2018年洗足学園第3回の問題です。
音について答えなさい。答えは、小数数第1位以下があるときは、四捨五入して整数で答えなさい。
I． 音を伝える物質について調べるために、図1のような装置を組み立てました。
コックを閉めた後の鈴の音と、次の処置を行った後の鈴の音を聞きました。
処置1 フラスコの中に少量の水を入れて加熱し、水が沸騰してほとんど無くなったときにコックを閉め、フラスコをゆっくりと冷やしました。
処置2 フラスコの中を気体のヘリウムで満たしてコックを閉めました。
（1） 処置1でフラスコに水を入れて加熱したのはなぜですか。簡潔に説明しなさい。
（2） 処置1、2の後、鈴の音は聞こえますか。次より1つずつ選び、それぞれ記号で答えなさい。
ア．聞こえる。 イ．聞こえない。
Ⅱ 海上で次のような実験を行いました。海面付近で爆発を起こし、そこからA［m］離れた場所とB［m］離れた場所で観測を行いました。A［m］の場所では爆発の光が見えてから5秒後に空気中を伝わる音が聞こえました。一方、B［m］の場所では海水中を伝わる音が観測されてから5．85秒後に空気中を伝わる音が聞こえました。
ただし、光は爆発の瞬間に見えるものとします。また、空気中を伝わる音の速さを毎秒340m、海水中を伝わる音の速さを毎秒1510mとします。
（3） Aは何mですか。
（4） Bは何mですか。
（5） 地上でA、Bの距離は変えずに同様の実験を行いました。爆発の光が見えてから、A［m］離れた地点で空気中を伝わる音が聞こえるまでの時間をTAとし、B［m］離れた地点で地中を伝わる音が観測されてから空気中を伝わる音が聞こえるまでの時間をTBとすると、それぞれどうなりますか。正しく組み合わせてあるものを次より1つ選び、記号で答えなさい。ただし、地中を伝わる音の速さを毎秒6000mとします。
【解説と解答】
（1）水は沸騰して水蒸気になると体積が膨張し空気を追い出します。その後、コックを閉めたままフラスコを冷やすと、水蒸気は水に戻り、フラスコ内は真空に近い状態になります。
（答え） 「フラスコ内を真空の状態に近づけるため」
（2）処置1では真空に近い状態になるので音を伝える物質がありませんが、処置2ではヘリウムが残るので音は聞こえます。
（答え）処置1の答え イ、処置2の答え ア
（3）音速が毎秒340mで、音が聞こえるまでにかかった 時間が5秒ですから340×5＝1700
（答え）1700ｍ
（4）水の中を通る方が速いのでその比は1510：340ですから、かかる時間の比は34：151でその差117が5.85秒ですから、5.85÷117×151×340＝2567ｍ
（答え）2567ｍ
（5）TA＝5秒です。TB＝2567÷340－2567÷6000＝7.55－0.43＝7.12から選択肢はエ
（答え）エ
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