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理科 理科中学1年

これだけ覚えて点数アップ!中学1年理科13音の伝わり方、大きさ、高さテスト対策問題

Twitter@YaUsGfcqxuo2ffx)です

けんぼう先生

今日は中学校理科の音について学んでいくよ

未来けんぼう

簡単そう!

けんぼう先生

音は光ほどややこしくないので大丈夫

未来けんぼう

頑張ります!

音の伝わり方、大きさ、高さ

前回の記事はこちら
これだけ覚えて点数アップ!中学1年理科12凸レンズによる像と作図テスト対策問題

音の分野はテストでも必ずと言っていいほど出題されるので
しっかりとどのように光が進んでいくのかを見て、頭にいれてテスト対策していこう

ここでは音の伝わり方や大きさの関係性について見ていくよ
最終的には音の性質を説明できるようになればOKだよ

音の伝わり方


  • →音について詳しく見ていくよ
    • 音の正体
      →音は物体が振動することで出るんだよ
      =ふるえているというイメージでOK
      スピーカーとかで音楽を流すとふるえてるのがわかるよね
    • 空気が音を振動
      音は空気が振動してのよう伝えているという特徴も覚えておこう
    • 音源
      →音を出している物体を音源というので覚えておいてね
      【音が振動している実験例】
      太鼓の上に、発泡スチロールのかけらをのせて、たたく。
      発泡スチロールがはねた
      太鼓をたたいたあと、太鼓をさわってみる。
      振動した
      声を出しながら、のどを手でさわってみる。
      ふるえた
      キーボードや声の音をオシロスコープで見る。
      波形がでた
      ストローの先を八の字に切り、それを口にくわえて吹く。
      ふるえていた
      【結果】
      音が出ているものは全て振動していることがわかるよね

記事のまとめ

  • 音は物体が振動することで音を発生させると覚えておく
  • 音を発生させているものを音源という

音さの実験

  • さの音の伝わり方
    →ここではおんさと呼ばれる器具を使って実験を見ていこう

こんな形の音を発生する装置をおんさというよ
1.Aの音さを叩くとどうなるか
Bはたたいてないのに音がなりだす
なぜこうなるのかというと
Aのおんさの振動がBのおんさに伝わるからだよ
=Aをたたくことでブオーンという感じで音がなるよね(振動している)
これが空気を通してBの音さも振動させてBのおんさは叩いてないのに音がなりだすということだよ

【AとBの間に板を置いてるver】

こんな形の音を発生する装置をおんさというよ
1.Aの音さを叩くとどうなるか
→空気の振動が板でさえぎられているのでBはならない
空気が音を振動させてくれるのでそれをさえぎられるとBは震えることができないんだね

ビンを使った実験

  • ビンの実験も見ていこう
    →とにかく空気の振動があるかどうかがポイントだから見ていこう
  • 実験
    びんの中にブザーを入れ、ブザーを鳴らす。
    →ブザーを鳴らしながら、中の空気をぬいていく。
    すると音はだんだん小さくなりやがて聞こえなくなるよ

    理由はここまで見てきたのでわかるよね
    空気がなくなると音を伝えることができない=振動できない
    音源の振動は空気に伝わり、この振動が波となってつぎつぎに空気中を伝わっていく
    というのをここでもしっかり覚えておこう

音の伝わる速さ

  • 音のスピード
    →音の速度の基本を確認しながら計算までできるようにしていこう
    • 音の速さ
      →音は1秒間に340メートルの速さで伝わるよ
      花火大会をイメージするとわかりやすいけど
      花火があがってその後に音が聞こえてくるよね
      これは音よりも光の方が速いからだよ

ポイント

  • 音が伝わる速さ→1秒間に340m
  • 光が伝わる速さ→1秒間に300000km
    音の伝わる速さだけ覚えて次の問題に進もう

音の速さの公式を覚えて使えるようにしておこうね
音の伝わる距離は
音の伝わる速さ×音の伝わる時間で求められるよ
(例)

かみなりが見えて5秒後に音がきこえた。
かみなりまでの距離は??
340(1秒間に伝わる速さ)×5=1700m

計算できるようにしておこうね

音の大きさ


  • →音の大きさの実験を見ていくよ

    音の大きさや高さと物体の振動を調べる
    【実験1弦の強さ】
    弦を強くはじく
    音は大きい音がでる
    これはイメージできるよね
    笛や太鼓も強く吹いたり、強く叩くと音は大きいよね
    弦を弱くはじく
    →さっきの逆だから音は小さくなるよね

    【実験2弦の張り】
    弦の張りを強くすると
    高い音が出る
    弦の張りを弱くすもしも
    低い音が出る

    【実験3弦の長さ】
    弦の長さを短くすると
    →高い音が出る
    弦の長さを長くすると
    →低い音が出る
    特に張りと長さがごっちゃになりそうだけど
    テストでよく出るし覚えたら絶対に得点になるので覚えておこう

【まとめと補足】
振幅→音源の振れ幅のこと
音源の振幅が大きいほど、音は大きくなるよ!!

