音波に関する質問の例16選
1. 自動車レースの観客は、車が近づいてきたり遠ざかったりするにつれて、さまざまな音（車の轟音）を聞きます。平均的なレースカーは800Hzの音を発します。空気中の音速が340m/sの場合、-1 そして車の速度は20m/sです-1すると、車が近づいてきたときに聞こえる周波数は…
A. 805 Hz
B. 810 Hz
C. 815 Hz
D. 850 Hz
E. 875 Hz
討論
以下のことが知られています。
v s = -20 m/s（車がリスナーから遠ざかっているため負の値）
v p = 0 (聞き手は見ているので沈黙している)
f = 800 Hz
v = 340 m / s
質問：あなたはどの周波数の音を聞いていますか？
ジャワブ：
正解はDです。
2.ある人が、周波数680 Hzの静止音源に向かって10 m/s⁻¹の速度で移動します。音源に到達した後、その人は同じ速度で音源から遠ざかります。空気中の音源の速度が340 m/s⁻¹である場合、音源に向かって移動しているときに聞こえる1つの周波数と、音源から遠ざかっているときに聞こえる1つの周波数の比は…
33/34 回答
B. 33/35
34/35 頃
35/33 秒
E. 35/34
討論
以下のことが知られています。
v = 340 m / s
v p = 10 m/s
v s = 0
f = 680 Hz
質問：聞き手が音源に近づく場合と音源から遠ざかる場合で、音の周波数の比率はどうなりますか？
ジャワブ：
聞き手は音源から離れていく。
聞こえる周波数の比較：
700 : 660 = 70 : 66 = 35 : 33
正解はDです。
3.時速 72 km で走行する列車の機関車が、周波数 1600 Hz の汽笛を鳴らしながら踏切に近づいています。空気中の音速が 340 ms-1 である場合、踏切の警備員が聞く汽笛の周波数は…です。
A. 3600 Hz
B. 3400 Hz
C. 1800 Hz
D. 1700Hz
E. 1400Hz
討論
以下のことが知られています。
音源の速度（v s）= 72 km/h = 20 m/s（音伝導媒体に対する相対速度）
音源周波数 (f) = 1600 Hz
空気中の音速 (v) = 340 m/s
リスナーの速度 (v p ) = 0 (リスナーは動いていないためゼロ)
質問：警備員が聞いた音の周波数（f'）は？
ジャワブ：
正解はDです。
4.消防車が 20 ms -1の速度で移動しながら、400 Hz の周波数でサイレンを鳴らしています (空気中の音速は 300 ms -1です)。消防車が道路脇に立っている人から遠ざかる場合、その人はサイレンをどの周波数で聞くでしょうか。
A. 375 Hz
B. 575 Hz
C. 600 Hz
D. 620 Hz
E. 725 Hz
討論
以下のことが知られています。
v s = 20 m/s（車がリスナーから遠ざかる方向に動いているため、正の値）
v p = 0 (道路脇で静かに聞いている人)
f = 400 Hz
v = 300 m / s
質問：あなたはどの周波数の音を聞いていますか？
ジャワブ：
正解はAです。
5.警報塔の拡声器から670Hzの音が発せられる。車が時速90kmで塔に接近する。その時の空気中の音速が335m/sである場合、車の運転手が聞く拡声器からの音の周波数は…
A. 900 Hz
B. 840 Hz
C. 800 Hz
D. 750 Hz
E. 720 Hz
討論
以下のことが知られています。
f = 670 Hz
v s = 0 (塔が静止している状態)
v p = 90 km/h = 25 m/s（聴取者が音源に近づいているため正の値）
v = 335 m / s
質問：運転手が聞く音の周波数（f'）はいくらですか？
ジャワブ：
正解はEです。
6. ディニは停車中の列車Aに乗っていた。別の列車（B）が時速2マイルでAに向かって走っている。-1 周波数676Hzの笛を吹いているとき。空気中の音速が340m/sの場合-1すると、ディーニが聞いたB列車の汽笛の周波数は…
A. 680 Hz
B. 676 Hz
C. 660 Hz
D. 656 Hz
E. 640 Hz
討論
以下のことが知られています。
v s = -2 m/s (負の列車 B が Dini に近づき、列車 A が近づく)
v p = 0 (ディニは停車中の列車に乗っている)
f = 676 Hz
v = 340 m / s
質問：ディーニはB列車のどの周波数の音を聞いたのですか？
ジャワブ：
正解はAです。
7.サッカー選手が、静止している審判に向かって速度 v pで走りながら、周波数 f sの笛を吹いている。その場所での空気速度が v である場合、選手が聞く周波数は次のように表される。
