大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）本試験
問15 (物理基礎（第3問） 問6)

次の文章は、演劇部の公演の一場面を記述したものである。王女の発言は科学的に正しいが、細工師の発言は正しいとは限らないとして、後の問いに答えよ。

王女役と細工師役が、図1のスプーンAとスプーンBについての言い争いを演じている。

王女：ここに純金製のスプーン（スプーンA）と、あなたが作ったスプーン（スプーンB）があります。どちらも質量は100.0gですが、色が少し異なっているように見え、スプーンBは純金に銀が混ぜられているという噂があります。
細工師：いえいえ、スプーンBは純金製です。純金製ではないという証拠を見せてください。

王女は、スプーンBが純金製か、銀が混ぜられたものかを判別するために、スプーンAとBの物理的な性質を実験で調べることにした。

次の文章中の空欄（　カ　）に入れる語句として最も適当なものを、それぞれの選択肢のうちから一つ選べ。

王女：ならば、スプーンAとスプーンBの密度を比較すれば、スプーンBが純金製かどうかわかるはずです。

スプーンAとスプーンBを軽くて細いひもでつなぎ、軽くてなめらかに回転できる滑車にかけると、空気中では、図2のようにつりあって静止した。次に、このままゆっくりとスプーンAとスプーンBを水中に入れたところ、図2のように、スプーンAが下がり容器の底についた。ただし、空気による浮力は無視できるものとする。

王女：スプーンを水中に入れたとき、図2（ⅱ）のようになった理由は、スプーンBにはたらく重力の大きさは、スプーンAにはたらく重力の大きさ（　エ　）、スプーンBにはたらく浮力の大きさは、スプーンAにはたらく浮力の大きさ（　オ　）ためです。このことから、スプーンBの体積はスプーンAの体積よりも（　カ　）、スプーンAとスプーンBの密度が違うことがわかります。つまり、スプーンBは純金製ではありません！
細工師：これは、スプーンAとスプーンBの形状が少し違うから…。
細工師は何か言いかけたところで言葉に詰まった。