熱・波・音 - 質問解決D.B.(データベース)

熱・波・音

【高校物理】真空中での定圧変化:断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ,内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、お…

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単元: #物理#熱・波・音#理科(高校生)
教材: #中高教材#セミナー物理基礎・物理
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ,内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、おもりのまわりを真空にした。このとき、ピストンは、底から高さh_0[m]の位置で静止した。
次の各問に答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg[m/s^2],気体定数をR[J/(mol・K)]とする。
(1) 気体の圧力,温度をそれぞれ求めよ。
次に、ヒーターから気体に熱を与えたところ、気体は膨張し、ピストンは、底から高さh_1[m]の位置で静止した。
(2) 気体が外部にした仕事は何Jか。
(3) 気体の内部エネルギーの変化量は何Jか。
(4) 気体が受け取った熱量は何Jか。
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【高校物理】開管:図のように、長さ15cmの開管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10²m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。(1) 気柱に生じている定常波の波…

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教材: #中高教材#セミナー物理基礎・物理
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
図のように、長さ15cmの開管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10²m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
(1) 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
(2) 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
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【高校物理】理想気体の状態変化:一定量の理想気体について、その圧力を一定に保ちながら状態を変化させる。この気体の体積Vと絶対温度Tの関係を表すグラフとして最も適当なものを、ア~エの中から選べ。

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問題文全文(内容文):
一定量の理想気体について、その圧力を一定に保ちながら状態を変化させる。この気体の体積Vと絶対温度Tの関係を表すグラフとして最も適当なものを、ア~エの中から選べ。
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【高校物理】 比熱の測定:周囲を断熱材で囲んだ熱量計に水 250gを入れると、全体の温度が26.0°Cとなった。そこへ、100°Cの中で加熱し、湯を払った150gのアルミニウム球を入れ、静かにかき混…

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問題文全文(内容文):
周囲を断熱材で囲んだ熱量計に水 250gを入れると、全体の温度が26.0°Cとなった。そこへ、100°Cの中で加熱し、湯を払った150gのアルミニウム球を入れ、静かにかき混ぜると、全体の温度が34.0°Cとなった。銅の容器と銅のかき混ぜ棒の質量はあわせて100g
、銅と水の比熱をそれぞれ0.39J/(g・K),4.2J/(g・K)とする。
(1) アルミニウムの比熱は何J/(g・K)か。
(2) アルミニウム球を水中に入れるとき、球に付着した湯も入ってしまった場合、平衡に達したときの温度は、34.0°Cよりも高くなるか、低くなるか。
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【高校物理】閉管:のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。(1) 気柱に生じている定常波の波…

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問題文全文(内容文):
図のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
(1) 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
(2) 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
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【高校物理】PーVグラフ:一定量の理想気体の状態を、図の矢印の順にゆっくりと変化させた。(1) CD間は、温度が一定の変化である。CD間での圧力pと体積Vとの関係を式で示せ。(2) CD間の温度を9…

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問題文全文(内容文):
一定量の理想気体の状態を、図の矢印の順にゆっくりと変化させた。
(1) CD間は、温度が一定の変化である。CD間での圧力pと体積Vとの関係を式で示せ。
(2) CD間の温度を9.0x10^2Kとすると、A,Bの温度はそれぞれ何Kか。
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【高校物理】池の底の泡:深さ4.0m、7.0℃の池の底で発生した泡が、27℃,1.0気圧の水面まで上昇するとき、その体積は最初の何倍になるか。ただし,水中では、10m深くなるごとに圧力は1.0気圧ず…

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問題文全文(内容文):
深さ4.0m、7.0℃の池の底で発生した泡が、27℃,1.0気圧の水面まで上昇するとき、その体積は最初の何倍になるか。ただし,水中では、10m深くなるごとに圧力は1.0気圧ずつ増加し、泡に含まれる気体の温度は周囲と常に等しいとする。
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【高校物理】弦の振動:振動数2.0✕10^2Hzのおんさの先端に、図のように糸を取りつけ、滑車を通しておもりAをつるした。PQの長さを0.90mとしておんさを振動させたところ、腹が3個の定常波が生じ…

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問題文全文(内容文):
振動数2.0✕10^2Hzのおんさの先端に、図のように糸を取りつけ、滑車を通しておもりAをつるした。PQの長さを0.90mとしておんさを振動させたところ、腹が3個の定常波が生じた。
(1) 定常波の波長と糸を伝わる横波の速さは、それぞれいくらか。
(2) 滑車を移動させ、PQの長さを1.2mにすると、定常波の腹の数はいくらになるか。
(3) PQをもとの長さにもどし、Aを別のおもりBにすると、腹が2個の定常波ができた。このときの糸を伝わる横波の速さはいくらか。
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【高校物理】 水の混合:熱容量 200J/Kの容器に、水150gを入れてしばらく放置したところ。その温度が20°Cになった。この中に70°Cの水100gを入れると、全体の温度は何°Cになるか。ただし…

