問題編

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理科 第8章

問題編

反射・屈折・凸レンズ

問題編 — 手を動かして記録を残す。まだ不安なら先に要点編で復習。

学力向上テクニック — 問題の使い方

  • わからない問題には ×、あやしい問題には △ の印をつけ、あとで答えを見ずに解き直す。
  • ⑤:用語・基本操作
  • ⑥:実験結果の読み取り1〜2段
  • ⑦:データ+考察記述・複合
  • ⑦は定期テスト後半〜実力テスト形式。途中の考え方も答案に残す。
  • 反射・屈折は入射角と線を図に残す。
  • 凸レンズは物体の位置と像の関係を表で整理。

① 導入

光の反射と屈折、凸レンズによる像のでき方を学びます。

この教材の設計方針

1回の演習で全部できるようになる必要はありません。わからないところは繰り返しましょう。

小学校の橋渡し

小学校の「光の進み方」「影」を思い出し、角の測り方(法線基準)に接続します。

② 基本概念

反射・屈折・凸レンズ

反射の法則(入射角=反射角)。屈折は媒質のちがいによる進み方の変化。凸レンズは焦点・像のでき方を押さえる。

③ 図解

反射の法則

入射角と反射角は、法線を基準に測った角で等しい。

屈折(空気→水)

密度が大きい物質に入ると、光は法線に近づく方向へ曲がる。

凸レンズと像

焦点の外側に物体があると、反対側に倒立の実像ができる。

④ 例題

例1

鏡で光が反射するとき、入射角と反射角の関係はどうか(等しい/等しくない)。

例2

下の図は反射の法則を示す。法線とはどの線か、短く述べなさい。

反射の法則
考え方のヒント

境界面に垂直な線

⑤ 基本問題

まず小学校の復習を4問から始めます。

復習1

【小学校の復習】次のうち、長さを表す単位はどれか。

復習2

【小学校の復習】光は、均質な媒質中ではどのように進むか。

復習3

【小学校の復習】物体に光が当たってできる暗い部分を何というか。

復習4

【小学校の復習】鏡にうつる像について正しいものはどれか。

1

入射角と反射角は、何を基準に測るか。

2

光が鏡で跳ね返る現象を何というか。

3

空気から水へ進むときなど、境界面で進む向きが変わる現象を何というか。

4

凸レンズの中心を通る光は、レンズの後でどう進むか。

5

凸レンズの軸に平行な光は、レンズの後でどこに集まるか。

6

反射の法則として正しいものはどれか。

7

光が物体に遮られて進まないときにできる暗い部分を何というか。

8

下の図は屈折を示す。空気からガラスへ入るとき、屈折光線は法線に近づくか遠ざかるか。

屈折
9

凸レンズでスクリーンにできる像を、実像・虚像で言うとどれか(通常の結像)。

10

光源から出て目に入るまで、光は何によって進む向きを変えることがあるか(反射以外)。

⑥ 標準問題

11

入射角と反射角が等しいことを、法線の語を用いて説明しなさい。

考え方のヒント

法線をはさんで入射角=反射角

12

屈折が起きる条件を、「媒質」の語を用いて短く述べなさい。

考え方のヒント

異なる媒質の境界面

13

下の図は凸レンズである。軸に平行な光線はレンズの後でどうなるか。

凸レンズ
考え方のヒント

焦点を通る

14

物体を焦点より外側に置いたとき、スクリーンにできる像として適当なものはどれか。

15

鏡にうつる自分の像が左右逆に見える理由を、反射の語を用いて短く述べなさい。

考え方のヒント

左右方向の反射の対応

16

焦点距離とは、レンズの中心から何までの距離か。

17

光が水中の物体を見たときに実際の位置と違って見える理由を、屈折に触れて述べなさい。

考え方のヒント

境界面で屈折するから

18

入射光線と法線がなす角を何というか。

19

反射光線と法線がなす角を何というか。

20

「光はいつも曲がって進む」は正しいか。正しくない場合、直進について述べなさい。

考え方のヒント

均質媒質中では直進

⑦ 応用・実力テスト形式

【実験】平面鏡での反射と、空気→水の屈折を観察した

入射角30°のとき反射角も30°だった。水中では進む向きが法線側へ寄った。

21

入射角30°のとき反射角が30°だった事実から言える法則名を答え、内容を述べなさい。

考え方のヒント

反射の法則:入射角=反射角

22

水中で光線が法線に近づいた理由を、「速さ」または「媒質」に触れて述べなさい。

考え方のヒント

媒質が変わり屈折する

23

凸レンズについて、(1)〜(3)に答えなさい。

(1) 軸に平行な光はレンズの後でどこを通るか。

(2) レンズの中心を通る光はどう進むか。

(3) 物体を焦点の外側に置きスクリーンに像を写すとき、像は実像か虚像か。理由を40字程度で述べよ。

考え方のヒント

光線が実際に集まってできるので実像

作問定規

⑦は定期テスト後半相当(複合・記述)。外部は物差しのみ。作問定規:理科の学習(基本・標準)→本アプリ⑦(条件整理+(1)(2)(3)+記述)。

24

法線を使わずに「鏡の面との角度」だけで入射・反射を比べると混乱しやすい理由を述べなさい。

考え方のヒント

定義は法線基準だから

25

凸レンズで物体を焦点より内側に置くと、スクリーンに実像ができにくい理由を述べなさい。

考え方のヒント

光線が収束せず虚像になる

26

反射と屈折のちがいについて、(1)〜(3)に答えなさい。

(1) 同じ媒質側に戻るのは反射・屈折のどちらか。

(2) 別の媒質へ入り向きが変わるのはどちらか。

(3) どちらも角を測るときに共通して使う基準線は何か。

考え方のヒント

法線

⑧ 確認テスト

制限時間:20分 / 満点:100点(各20点×5問)

1

入射角と反射角の関係を一言で答えなさい。

2

境界面で光の進む向きが変わる現象を何というか。

3

凸レンズの軸に平行な光が集まる点を何というか。

4

角を測る基準となる、境界面に垂直な線を何というか。

5

スクリーンに実際に光線が集まってできる像を何というか。

⑨ 完全解説

問題編の解答・解説は解説編を参照してください。

入射角=反射角。屈折とレンズは図で光線を追う。

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