大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問9 (物理基礎(第2問) 問5)
問題文
図3のように、管によって連結された断面積SPのシリンダーCPと、断面積SQのシリンダーCQに、水が入っている。シリンダーの水面は水平に静止している。水の密度をρ0、大気圧をp0、重力加速度の大きさをgとする。ただし、高さによる大気圧の違いは無視できるものとする。
次に、図3の状態から、シリンダーCP側に、密度ρ1(ρ1<ρ0)の油を高さh1となるように注いだところ、図4のようになった。シリンダーCQ側の水面の高さとシリンダーCP側の水と油の境界面の高さの差h2を表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
h2=( )
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問9(物理基礎(第2問) 問5) (訂正依頼・報告はこちら)
図3のように、管によって連結された断面積SPのシリンダーCPと、断面積SQのシリンダーCQに、水が入っている。シリンダーの水面は水平に静止している。水の密度をρ0、大気圧をp0、重力加速度の大きさをgとする。ただし、高さによる大気圧の違いは無視できるものとする。
次に、図3の状態から、シリンダーCP側に、密度ρ1(ρ1<ρ0)の油を高さh1となるように注いだところ、図4のようになった。シリンダーCQ側の水面の高さとシリンダーCP側の水と油の境界面の高さの差h2を表す式として正しいものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
h2=( )
- (ρ1/ρ0)h1
- (ρ0/ρ1)h1
- (ρ1SP/ρ0SQ)h1
- (ρ1SQ/ρ0SP)h1
- (ρ0SQ/ρ1SP)h1
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この過去問の解説 (1件)
01
Cp側の高さSPの油とCQ側の高さh2の水の圧力が等しくなれば良いです。
Cp側の高さh1の油の圧力は、
ρ1h1gです。
同様に、CQ側の高さh2の水の圧力はρ0h2gなので、
ρ1h1g=ρ0h2g
h2=(ρ1/ρ0)h1
が正答です。
圧力が等しくなるよう適切に水圧の式を立てましょう。
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