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問題文全文(内容文):
熱容量 200J/Kの容器に、水150gを入れてしばらく放置したところ。その温度が20°Cになった。この中に70°Cの水100gを入れると、全体の温度は何°Cになるか。ただし、外部と熱のやりとりはなく、水の比熱を4.2J/(g・K)とする。
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【高校物理】比熱と熱容量: 質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/(g・K),水の比熱を4.2J/(g・K)として、次の各問に答えよ。(1)鉄製の容器の熱容量はい…

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問題文全文(内容文):
質量200gの鉄製の容器に、水150gが入っている。鉄の比熱を0.45J/(g・K)、水の比熱を4.2J/(g・K)として、次の各問に答えよ。
(1)鉄製の容器の熱容量はいくらか。
(2)全体の温度を1K上昇させるのに必要な熱量はいくらか。
(3)1800Jの熱量を与えたとき、全体の温度は何K上昇するか。
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【高校物理】 水が失う熱量:70°Cの水200gと10°Cの水50gを混ぜた。水の比熱を4.2J/(g・K)として、次の各問に答えよ。(1)外部と熱のやりとりがないとき、全体の温度は何°Cになるか。…

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問題文全文(内容文):
70°Cの水200gと10°Cの水50gを混ぜた。水の比熱を4.2J/(g・K)として、次の各問に答えよ。
(1)外部と熱のやりとりがないとき、全体の温度は何°Cになるか。
(2)実際には、全体の温度が48°Cになった。水全体が失った熱量はいくらか。
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【高校物理】ドップラー効果:図のように、直線道路で、音源が640Hzの音を出しながら20m/sで走っており、この音源に向かって、観測者が5.0m/sで近づいている。音速を340m/sとする。(1) …

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問題文全文(内容文):
図のように、直線道路で、音源が640Hzの音を出しながら20m/sで走っており、この音源に向かって、観測者が5.0m/sで近づいている。音速を340m/sとする。
(1) 観測者が聞く音の振動数を求めよ。
(2) 音源の速さが大きくなると、(1)の振動数はどのように変化するか。
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【高校物理】ドップラー効果:静止した音源が、振動数680Hzの音を出している。図のように、観測者が速さ10m/sでこの音源に近づく場合と、遠ざかる場合のそれぞれについて、観測者が聞く音の振動数を求め…

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問題文全文(内容文):
静止した音源が、振動数680Hzの音を出している。図のように、観測者が速さ10m/sでこの音源に近づく場合と、遠ざかる場合のそれぞれについて、観測者が聞く音の振動数を求めよ。ただし、音速を340m/sとする。
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【高校物理】ドップラー効果:静止している観測者に向かって、自動車が20m/sで近づきながら、160Hzの警笛を10s間鳴らした。音速を340m/sとする。(1) 観測者が聞く音の波長はいくらか。…

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問題文全文(内容文):
静止している観測者に向かって、自動車が20m/sで近づきながら、160Hzの警笛を10s間鳴らした。音速を340m/sとする。
(1) 観測者が聞く音の波長はいくらか。
(2) 観測者が聞く音の振動数はいくらか。
(3) 観測者は、自動車の笛を何s間聞くか。
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【高校物理】正弦波の式と位相:周期 0.40sの正弦波が、軸の正の向きに進んでいる。図は、時刻t=0sにおける位置x[m]と変位y〔m〕の関係を表している。(1)波の振幅、波長、速さはそれぞれいくら…

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問題文全文(内容文):
周期 0.40sの正弦波が、軸の正の向きに進んでいる。図は、時刻t=0sにおける位置x[m]と変位y〔m〕の関係を表している。
(1)波の振幅、波長、速さはそれぞれいくらか。
(2)t=0において、x=0での媒質の速度の向きを答えよ。
(3) 時刻t[s]での位置xにおける変位yを表す式を示せ。
(4) x=1.0mと3.0mの位置では、どちらの位相がどれだけ遅れているか。
(5) 図の時刻から0.10s後の波形を描け。また、正弦波の位相はどれだけ進むか。
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【高校物理】 正弦波の式:時刻t[s]における位置x[m]での変位y[m]が,y=2.0sin2π(t―0.50x)で表される波がある。次の各問に答えよ。(1)波の振幅、周期,波長はそれぞれいくら…

