ソクマル高卒認定(物理基礎)

問3 Bさんが「描き直しが必要だ」と言った根拠として,上の会話文中の ウ にあて…

次の会話文を読み,問1 ~問6 に答えよ。 研究発表会で,水面を伝わる波の特徴について発表する準備をしているAさんが,Bさんに相 談している。 Aさん:まず,実験装置の説明から始めるよ。最初に用意したのは,波を作るための偏心モー ター。偏心モーターは,おもりの中心から少しずれたところにモーターの軸を取り付け たもので,これを,図1 のように水槽の幅よりも少し短い板に固定して,電源を接続す ると振動して波源となるんだ。 Bさん:偏心モーターは,スマホの着信を知らせる振動でも使われているって聞いたことがあるよ。 Aさん:なるほど。さて,図1 のように,水槽に水を入れ,水面と波源の板が触れる程度の高さ に板をつり下げて,偏心モーターに電源を接続して振動させると,波源の板に平行な波 (平面波)を発生させることができた。 電源 偏心モーター 平行な波(平面波) 綿(波の反射防止のため) 波源の板 水槽 図1 Aさん:波源の板から長さがL の距離まで波が到達するのに必要な時間がt なら,平面波の速 さv は ア になる。このとき,電源の電圧を調整して偏心モーターの振動数を変 えると,平面波の周期を変えられるんだ。 Bさん:平面波の周期をT とすると,平面波の波長λ は イ で表せることや,波の振幅を 変化させるために,板の高さを調節したことも説明した方がいいよ。 Aさん:次に,水槽の中の水をできる限り減らして,水深を測定する。波源の板が水面にギリギ リに触れる高さにして波の振幅を調整したんだ。波の速さは,スマホのカメラを使って 動画で撮影して,水槽に貼り付けたメジャーを利用して求めたよ。 Bさん:1 つの水深での波の速さを求めるだけでも,大変なんだね。 Aさん:うん,なかなか大変だったよ。続いて,水槽に少し水を加えて,水深を大きくして,同 じように波の速さを求めた。このように水深を変えたときの波の速さを表1 にまとめた んだ。 表1 水深と波の速さ Bさん:このままだとわかりにくいから,グラフにまとめた方がいいね。 Aさん:そうだね。 <Aさんは,グラフ用紙に図2 のようなグラフを描いた。> Aさん:グラフを描いたよ。縦軸を波の速さ,横軸を水深として,水深が5 cm のときの速さを 表す点と,水深が20 cm のときの速さを表す点とを,直線で結んだよ。 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 水深〔cm〕 波の速さ 〔m/s〕 図2 Bさん:Aさん,このグラフじゃダメだよ。 Aさん:えっ,そうなの。 Bさん: ウ ,描き直しが必要だよ。 Aさん:なるほど,ちゃんとグラフを描き直すことにするよ。
問3 Bさんが「描き直しが必要だ」と言った根拠として,上の会話文中の ウ にあてはまる 文として最も適切なものはどれか。次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
水深〔cm〕5101520
波の速さ〔m/s〕0.71.01.21.4
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。表はこのページに組み直して載せています。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。

解説

正解は1です。測定した点をもとにグラフを描くときは、すべての測定点を記入したうえで、それらを通るか、最も近づくようななめらかな線を引きます。一部の点を省いたり、隣り合う2点だけを直線で結んだり、原点と最後の点を直線で結んだりすると、測定の傾向が正しく伝わりません。Bさんはこの描き方の決まりを踏まえて描き直しを求めています。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00019.htm)を加工して作成

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