短い弦→高い音長い弦→低い音
細い弦→高い音太い弦→低い音
強く引っ張る→高い音弱く引っ張る→低い音
弦の長さと太さと張り方の音の高さまとめ

記事のまとめ

  • 弦を強くはじくほど、振幅が大きくなり、大きい音が出る。
  • 弦の振動する長さが短いほど振動数が多くなり高い音が出る
  • 弦が細いほど振動数が多くなり高い音が出る
  • 弦の張り方が強いほど振動数が多くなり高い音が出る
  • 音の大きさや高さは、音源の振幅や振動数によって決まるってことだね
  • 振動数
    →音源が1秒間に振動する回数。ちなみに単位はヘルツ(HZ)
  • 図を見て理解しよう
    グラフが出てきて音がどうなってるのかを問題で出されるのでそれを覚えたらこの単元は終わりだよ

左のような図が出てきて音が大きいや高いなどを答えられるようにしておこう

【高い音はどれ?】
→左の上下の図
=高い音は波が多いのが高い音になるよ
右の図は波が3つくらいだよね
それに比べたら左の方が波は多いよね

【大きい音はどれ?】
→上の左右の図
=大きい音は振幅に関わるので振幅は中心から上までの高さ
波の高さが大きいものを選ぼう

記事のまとめ

  • 大きい音と小さい音→波形の大きさがちがう
  • 高い音と低い音→波形のはばがちがう
  • 音の高さは波の数、音の大きさは波の高さで表される

ここまで単語を理解できたら実際に問題を解いていこう

中学理科定期テストレベルテスト対策問題

明さんが、花火が開くところを見てから音が聞こえるまでの時間を、ストップウォッチではかったところ、3.8秒でした。
空気中を音が伝わる選さを340m/sとして、次の問いに答えなさい。

(1) 明さんから花火までの距離は何mですか。

(2)花火から明さんまでの距離より、花火から治さんまでの距離の方が510m長いとき、治さんが花火が開くところを見てから音が聞こえるまでの時間は何秒ですか。

(3)花火が開くところが見えてから、音が掛こえるまでに時間がかかるのはなぜですか。「音が伝わる速さが」につづけてかきなさい

↓解答解説↓

  1. 1292m
  2. 5.3秒
  3. 音が伝わる速さが光の速さより遅いから

図1のように、弦の先におもりをつりさげて、弦のはりの強さを変えることができるモノコードがある。
図2は、このモノコードの弦におもりを1個つり下げて、AB間の弦の長さを30cmにし、AB間の中央をはじいたときの、音の波形を表したものである。

(1)AB間の弦の長さは30cmのままで、つり下げるおもりの数を2個にし、同じ強さで弦をはじくと、図2のときと比べて音はどうなるか。

(2)おもりの数は変えずに、木片を動かしてAB間の弦の長さと60cmにして同じ強さでAB間の中央をはじくと図2のときと比べて音はどうなるか。

(3)AB間の弦の長さを30cmにしておもりを1個つり下げ、AB間の中央を、図2のときよりも強くはじいたときの音の波形を、次のア~エから1つ選びなさい。

4)下の図のように、牛乳パックと輪ゴムと鉛筆を使って、音の性質をしらべる実験を行った。

  1. 実験の図2の音が出ているときの輪ゴムの振動のアを何というか。
  2. 実験で、輪ゴムをはじいたときの音をさらに高くするためには、どのようにすればよいですか。1~4から選びなさい。
  1. 実験のときよりも輪ゴムの張り方をゆるくする。
  2. 実験のときよりも輸ゴムの張り方を強くする。
  3. 実験のときよりも輪ゴムを強くはじく。
  4. 実験のときよりも輪ゴムを弱くはじく。

↓解答解説↓

  1. 高くなる
  2. 低くなる
  3. 1ー振幅 2ー2

左のA~Dはコンピュータで調べた音の波形です。
次の問いに答えなさい。

(1) ①最も高い音、②最も小さい音は、
それぞれA~Dのどれか。記号で答えなさい。

(2) A~Dで、同じ高さの音はどれとどれか。
記号で答えなさい。

(3)振動して音を発している物体を何というか。

(4)弦などの(1)の振動の幅を何というか。

(5)(3)が1秒間に振動する回数を何というか。

(6)(5)の単位を表す記号を書きなさい

↓解答解説↓

  1. 1ーC 2ーD
  2. AとD
  3. 音源
  4. 振幅
  5. 振動数
  6. Hz

次の文章は、この実験で、競技用号砲から出た音の伝わり方について述べたものである。

文章中の(①)に入る適切な語を書きなさい。

(1)競技用号砲から出た音は、(①)の振動として伝わった。
音が聞こえたのは、(①)の振動が耳の中の鼓膜をはじめに振動させたからである。

(2)実験の後に愛梨さんは、「栄志さんの競技用号砲の光が見えてから、その後に音が聞こえてきた。」と言った。そのように音が聞こえる理由を、「速さ」という語を用いて書きなさい。

(3)実験で、栄志さんがストップウォッチではかった時間は1.5秒であった。この結果から、栄志さんから愛梨さんまでの距離は何m離れていると考えられるか。
ただし、音は空気中で1秒間に340m進むものとする。

↓解答解説↓

  1. 空気
  2. 光の進む速さの方が音の進む速さよりも速いから
  3. 255m

音の伝わり方、高さ、速さまとめ

記事のまとめ

  • 理科ではまず語句を知らなければならないのでしっかり覚える
  • 語句に関連させて物事を説明できるように
  • 図やイラストで実験方法をおさえておこう
  • 音よりも光の方が速いと覚えて計算できるようにしておこう
  • テスト入試でよく出る範囲なのでおぼえておこう

次は色々な力のはたらきについて見ていこう
これだけ覚えて点数アップ!中学1年理科14いろいろな力のはたらきテスト対策問題

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