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問題文全文(内容文):
時刻t[s]における位置x[m]での変位y[m]が,y=2.0sin2π(t―0.50x)で表される波がある。次の各問に答えよ。
(1)波の振幅、周期,波長はそれぞれいくらか。
(2)波の速さはいくらか。
(3)横軸に位置x[m]、縦軸に変位y[m]をとり、t=0sにおける波形を描け。
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【高校物理】横波の移動:図は、軸の正の向きに進む横波の、時刻t=0における波形を表している。(1) 図の状態から微小時間が経過したとき、点Oの変位の向きはどちら向きか。(2)t=0において、媒質の速…

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問題文全文(内容文):
図は、軸の正の向きに進む横波の、時刻t=0における波形を表している。
(1) 図の状態から微小時間が経過したとき、点Oの変位の向きはどちら向きか。
(2)t=0において、媒質の速度が0の点、およびy軸の負の向きの速度が最大の点は、それぞれ図の点O~dのどれか。
(3)点Oと同位相の点、逆位相の点は、それぞれの点a~dのどれか。
(4)周期をTとして、点bの媒質の変位と時間との関係を示すy―tグラフを描け。
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【高校物理】レンズのコーティング:めがねのレンズは、光の反射をおさえるために、表面に薄膜がつけられている。屈折率1.8のレンズの表面に、それよりも小さい屈折率n(>1)の薄膜をつけ,波長λの光を垂直…

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単元: #物理#熱・波・音#理科(高校生)
教材: #中高教材#セミナー物理基礎・物理
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問題文全文(内容文):
めがねのレンズは、光の反射をおさえるために、表面に薄膜がつけられている。屈折率1.8のレンズの表面に、それよりも小さい屈折率n(>1)の薄膜をつけ,波長λの光を垂直に入射させる。m=0,1,2,・・・として、次の各問に答えよ。
(1) 光は、図の点A〜Dでそれぞれ反射する。反射によって光の位相はずれるか,ずれないか。それぞれ答えよ。
(2) 反射光が弱めあっているとき、薄膜の厚さdを、n,λ,mを用いて表せ。
(3) (2)のとき、薄膜を透過する光は強めあっているか、弱めあっているか。
(4) n=1.4,λ=5.6✕10-3mのとき、透過が強めあう最小のdを求めよ。
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【高校物理】光学距離:屈折率n、厚さのdの透明な平板がある。真空中で波長λの光が、この平板に垂直に入射して透過する。このとき、次の各問に答えよ。(1) 平板の厚さに相当する光学距離を求めよ。(2) …

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問題文全文(内容文):
屈折率n、厚さのdの透明な平板がある。真空中で波長λの光が、この平板に垂直に入射して透過する。このとき、次の各問に答えよ。
(1) 平板の厚さに相当する光学距離を求めよ。
(2) 真空中の光速をcとして、平板中を光が進む時間を光学距離から求めよ。
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【毎朝物理3日目】メルデの実験【8月平日限定】8/5(月)

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問題文全文(内容文):
電磁おんさに弦を固定し、滑車を通しておもりをつるした。おんさを振動させたところ、図1のように腹が2つの定常波ができた。次に、おんさの先端と滑車までの距離を変えずに、図2のように、おんさを弦の方向と直角に変えて、同じ振動数で振動させても定常波ができた。このとき、定常波の腹の数はいくつになるか。
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【毎朝物理4日目】屈折と臨界角【8月平日限定】8/6(火)

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問題文全文(内容文):
一定の厚さのガラス板が水面上に置かれている。水の屈折率を4/3、ガラスの屈折率を3/2、空気の屈折率を1として、次の各問に答えよ。
なお、答えは分数のままでよい。
(1) 水に対するガラスの屈折率はいくらか。
(2) ガラスから空気中に光が進むときの臨界角をθᴄとすると、sinθᴄの値はいくらか。
(3)水中からガラスに入射する光の入射角をθ₁とする。
光が空気中へ透過するためには、sinθ₁の値の範囲がいくらであればよいか。
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【毎朝物理5日目】縦波の横波表示【8月平日限定】8/7(水)

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問題文全文(内容文):
図(a)は媒質がつりあいの位置に等間隔に並んだようす,図(b)はある瞬間の媒質の変位のようすを表している。x軸の正の向きの変位をy軸の正の向きへ,x軸の負の向きの変位をy軸の負の向きに移し,図(b)を横波のグラフに表せ。
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【毎朝物理7日目】波の要素【8月平日限定】8/9(金)

