浮力に関する問題 | 中学受験　田中貴.com

2019年洗足学園の問題です。

　園子さんは社会の授業で、アラビア半島にある「死海」について学びました。死海は塩分をふくむ湖で、人が海よりも楽に浮くことができると知りました。これには浮力という力が関係していることが分かり、調べてみることにしました。
（1）　図1のように液体に物体が浮いています。液体の上に出ている部分をP、液体の中に入っている部分をQとします。物体が受ける浮力の大きさは、どの部分と同じ体積の液体の重さに等しいですか。次より1つ選び、記号で答えなさい。

ア．P　　　　　イ．Q　　　　　ウ．PとQ

【実験1】図2のようにある容器に水を入れたセットAを作りました。これを電子はかりではかったところ、100gでした。

（2）　セットAに10gのおもりをしずめて電子はかりではかると、何gを示しますか。
（3）　セットAに10gの木片を入れて電子はかりではかると、何gを示しますか。　ただし、木片は半分が水につかった状態で浮いていました。

【実験2】図3のように、10gのおもりをばねはかりにつるした状態で、電子はかりの上に置いたセットAの中に入れました。おもりは水の中に完全に入りました。

（4）【実験2】において、ばねはかりの目盛りはどのようになりますか。次より1つ選び、記号で答えなさい。
ア．10gを示す。
イ．10gよりも大きい値を示す。
ウ．10gよりも小さい値を示す。

（5）【実験2】において、電子はかりは102gを示しました。ばねはかりの目盛りは何gを示しますか。

【実験3】【実験2】と同様の実験を、より体積の大きい10gのおもりに変えて行い
　　　　ました。おもりは水の中に完全に入りました。
（6）【実験3】のばねはかりの目盛りはどのようになりますか。10g、【実験2】のばねはかりの目盛りとの大小関係を正しく示したものを、次より1つ選び、記号で答えなさい。
ア．10g＝【実験2】の目盛り＝【実験3】の目盛り
イ．10g＜【実験2】の目盛り＝【実験3】の目盛り
ウ．10g＜【実験2】の目盛り＜【実験3】の目盛り
エ．10g＜【実験3】の目盛り＜【実験2】の目盛り
オ．【実験2】の目盛り＝【実験3】の目盛り＜10g
カ．【実験2】の目盛り＜【実験3】の目盛り＜10g
キ．【実験3】の目盛り＜【実験2】の目盛り＜10g

【実験4】【実験2】と同様の実験を、セットAの水をサラダ油に変えて行いました。

（7）【実験4】のばねはかりの目盛りはどのようになりますか。10g、【実験2】のばねはかりの目盛りとの大力、関係を正しく示したものを、次より1つ選び、記号で答えなさい。ただし、サラダ油は水より密度（1cm3あたりの重さ）が小さいので、水に入れると浮きます。
ア．10g＝【実験2】の目盛り＝【実験4】の目盛り
イ．10g＜【実験2】の目盛り＝【実験4】の目盛り
ウ．10g＜【実験2】の目盛り＜【実験4】の目盛り
エ．10g＜【実験4】の目盛り＜【実験2】の目盛り
オ．【実験2】の目盛り＝【実験4】の目盛り＜10g
カ．【実験2】の目盛り＜【実験4】の目盛り＜10g
キ．【実験4】の目盛り＜【実験2】の目盛り＜10g

（8）　死海で楽に浮くことができるのは、海よりも大きい浮力を受けるからです。浮力が大きい理由を答えなさい。

【解説と解答】
（1）浮力の大きさは、物体がおしのけたQの部分の液体の重さと同じ。
（答え）イ
（2）水に入れた物体が浮いているかしずんでいるかに関わらず、セット全体は物体の分重くなりますから110ｇです。
（答え）110ｇ
（3）（2）と同じく110ｇになります。
（答え）110ｇ
（4）ばねはかりにかかる力は浮力の分軽くなります。
（答え）ウ
（5）電子はかりにかかる重さが102gなので、浮力の大きさは102－100＝2より2gです。ばねはかりにかかる力はその分軽くなるので、10－2＝8g
（答え）8ｇ
（6）実験3では、実験2に比べて、おもりの体積が大きく、浮力が大きくなります。ばねはかりの目盛りは実験2より小さくなります。
（答え）キ
（7）サラダ油は水より密度が小さいので、浮力は小さくなります。ばねはかりの目盛りは、10gより小さくなりますが、実験2より大きくなります。
（答え）カ
（8）死海は塩分濃度が海よりも濃いので、浮きやすくなります。
　（答え）死海は海より塩分の濃度が濃いから。