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3章 身のまわりの現象(光・音・力・圧力) ── 50問問題集

身のまわりの現象(光・音・力・圧力)の重要事項を、基本20・標準20・応用10の3段階で総点検。答えはタップで開けます。

基本(20問)

問題1
鏡などの反射面に対して垂直に立てた、角度をはかる基準となる線を何というか。
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法線
反射面に垂直な線を法線といい、入射角・反射角はこの法線から測る。
問題2
光が鏡で反射するとき、入射角と反射角の大きさの関係はどうなっているか。
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等しい(入射角=反射角)
反射の法則により入射角と反射角は常に等しくなる。
問題3
光が同じ物質の中をまっすぐ進む性質を何というか。
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直進(光の直進)
光は同じ物質中ではまっすぐ進むため、不透明な物の後ろに影ができる。
問題4
光が空気中を進む速さはおよそ秒速何kmか。
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約30万km
光は1秒間に約30万km進み、これは地球を約7回半まわる速さである。
問題5
紙や木のように表面に細かい凸凹がある面で、光がいろいろな方向に散らばって反射することを何というか。
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乱反射
乱反射のおかげでどの角度からでも物を見ることができる。
問題6
光が空気から水やガラスへ進むとき、光の進む向きが境目で変わる現象を何というか。
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屈折
光が異なる物質の境界で進む向きを変える現象を屈折という。
問題7
水やガラスから空気へ進む光の入射角を大きくしていき、光が空気側へ出られず境目で完全に反射する現象を何というか。
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全反射
密な物質から疎な物質へ進む光の入射角が臨界角を超えると全反射が起こる。
問題8
凸レンズの軸に平行に入った光が、レンズを通った後に集まる点を何というか。
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焦点
軸に平行な光はレンズを通った後、反対側の焦点に集まる。
問題9
レンズの中心から焦点までの距離を何というか。記号も書きなさい。
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焦点距離(記号 f)
レンズの中心から焦点までの距離を焦点距離といい記号fで表す。
問題10
音を出している物体(発音体)を何というか。
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音源
音を出している物体を音源といい、必ずどこかが振動している。
問題11
音の高さを決める、1秒間に振動する回数を何というか。
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振動数
振動数が多いほど高い音になり、単位はHz(ヘルツ)で表す。
問題12
音の大きさを決める、振動の揺れ幅を何というか。
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振幅
振幅が大きいほど大きな音になる。
問題13
空気中(気温15℃)を音が伝わる速さはおよそ秒速何mか。
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約340m
空気中の音速は約340m/秒である。
問題14
地球上のすべての物体に、つねに下向きにはたらく、地球が物体を引っ張る力を何というか。
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重力
重力は地球がすべての物体を下向きに引く力である。
問題15
机や床などの面が、その上の物体を面に垂直な向きに支える力を何というか。
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垂直抗力
机の上の本が落ちないのは重力と垂直抗力がつり合っているためである。
問題16
力を完全に表すために必要な3つの情報(力の3要素)をすべて答えなさい。
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大きさ・向き・作用点
力は大きさ・向き・作用点の3要素で表される。
問題17
力を矢印で表すとき、矢印の長さは力の何を表すか。
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力の大きさ
矢印の長さは決めた縮尺にしたがって力の大きさを表す。
問題18
力の大きさを表す単位は何か。カタカナで答えなさい。
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ニュートン
力の大きさはN(ニュートン)という単位で表す。
問題19
圧力を求める公式を、力と面積を使って書きなさい。
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圧力=力÷面積
圧力は単位面積あたりにはたらく力の大きさで、力÷面積で求める。
問題20
圧力の単位Paは何と読むか。カタカナで答えなさい。
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パスカル
圧力の単位Paはパスカルと読み、1Pa=1N/m²である。

標準(20問)