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問題文全文(内容文):
図の実線波形は,x軸の正の向きに進む正弦波の,時刻t=0sのようすを示したものである。実線波形が最初に破線波形のようになるのに,1.5sかかった。次の各問に答えよ。
(1)波の振幅,波長はそれぞれいくらか。
(2)波の速さはいくらか。また,波の振動数,周期はいくらか。
(3)実線波形の状態から,3.0s後の波形を図中に示せ。
(4)波形が続いているとすると,t=0sのとき,x=30.0mの媒質の変位はいくらか。
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今までありがとうございました!【毎朝物理最終日!】凸面鏡【8月平日限定】8/30(金)

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問題文全文(内容文):
焦点距離 20 cm の凸面鏡の前方 60 cm の光軸上に、長さ 8.0 cm の物体 AA' を置いた。次の各問に答えなさい。
(1) 鏡による物体の像の位置と大きさを求めよ。
(2) 像は実像か虚像か、また正立か倒立か答えなさい。
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【毎朝物理21日目】波の干渉【8月平日限定】8/29(木)

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問題文全文(内容文):
浅く水をはった大きな水槽で,水面上の2点S₁,S₂を一定時間1.0sごとに同時にたたき,2つの波をつくる。図の円,または円弧は,時刻0sにおける波の山の位置を表している。次の各問に答えよ。
(1) Aは,S₁から1.5波長,S₂から2.5波長はなれた点である。図の状態において,Aは山,谷のどちらか。
(2) (1)のAの山,または谷は移動するか,しないか。
(3) (2)で移動すると答えた場合は,1.5s後の位置を図中に黒丸で記入し,そのかたわらにBと示せ。移動しないと答えた場合は,図中のAを丸で囲め。
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【毎朝物理20日目】気柱の圧力と密度【8月平日限定】8/28(水)

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問題文全文(内容文):
図は,閉管の気柱に共鳴がおこっているようすである。次の各部分は,図の点A~Gのうちのどこか。開口端補正は無視できるものとする。
(1) 最大の振幅で振動している部分。
(2) 圧力(密度)の変化が最大の部分。
(3) 圧力が変化しない部分(外の大気圧と等しい圧力を保つ部分)。
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【毎朝物理19日目】ヤングの実験【実践編】【8月平日限定】8/27(火)

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問題文全文(内容文):
図は、ヤングの干渉実験を示しており、Dは,波長を変えることができる単色光源である。スリットS₁,S₂の間隔dは,スクリーンPQまでの距離Lに比べて十分に小さいものとする。PQ上に観察される干渉縞について,次の各問に答えよ。
(1) スクリーンPQの中心Oから距離xはなれたスクリーン上の点をRとする。経路差|S₁R-S₂R|を,d,x,Lを用いて表せ。ただし,xはLよりも十分に小さく,|h|<<1のときに成り立つ,(1+h)^n≒1+nhの近似式を用いてよい。
(2) d=4.0×10*-4m,L=2.0mのとき,干渉縞の明線の間隔Δxが3.0×10^-3mとなった。光源の単色光の波長はいくらか。
(3) 単色光の色を赤,緑,紫に変えると,Δxが変化した。Δxが大きい順に色を示せ。
(4) 装置全体を空気中から水中にうつすと,Δxはどのように変化するか。
(5) 単色光の代わりに白色光を用いると,1次の明線はどのように見えるか。
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【毎朝物理18日目】波のグラフ【8月平日限定】8/26(月)

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図で示される振動が媒質の1点(原点)におこり,x軸の正の向きに4.0m/sの速さで伝わる。次の各問に答えよ。 (1)周期はいくらか。 (2)波の波長はいくらか。 (3)振動がおこってから0.60s経過したときの波形を描け。
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【高校物理】屈折率のせいで光はどうなる?経路差と光路差も2分で復習!!

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【高校物理】屈折率のせいで光はどうなる?経路差と光路差も2分で復習!!
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【毎朝物理17日目】クインケ管【8月平日限定】8/23(金)

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図のような装置をクインケ管という。Aで出された音が,ACBとADBの経路に分かれて進み,Bで干渉する。Cを5.0cm引き出すごとにBで聞こえる音は大きくなった。音速を3.4×10²m/sとする。次の各問に答えよ。 (1)音の波長λ[m]と振動f[Hz]を求めよ。 (2)気温が高くなると,音が再び大きくなるまでにCを引き出す長さは,もとの5.0cmと比べてどのように変化するか。
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