【福岡県】2017年度公立高校入試「理科」の物理分野はこれが出る!

いよいよ物理分野の予想に入ります。これまで、生物、化学、地学と予想を行ってきましたが、今回の物理分野で完結になります。物理分野は第7問~第8問で登場し、受験生が苦手とする計算問題、作図問題がよく出題されます。

2017年度理科「物理分野」の出題予想

第7問~第8問で登場する物理分野ですが、ここ数年は、第7問が電気に関する問題、第8問が中学3年生で学習した内容になっています。今年は第7問で、音の性質に関する問題か、電流と磁界に関する問題が出題され、第8問で仕事の計算をさせる問題が出題されると予想しています。以下の分野が出題される可能性が高いです。

  • 音の性質
    オシロスコープやモノコード
  • 電磁誘導、電磁石
    電磁誘導、コイルやモーター
  • 電流と電子
    真空放電管、静電気
  • 仕事とエネルギー
    仕事、仕事率、仕事の原理

中でも出題の可能性が高い、音の性質について今日は復習しておきましょう。

音の性質

音の性質に関する問題で、大きなウエイトを占めるのは、オシロスコープを使った、音の波形に関する問題と、モノコードなどを使った音の高低に関する問題ではないでしょうか。

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オシロスコープ

音は、音源の振動が空気に伝わり、空気の振動が波となって伝わることで聞こえます。空気の振動のようすをコンピューターで表したものがオシロスコープです。波の形によって、音の大きさや高低がわかるようになっています。

音の大小

大きい音と小さい音の違いは、波の波形の大きさの違いです。大きい音は波の山が大きく、小さい音は波の山が小さいです。この波の山の大きさを振幅といいます。

  • 大きい音…振幅が大きい
  • 小さい音…振幅が小さい

音の高低

音の要素として、大きい小さいの他に、高い低いという要素があります。この違いは、音の波の数の違いです。高い音は波の山の数が多く、低い音は山の数が少ないです。この山の波の数を振動数といいます。

  • 高い音…振動数が多い
  • 低い音…振動数が少ない

波のようすを見て、どんな音か答えられるようにしましょう。また作図問題もよく出題されます。

振動数

振動数に関する計算問題もよく出題されますので、計算方法をマスターしておきましょう。その前に振動数とは何なのかをおさらいします。

振動数とは、1秒間に振動する回数のことを言います。波形で言うと山の頂点から山の頂点までを1回の振動と数えますが、これが1秒簡にどれくらいあるかを表したものが振動数といいます。単位はHz(ヘルツ)です。

上の波形で、目盛りの1マスを0.001秒だったとします。上の波形では、1回振動するのに2マス分、つまり0.002秒かかっています。このときの振動数は次のように求めることができます。

1回:0.002秒 = x回:1秒

これを解くと、x=500となり、振動数は500Hzになります。

モノコード

モノコードとは、弦を使った実験装置で、ギターや琴などと同じつくりをしています。モノコードの弦をどう弾いたらどんな音が出るのかをマスターしましょう。

モノコードを使って、大きな音を出すためには、弦を強く弾けばいいです。弦を強く弾くことによって、弦の振幅が大きくなり大きな音が出ます。逆に小さな音を出すには、弦を弱く弾けばいいのです。弱く弾くと、弦の振幅が小さくなり小さな音が出ます。

高い音を出すには、3つの方法があります。モノコードのことじを動かして、振動する弦の長さを短くするか、弦の太さを細くするか、弦を強く張って弦を引き伸ばすかの方法があります。簡単に言うと、振動する弦を軽くすれば高い音が出るのです。

低い音を出す方法も3つあります。振動する弦の長さを長くするか、弦の太さを太くするか、弦を弱く張ってゆるゆるにするかの方法があります。簡単に言うと、振動する弦の重さを重くすればいいのです。

  • 大きい音…弦を強く弾く
  • 小さい音…弦を弱く弾く
  • 高い音…弦を短くする、弦を細くする、弦を強く張る
  • 低い音…弦を長くする、弦を太くする、弦を弱く張る

以上が今年狙われやすい内容です。

まとめ

この他にも、電流と磁界、仕事に関する問題はかなりの確率で出題されます。完璧に解けるようにマスターして本番に臨むようにしましょう。

毎年、福岡県入試の予想を行っていますが、かなりの確率で当たっています。平均すると6割から8割的中します。もしかしたら外れるかもしれませんが、そのときはご勘弁ください。

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