討論
周知の事実として、以下のことが挙げられます。
v s = 0 (審判は沈黙)
v p = v p (音源に近づいているので正の値)
f = f s
v = v
質問：サッカー選手が聞く周波数の公式は何ですか？
答え：
正解はAです。
8.救急車Aは、同じ方向に0,2vの速度で走行している乗用車Bの後ろを0,25vの速度で走行している。その時、救急車Aは1.000Hzのサイレンを鳴らした。音速をvとすると、乗用車Bの運転手が聞く周波数は…
A. 1.500 Hz
B. 1.250 Hz
C. 1.111 Hz
D. 1.067 Hz
E. 1.000 Hz
討論
周知の事実として、以下のことが挙げられます。
音源周波数 (f) = 1.000 Hz
音源の速度（v s）＝-0,25 v（音を伝える媒体に対する相対速度）
音速 (v) = v
聴取者の速度（v p）＝-0,2 v（音を伝える媒体に対する相対速度）
求む：聞き手が聞く音の周波数（f'）
答え：
ドップラー効果の公式：
正解はDです。
9.周波数640 Hzの音源が、20 m/sの速度で観測者に向かって移動している。空気中の音速が340 m/sで、観測者が音源から10 m/sの速度で遠ざかっている場合、観測者が聞く音の周波数は…
A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1300 Hz
討論
周知の事実として、以下のことが挙げられます。
音源周波数 (f) = 640 Hz
音源の速度（v s）＝-20 m/s（音伝導媒体としての空気に対する相対速度）
音速（v）＝340m/s（音の伝達媒体としての空気に対する相対速度）
聴取者の速度（v p）＝-10 m/s（音伝導媒体としての空気に対する相対速度）
求む：聞き手が聞く音の周波数（f'）
答え：
正解はBです。
10.音源が60m/sの速度で移動し、音源と同じ方向に10m/sの速度で移動する観測者がその音源の後ろにいる。空気中の音速が340m/s、音源の周波数が800Hzである場合、観測者が聞く音の周波数は…
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz
討論
周知の事実として、以下のことが挙げられます。
音源周波数 (f) = 800 Hz
音源の速度（v s）＝60 m/s（音伝導媒体としての空気に対する相対速度）
音速（v）＝340m/s（音の伝達媒体としての空気に対する相対速度）
聴取者の速度（v p）＝10 m/s（音伝導媒体としての空気に対する相対速度）
求む：聞き手が聞く音の周波数（f'）
答え：
音の強さ
11.音源から3m離れた点Pにおける音の強度は10⁻⁴ワット/m²である。点Rは音源から300m離れている。閾値強度I₀ = 10⁻¹²ワット/m²の場合、点Pと点Rにおける強度レベルの比は…
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 2 : 3
D. 2 : 4
E. 3 : 4
討論
周知の事実として、以下のことが挙げられます。
点Pにおける音の強度（IP ） = 10⁻⁴ W/ m²
点Pから音源までの距離（r P）＝3メートル
音源から点Rまでの距離（r R）＝300メートル
閾値強度 (I o ) = 10 -12ワット/m 2
質問: 点 P と R での強度レベルの比較 (TI P : TI R )
答え：
強度と距離の関係を表す式：
I p r p 2 = I R r R 2
R地点での音の強さ：
(10 -4 )(3 2 ) = (I R )(300 2 )
(10 -4 )(9) = (I R )(90000)
9 x 10 -4 = (I R )(9 x 10 4 )
IR = 9 x 10 -4 : 9 x 10 -4
IR = 10 -8
点Rにおける音の強さは10 -8 W/m 2です。
点Pと点RにおけるTIの比較：
80 dB：40 dB
2：1
正解はBです。
12.音源から1メートル離れた地点Aにおける音の強度は10⁻⁷ W/m²である。地点Bは音源から100メートル離れている。閾値強度が10⁻¹² W/m²である場合、 AとBにおける強度レベルの比は…
A. 5 : 3
B. 5 : 1
C. 4 : 5
D. 4 : 3
E. 3 : 1
討論
周知の事実として、以下のことが挙げられます。
点Aにおける音の強度（IA ） = 10⁻³ W/ m²
音源から点Aまでの距離（r A）＝1メートル
音源から点Bまでの距離（r R）＝100メートル
