大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）本試験
問9 (物理基礎（第2問） 問5)

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。

次の会話文中の空欄（　ウ　）・（　エ　）にはそれぞれ、a〜c、d〜eの語句のいずれか一つが入る。入れる語句を示す記号の組合せ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。

Aさん：ジャガイモが計量カップの底について糸が緩んでいるときに、ジャガイモにはたらいている力はどうなっているのかな？
Bさん：ジャガイモにはたらく力は、計量カップの底からはたらく垂直抗力と（　ウ　）だね。
Aさん：そうすると、ジャガイモに計量カップの底からはたらく垂直抗力は、水がない場合と比べると、（　エ　）ね。

（　ウ　）に入れる語句
a　　重力
b　　重力と浮力
c　　重力と張力

（　エ　）に入れる語句
c　　大きくなる
d　　同じ大きさだ
f　　小さくなる