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物理 高校生

物理重要問題集79番(3)について質問です。 解説を呼んだのですが、「圧力が常にp_0である点は定在波の腹である。」が分かりません。何故そうなるのですか?

必解 79. 〈音波の性質〉 図1 上図のように原点Oにスピーカーを置き, 一定の振幅で, 一定の振動数の音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 4° スピーカー pt 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x 軸上 (x>0)の各点で圧力の時間変化を測定する。 ある時刻において, x軸上 (x>0)の点P付近の空気の圧力が をxの関数として調べたところ, 図1下図のグラフのようになっ した。ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く, また音波が存 在しないときの大気の圧力をo とする。圧力が最大値をとる x=xo から,次に最大値をとる x=xe までのxの区間を8等分 し, x1, x2, ..., X7と順にx座標を定める。 点P付近の拡大図 図1 (1) x から までの各位置の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置, およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。 次に点Pで空気の圧力の時間変化を調べたところ、図2のグ ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻t=to から, 次に最大値をとる時刻 t=te までの1周期を8等分し, ts, t2, ., Polf5 tと順に時刻を定める。 to ti to (2) から tsまでの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も Poss xox1 X2 P X3 X4 X5 t3 ta ts 図2 P 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように, 原点Oから見て点Pより遠い側の位置に,x軸 に対して垂直に反射板を置くと、 圧力が時間とともに変わらず常 にとなる点がx軸上に等間隔に並んだ。 (3) これらの隣接する点の間隔dはいくらか。 なお,音波の速さ をcとする (4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3) で求めたdは増加した。 その理由を説明せよ。 X7 X8 X6 to t7 ts 反射板 図3 X

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物理 高校生

この問題の4の⑴の③と⑵の①②がわかりません。解説も載せておくので意味を教えてください。また、別の解き方でも教えて欲しいです。

-80% 80% 4 炭素を用いた酸化銅の還元, 化学変化と質量 単元横断 物質の質量の変化を調べるために、次の実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 (青森) 実験 1 a~eの班で,それぞれ酸化銅の粉末 4.80gに異なる質量の炭素粉末を 図1 よく混ぜて混合物とし, 図1のような装置を用いて加熱したところ,どの班でも 二酸化炭素が発生した。 しばらくするといずれの班も気体の発生が止まり 班 の混合物だけがすべて赤色の銅に変化していた。 次の表は, 加熱前に混ぜた炭素 粉末の質量と加熱後の試験管に残った粉末の質量をまとめたものである。 班 混ぜた炭素粉末の質量 〔g〕 0.12 0.24 0.36 0.48 0.60 試験管に残った粉末の質量 〔g〕 4.48 4.16 3.84 3.96 4.08 4801 実験2 図2のような装置を用いて, 銅粉 3.00gを加熱し、質量をはかったところ,図2 3.70gであった。 ステンレス皿 (1) 実験1について,次の ①~③に答えなさい。 めいしょう ① 下線部の化学変化によって酸化された物質の名称を書きなさい。 記述 次の文は, 下線部の化学変化で, 二酸化炭素が生じた理由について述べた ガスバーナー ものである。文中の ( に適切な内容を炭素,銅,酸素の3つの語句を用いて 書きなさい。 1)3 エント a b g (2) ① C d e ガイド p.26 27 2 結びつきやすいから。 (3) c班の試験管では, 酸化銅も炭素も残らず化学変化し, 二酸化炭素と銅だけが生じた。 b班の試験管には, 何gの銅が生じたか, 求めなさい。 ただし,試験管中の気体の酸素は考えないものとする。 (2) 実験1,2の結果をもとに、 次の文章中の①, ②に入る適切な数値を, それぞれ書きなさい。 ただし, ②は,小数第3位を四捨五入して書くこと。ヒント ししゃごにゅう 実験2で、 銅粉に結びついた酸素の質量は、 ①gである。この結びついた酸素すべてを実験1の化学 のぞ 変化を利用してとり除くためには,炭素粉末が少なくとも ②g必要であると考えられる。 <7点×5 1① ② 酸化銅と炭素粉末の混合物 銅粉 3 (2) 周囲の熱を吸収するので、周囲の温度が下がる反応です。 4 (2) c班の結果より, 4.80gの酸化銅が3.84gの銅に変化しているので, 0.36gの炭素と過不足なく結びついた酸素の質量は、 4.80-3.84 = 0.96〔g〕です。

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