閾値強度 (I o ) = 10 -12ワット/m 2
質問：点Aと点Bにおける強度レベルの比較（TI A： TI B）
答え：
強度と距離の関係を表す式：
I A r A 2 = I B r B 2
地点Bにおける音の強さ：
(10 -7 )(1 2 ) = (I B )(100 2 )
(10 -7 )(1) = (I B )(10.000)
1 x 10 -7 = ( IB )(1 x 10 4 )
I B = 10 -7 : 10 4
I B = 10 -11
点Rにおける音の強さは10 -11 W/m 2です。
A地点とB地点におけるITの比較：
50 dB：10 dB
5：1
正解はBです。
13.点Aと点Bは、それぞれ音源から800mと400mの距離にあります。エリアAで10⁻³ W /m²の強度の音が聞こえる場合、点Aと点Bでの強度レベルの比は... (log 2 = 0,3、I₀ = 10⁻¹² W / m² )
A. 11 : 15
B. 15 : 11
C. 15 : 16
D. 16 : 11
E. 16 : 15
討論
周知の事実として、以下のことが挙げられます。
点Aにおける音の強度（IA ） = 10⁻³ W/ m²
音源から点Aまでの距離（r A）＝800メートル
音源から点Bまでの距離（rB ）＝400メートル
閾値強度 (I o ) = 10 -12ワット/m 2
Log 2 = 0,3
質問：点Aと点Bにおける強度レベルの比較（TI A： TI B）
答え：
強度と距離の関係を表す式：
I A r A 2 = I B r B 2
地点Bにおける音の強さ：
(10 -3 )(800 2 ) = (I B )(400 2 )
(10 -3 )(640.000) = (I B )(160.000)
(10 -3 )(64) = (I B )(16)
(10 -3 )(4) = (I B )(1)
I B = 4 x 10 -3 : 1
I B = 4 x 10 -3
点Bにおける音の強さは4× 10⁻³W /m²である。
点Pと点RにおけるTI比は次のとおりです。
90 dB：96 dB
15：16
正解はCです。
14. 各音源の強度レベルの表。
| 音源 | 音の強度レベル（TI） |
| 鳥のさえずり | 80 dB |
| 救急車のサイレン | 100 dB |
| 雷（稲妻） | 160 dB |
自動車のエンジンは、TI = 70 dB (I o = 10 −12ワット m −2 ) の音強度レベルを発生させます。エンジンの音が救急車のサイレンの音と同等の強度レベルを発生させるには、何台の自動車エンジンが必要ですか？
A. 20.00 マシン
B. 30.00 マシン
C. 100.0台のマシン
D. 1.000台の機械
E. 3.000台の機械
討論
知られている :
車のTI = 70 dB
救急車のTI = 100 dB
Io = 10-12 ワット/メートル2
質問 : 車のITは、救急車のITと何台の車のエンジンのITに相当するべきでしょうか？
ジャワブ :
救急車の TI = 車の TI + 10 log x
100 = 70 + 10 log x
100 – 70 = 10 log x
30 = 10 log x
30 / 10 = log x
3 = log x
Antilog 3 = x
103 =×
1000 = ×
正解はDです。
15. 音源の音の強度レベルは 60 dB (I o = 10 – 12ワット m –2 ) です。同じ音源が 100 個同時に鳴った場合、結果として生じる音の強度レベルは...
A. 62 dB
B. 80 dB
C. 82 dB
D. 100 dB
E. 160 dB
討論
知られている :
TI = 60 dB
Io = 10-12 W /メートル2
X = 100
質問 TI 100の音源ですか？
ジャワブ :
TI 100 音源 = TI 1 マシン + 10 log x
TI = 60 + 10 log 100
TI = 60 + 10 log 102
TI = 60 + (2)(10)(log 10)
TI = 60 + 20
TI = 80 dB
正解はBです。
ドップラー効果
16. サッカー選手はvの速度で走るp 笛をfの周波数で吹きながら沈黙していた審判に向かってsその場所での空気速度がvである場合、プレーヤーが聞く周波数は次のように定式化されます…。
討論
知られている :
vs = 0（審判は沈黙）
vp = vp （音源に近いのでプラス）
f = fs
v = v
質問 サッカー選手が聞く周波数の公式は何ですか？
ジャワブ :
正解はAです。
質問元:
高校・職業高校向け全国統一試験物理問題
