波動と音波・超音波の過去問

光の屈折、反射、散乱の結果、現れる現象でないのはどれか。

1: 晴れた日に空が青く見えた。

2: 夕焼けで空が赤くなっていた。

3: 雨上がりに二重の虹が見えた。

4: 月面から見ると地球が青く見えた。

5: 落雷のとき稲妻が青白く見えた。

ある湖の水面上の点Aで発生した音を、同じ湖の水面上の点Bにおいて空気中と水中で同時観測した。空気中と水中で観測した音の到達時間に1秒のずれがあった場合、点Aと点Bは何m離れているか。ただし、簡単のため空気中、水中の音速をそれぞれ300m/s、1500m/sとし、両点間に障害物はなく音は直進すると仮定する。

1: 30

2: 150

3: 375

4: 750

5: 1200

図のように、直線上を観測者と振動数f0の音源が互いに近づきながら移動している。観測者の速さをv1、音源の速さをv2とするとき、観測者の聞く音の振動数はどれか。ただし、音速をCとする。 

音の3要素はどれか。 

a: 高さ 

b: 強さ 

c: 音色 

d: 速さ 

e: 方向 

1. a b c　2. a b e　3. a d e　4. b c d　5. c d e

1000Hzの静止音源に観測者が接近したとき、聞こえる音の振動数が1060Hzであった。観測者の速度[m/s]に最も近いのはどれか。ただし、音速は340m/sとする。 

1: 10 

2: 15 

3: 20 

4: 25 

5: 30 

正しいのはどれか。 

a: 2000Hzの音波は超音波である。 

b: 頭蓋骨を伝わる音速は約1500m/sである。 

c: 音響インピーダンスは密度と音速の積である。 

d: 音波は音響インピーダンスの異なる組織の境界面で反射する。 

e: 骨の音響インピーダンスは筋肉より大きい。 

1. a b c　2. a b e　3. a d e　4. b c d　5. c d e

可聴音におけるドプラ効果において、観測される音の周波数変化に影響しない因子はどれか。

1: 音波の振幅

2: 風　速

3: 音源と観測者の速度ベクトルのなす角度

4: 音源の速さ

5: 観測者の速さ

図は一定周波数の音波の波形を表している。縦軸として妥当なのはどれか。

1: 音　圧

2: 周　期

3: 音　速

4: 音　色

5: エネルギー

ドプラ効果について誤っているのはどれか。

a: 観測者と音源の相対運動で生じる。

b: 音源が観測者に接近すると音が高く聞こえる。

c: 光においても認められる。

d: 山びこはドプラ効果である。

e: 音波の振幅に関する現象である。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

静止している観測者に向かって振動数900Hzの音源が音速の1/3の速さで近づいている。音速が330m/sのとき、観測者が聞く音の振動数は何Hzか。

1: 450

2: 600

3: 900

4: 1350

5: 1500

誤っている組合せはどれか。

1: プリズムに太陽光を通したら虹のようなスペクトルになる。 -- 散　乱

2: 太陽光を障害物で遮ると陰の辺縁部も少し明るくなる。 -- 回　折

3: 水を張った浴槽の底が実際より浅く見える。 -- 屈　折

4: 水に浮いた油に白色光を当てるといろいろな色彩が見える。 -- 干　渉

5: カメラに専用のフィルタを装着すると水中の魚が良く写る。 -- 偏　光

振動数200Hzの音源が、静止している観測者に向かって音速の2/3の速さで近づいている。音速が330m/sのとき、観測者が聞く音の周波数は何Hzか。

1: 300

2: 400

3: 500

4: 600

5: 700

振動数300Hzの音源が速さ40m/sで直線上を進んでいる。音速を340m/sとするとき、音源の進行方向前方に伝わる音の波長は何mか。

1: 0.9

2: 1.0

3: 1.1

4: 1.2

5: 1.3

電磁波について誤っているのはどれか。

1: 媒質によって伝搬速度が異なる。

2: 振動数が低いほど回折しやすい。

3: 波長が短いほど屈折率が小さい。

4: 速度は振動数に比例する。

5: 2つの異なる媒質界面では反射がおこる。

音波について誤っているのはどれか。

1: 水中（25℃）の音速は約1500m/sである。

2: 超音波は生体内で指数関数的に減衰する。

3: 血液の固有音響インピーダンスは頭蓋骨より小さい。

4: 硬い物質ほど伝搬速度が速い。

5: 周波数が高くなるほどドプラ効果は起こりにくい。

静止している観測者に向かって音源が音速の1/10の速さで近づくとき、観測者が聞く音の振動数は音源が出す音の振動数の何倍か。

1: 9/10

2: 10/11

3: 11/10

4: 10/9

5: 11/9

音について誤っているのはどれか。

1: 空気中の音速は気温が高くなると遅くなる。

2: 音波は音響インピーダンスの異なる媒質の境界面で反射される。

3: 液体中の音速は固体中の音速より遅い。

4: 音の強さは振幅によって決まる。

5: 可聴域の音波の振動数はおよそ20Hzから20kHzである。

振動数一定の音源から発する音波を空気中と水中で観測したところ、波長はそれぞれ2mと9mであった。水中の音速は何m/sか。

1: 1500

2: 1510

3: 1520

4: 1530

5: 1540

超音波探触子（プローブ）について誤っているのはどれか。

1: 圧電素子に高い電圧を加えるほどより高い周波数が生じる。

2: 球面波は点音源から送波される。

3: 音響レンズは生体に最も近い側に置かれる。

4: パルス幅が長くなると距離分解能は低下する。

5: 機械スキャン方式は可変フォーカスの動作が難しい。

固有音響インピーダンスが最も小さいのはどれか。

1: 空　気

2: 脂　肪

3: 筋

4: 血　液

5: 骨