共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）本試験
問8 (物理基礎（第2問） 問4)

AさんとBさんが浮力に関する探究活動を行っている。後の問いに答えよ。

Aさん：ばねはかりを買ったので、ジャガイモで浮力の実験をしてみよう。
Bさん：ジャガイモは水に沈むので、水より密度は大きいはずだね。
Aさん：密度と浮力の関係を確認しておこう。

Aさん：糸でジャガイモをばねはかりにつるし、水を入れた計量カップに徐々に沈めてみよう。
Bさん：ジャガイモの下端Pの水面からの深さと、ばねはかりの値から、浮力の変化がわかるんじゃないかな？
Aさん：そうだね。Pが水面より上にあるときは深さを負の値とすればいいね。せっかくなので計量カップの下にキッチンはかりを置いて実験してみようよ。

図1のようにAさんとBさんの二人は、水を入れた計量カップとジャガイモを用いて実験を行った。
AさんとBさんは、結果を図2の二つのグラフにまとめて議論している。

Aさん：図2の二つのグラフでは、キッチンはかりの値が大きくなるとばねはかりの値は小さくなるね。
Bさん：その関係をグラフで表してみよう。

Aさん：図2の上のグラフを見ると、ジャガイモを水に沈めていく間は、ばねはかりの値の変化が直線的ではなく曲線になっているけど、なぜかな？
Bさん：横軸の目盛りが0～5cmあたりのところだね。ジャガイモの形が関係しているのかもしれないね。
Aさん：ジャガイモの代わりに、いろいろな形の物体で確かめてみればわかるね。

水より密度の大きい一様な材質でできたある形の物体をつるして、図1と同じような実験をした。すると、ばねはかりの値と点Pの水面からの深さとの関係を表すグラフが、次の図3のようになった。このとき、その物体とつるし方として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。