問題21
光が鏡に入るとき、鏡面と入射光線の間の角が20°であった。このときの入射角は何度か。
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70°
入射角は法線から測るので、90°から鏡面との角20°を引いて70°となる。
問題22
鏡に映る像は、鏡の面に対して実物とどのような位置関係にできるか。
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対称な位置(鏡からの距離が等しい位置)
鏡の像は鏡面をはさんで実物と対称な位置にでき、大きさは実物と同じである。
問題23
鏡に映って見える、実際にはそこに物体がないのにあるように見える像を何というか。
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虚像
目に入った光が直進してきたと脳が感じるため、鏡の向こう側に虚像が見える。
問題24
光が空気から水へ斜めに進むとき、屈折角は入射角より大きいか小さいか。
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小さい
空気から水へ進む光は法線に近づくように曲がるため、屈折角は入射角より小さい。
問題25
水中の物体が実際より浅い位置にあるように見えるとき、関係している光の性質は何か。
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屈折
水から空気へ出る光が屈折して目に届き、脳が直進してきたと判断するため浅く見える。
問題26
水から空気へ進む光で、屈折角がちょうど90°になるときの入射角を何というか。
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臨界角
臨界角を超えて入射角を大きくすると全反射が起こる。
問題27
焦点距離10cmの凸レンズの前、レンズから20cm(焦点距離の2倍)の位置に物体を置いた。できる像の大きさは物体と比べてどうか。
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物体と同じ大きさ
焦点距離の2倍に物体を置くと、反対側の同じ距離に同じ大きさの倒立実像ができる。
問題28
凸レンズで、スクリーンに映すことができ、向きが倒立している像を何というか。
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実像
レンズを通った光が実際に集まってできる像が実像で、向きは倒立する。
問題29
虫眼鏡で文字を大きく見るとき、物体を焦点に対してどの位置に置いているか。
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焦点より内側(レンズと焦点の間)
焦点より内側に物体を置くと、正立で拡大された虚像が見える。
問題30
凸レンズの作図で使う3本の光線のうち、レンズの中心を通る光はレンズを通った後どのように進むか。
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そのまま直進する
レンズの中心を通る光は曲がらずそのまま直進する。
問題31
同じ高さ・同じ大きさの音でも、ピアノとバイオリンで違って聞こえるのは、音の何が違うからか。
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音色(波の形・波形)
音色は波の形で決まり、楽器ごとに波形が異なるため違って聞こえる。
問題32
空気・水・鉄のうち、音が最も速く伝わるのはどれか。
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音は気体<液体<固体の順に速く伝わり、鉄の中では約5000m/秒である。
問題33
花火が見えてから音が聞こえるまで3秒かかった。花火までの距離は何mか。空気中の音速を340m/秒とする。
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1020m
距離=速さ×時間=340×3=1020mとなる。
問題34
人間が聞くことのできる音の振動数のおおよその範囲を答えなさい。
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約20Hz〜20000Hz(20kHz)
この範囲を可聴範囲といい、これより高い音は超音波である。
問題35
ばねやゴムなど変形した物体が元に戻ろうとして生じる力を何というか。
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弾性力
弾性力は変形量が大きいほど大きく、ばねばかりはこの性質を利用している。
問題36
重力・摩擦力・弾性力・垂直抗力・磁力・電気の力のうち、離れていてもはたらく力をすべて答えなさい。
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重力・磁力・電気の力
磁力と電気の力は離れていてもはたらき、重力も地球全体との間にはたらく例外である。
問題37
質量500gの物体の、地球での重さは何Nか。質量100gの物体にはたらく重力を1Nとする。
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5N
500÷100=5なので重さは5Nとなる。
問題38
ばねの伸びは、加えた力の大きさに比例するという法則を何というか。
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フックの法則
フックの法則により、弾性限界の範囲内でばねの伸びは加えた力に比例する。
問題39
2つの力がつり合うための3つの条件をすべて答えなさい。
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大きさが等しい・向きが反対・同じ一直線上にある
この3条件をすべて満たすと合力が0になり物体は静止する。
問題40
質量3kgの本を底面積100cm²で机に置いたときの圧力は何Paか。1kgの物体にはたらく重力を10Nとする。
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3000Pa
力は30N、面積は0.01m²なので30÷0.01=3000Paとなる。

応用(10問)

問題41
身長160cmの人が全身を映すために必要な鏡の最低の高さは何cmか。
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80cm
全身を映す鏡は身長の半分でよく、鏡からの距離には関係しない。
問題42
光ファイバーが長い距離を光で情報を運べるのは、内壁で何という現象をくり返すからか。
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全反射
内壁での入射角が臨界角より大きく全反射をくり返すため、光がほとんど漏れずに進む。
問題43
焦点距離15cmの凸レンズで、物体を焦点距離の2倍より遠い位置に置いた。できる実像の大きさは物体より大きいか小さいか。
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小さい
焦点距離の2倍より遠い位置では、倒立で物体より小さい実像ができる(カメラの原理)。
問題44
1Nで2cm伸びるばねに50gの物体をつるすと、ばねは何cm伸びるか。100gの物体にはたらく重力を1Nとする。
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1cm
50gの重力は0.5Nなので、2×0.5=1cm伸びる。
問題45
質量1kgの物体を月へ持っていくと、月での質量は何gになるか。
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1000g(変わらない)
質量は物質そのものの量なので、場所が変わっても変化しない。
問題46
質量500gの物体をばねばかりで天井からつるして静止させた。ばねばかりが示す値は何Nか。100gの物体にはたらく重力を1Nとする。
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5N
重力5Nとばねの弾性力がつり合うため、ばねばかりは5Nを示す。
問題47
大きさが等しく向きが反対の2力が、同じ一直線上ではなくずれた位置にはたらくと、物体はどうなるか。
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回転する
つり合いの条件③(同一直線上)が欠けると物体は回転を始める。
問題48
質量400gの直方体を底面積20cm²の向きで置いたときの圧力は何Paか。100gの物体にはたらく重力を1Nとする。
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2000Pa
力は4N、面積は0.002m²なので4÷0.002=2000Paとなる。
問題49
水圧が水の深さに比例して大きくなるのはなぜか。簡潔に説明しなさい。
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深い場所ほど上にある水の量(重さ)が多くなるから
水圧はその場所より上にある水の重さによる圧力なので、深いほど大きくなる。
問題50
海面付近の大気圧はおよそ何hPaか。
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約1013hPa(1気圧)
海面付近の大気圧は約101300Pa=約1013hPaで、これを1気圧という。