところには、赤い光がほとんど届かない。そこにいる赤い魚は、どのように見える?
    答え黒っぽく見えて目立たない
    赤い魚は赤い光を反射し、ほかの色を吸収する。赤い光が届かなければ反射する光がなく、黒っぽく見える。だから深い海では赤い体の色が天敵に見つかりにくい。
  21. 白い光の下で黄色く見える紙は、赤と緑の光を反射し、青の光を吸収している。この紙に緑の光だけを当てると、何色に見える?
    答え緑
    当たった光のうち、反射した色が見える。緑の光は反射されるので緑に見える。青の光だけなら、すべて吸収されて黒に見える。
  22. 弦をはじいて音を出すとき、弦を強く張ると、音の高さはどうなる?
    答え高くなる
    弦が短い・細い・強く張るほど、1秒間の振動の回数が多くなり高い音になる。
  23. 同じ弦を、さっきより強くはじいた。音はどう変わる?
    答え大きくなるが、高さは変わらない
    強くはじくと振れはばが大きくなり、音が大きくなる。音の高さは弦の長さ・太さ・張り方で決まる。
  24. 長さと張り方が同じ太い弦と細い弦では、高い音が出るのはどっち?
    答え細い弦
    ギターでも、細い弦ほど高い音が出る。
  25. 糸電話で話すとき、糸をたるませると声はどうなる?
    答え聞こえにくくなる
    糸をぴんと張ると糸がよく振動して声が伝わる。指で糸をつまんでも、振動が止まって聞こえなくなる。
  26. プールの底が、実際より浅く見えるのは、光のどの性質によるもの?
    答え屈折
    水中のものが浮き上がって見えたり、水に入れた棒が折れて見えたりするのも屈折。鏡や水面にうつるのは反射。
  27. ものにかげができるのは、光のどの性質によるもの?
    答え直進
    光はまっすぐ進むので、さえぎられたところに光が届かず、かげができる。
  28. 凸レンズの軸に平行に入った光は、レンズを通ったあとどう進む?
    答え反対側の焦点を通る
    レンズの中心を通る光はまっすぐ進む。焦点を通ってレンズに入った光は、軸に平行に進む。

図・グラフの読み取り(4問・図1枚)

図やグラフを見て答える問題です。同じ図を使う問いは、図の下にまとめてあります。計算のしかたは答えの下に書いてあります。

図1 音が伝わる時間と距離(グラフ)

音が伝わる時間と距離(グラフ)
  1. 花火が光ってから2.5秒後に音が聞こえた地点は、花火から何m?選択肢:1020m・750m・680m・850m
    答え850m
    グラフは1秒で340m。340×2.5=850m。
  2. 花火から1020mはなれた所では、花火が光ってから何秒後に音が聞こえる?選択肢:2.5秒・3秒・6秒・1.5秒
    答え3秒
    グラフで1020mになるのは3秒。1020÷340=3秒。
  3. がけに向かって手をたたくと、1秒後にはね返った音が聞こえた。がけまでは何m?選択肢:340m・680m・170m・85m
    答え170m
    音は1秒で340m進む。音はがけまで行って帰ってくるので、がけまではその半分の340÷2=170m。
  4. 花火からAさんは510m、Bさんは1020mはなれている。2人に音が聞こえる時間の差は何秒?選択肢:3秒・0.5秒・4.5秒・1.5秒
    答え1.5秒
    グラフで510mは1.5秒、1020mは3秒。3-1.5=1.5秒おくれてBさんに聞こえる。

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