0244 【高校入試問題】スクリーンにどう映るか?
今日は凸レンズでできる像の見え方をきいた高校入試問題をいくつか見ていきましょう。
いずれもスクリーンに凸レンズによる像ができたんだけど、どう見えますか?4択で選んでねという問題です。
なお、とりあげた入試問題は問題で聞いている内容は変えていませんが、無関係な部分を省略する関係で、問題文を修正しています。
それと取り上げた問題の出題年度が古めですが、これ書いているのは年末の自宅からで最近の過去問の資料が学校にあって手元になかったからです。
と言い訳を終えたところで1問目を見ていきましょう。
2015年佐賀県立高校入試(特色選抜)問題 理科
光源を取り付けた透明な板と凸レンズの間の距離を15cmにして、スクリーンをある位置に宇溶かすと、実物より大きな像がスクリーン上にはっきりとできた。図6の観測者の位置から見ると、この像はどのように見えるか。最も適当なものを次のア~エの中から一つ選び、記号を書きなさい。
正解はエです。
それから2004年静岡。
2004年静岡県立高校入試問題 理科
図のようにスクリーンを通して像を観察する場合、像の向きはどのようになるか。次のア~エの中から、スクリーンを通して観察するときに見える像の向きを示した図として、もっとも適切なものを1つ選び、記号で答えなさい。
これも正解はエですね。
凸レンズでできる実像は倒立、つまり上下左右が逆になるのでしたね。
もういっちょ見ていきましょう。2010年福井県。
2010年福井県立高校入試問題 理科
はじめにスクリーンに映した像を凸レンズA側から観察すると、どのように見えるか。最も適当なものを次のア~エから選んでその記号を書け。
信じられるかい、これ、正解がウなんだぜ…
なんでや!上下左右逆なのはエじゃないか!とブチ切れたい気持ちはよくわかります。
たしかにこうなります。
ほらやっぱりエじゃねえか!という人、落ち着いて問題文を読んでください。
「凸レンズA側から観察するとどうみえるか」と書いてあります。つまりこの位置から見るのではなく、凸レンズA側、つまりこの図でいうとスクリーンの内側から見るとどうなるかと聞いているのです。
すると、正解はウですね。実際に公表されている正解もウです。
「あ!この問題、進○ゼミでやったやつだ!」と何も考えずに上下左右が逆になっている選択肢を選ぶと、痛い目に合うかもしれないというわけです。しっかり図と問題文を見て、どの位置から見た場合を聞いているのかを確認しておきましょう。
そういう目で最初の2問を眺めてみましょう。この2問の設定で、何か大きな違いがあるのに気が付きますか。
2問とも顔が描かれているのでわかりやすいかと思いますが、顔の位置、つまりどこからスクリーンを観察しているのかが違うことに気づきましたか。ただどちらも、実物とスクリーンが同じ方向に見ているので、実像の上下左右が逆になるのです。
(ちなみに、正確に数を数えたわけではないですが、入試問題や問題集などを見ると、佐賀のように光源の後ろからスクリーンを観察するパターンが多く、静岡のようにスクリーンの裏側から観察するパターンは少ないように思えます。この場合、スクリーンが画用紙みたいな不透明なものだと観察できませんからね。実際、その点は静岡の出題者も気にしているようで、当該の問題文に「スクリーンを通して観察」を2回繰り返しています。大事なことなので二度いったわけですね。)
ところが、福井県の問題はそれこそ凸レンズAの位置に顔があるようなもので、Rと書かれた光源を見るときと、スクリーンを見るときは向きが逆になっているのです。そうすると、上下は逆になっても、左右は同じということになってしまうのです。
これをちょっとひねったのが2009年の和歌山。
人の目は、凸レンズの働きで網膜上に像を作っている。下の図は、紙に書かれた「わ」の文字を見ている様子を模式的に示したものである。
2009年の和歌山県立高校入試問題 理科
このとき、網膜上にはどのような像が映っているか。図の矢印(⇒)の方向から網膜を見たときの像として適切なものを、次のア~エの中から1つ選んで、その記号を書きなさい。
目のつくりに絡めていますが、本質は福井型の問題です。正解はウですね。
しつこいようですが最後にもう1問。2015年三重県です。
2015年三重県立高校入試問題 理科
凸レンズを光学台の中央に固定し、物体とスクリーンを動かして、スクリーンに物体と同じ大きさの実像を映した。この実像はどのように見えるか、最も適当なものを次のア~エから1つ選びその記号を書きなさい。
あれ、どっちから見ているか書かれていませんね。抜粋しないもとの問題でもそれは書かれていません。これって問題の不備じゃないか、イ・エどちらも正解という扱いという展開でしょうかね。なーるほど。
いいえ、真実はいつも一つ、この問題の正解も一つだけです。
図1と選択肢のスクリーンの形に注目してください。左上が欠けていますね。ここからア~エの選択肢はスクリーンを手前側から見た場合の見え方とわかります。それでエではなくイと判断できるわけですよ。正解はイです。わーかるかby鶴光
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