理科ラボ

中学3年 理科|浮力と体積

浮力と体積の標準問題

この教材のために作ったオリジナル問題です。入試過去問は掲載していません。

定期テストくらいの問題です。計算はノートや紙でして、答えの数字だけを入れましょう。まちがえたらヒントが出ます。「類題」で数字を変えた問題を何回でも練習できます。

印刷する PDFをダウンロード問題解答解説

印刷・PDFの問題は数字が固定されています(だれが印刷しても同じ問題で、解答と合います)。画面の「類題」は毎回ちがう数字になります。

問1計算10点

重さ5Nの物体をばねばかりにつるし、全部水に沈めると、ばねばかりは3Nを示した。浮力は何Nか。

答えと解説

答え:2N

  1. 5−3=2N

よくあるまちがい:水中でのばねばかりの値を、浮力と答えない。差を求める。

問2図を見て選ぶ12点

重さが同じ5Nで、体積の大きいブロックを水に全部沈めた。体積の小さいブロックのときとくらべて、浮力はどうなるか。

  1. ア 小さくなる
  2. イ 変わらない
  3. ウ 大きくなる
答えと解説

答え:ウ(大きくなる)

浮力の大きさは、水中にある部分の体積で決まります。体積が大きいほど、浮力は大きくなります。

よくあるまちがい:浮力は物体の重さではなく、水中の体積で決まる。

問3図を見て選ぶ12点

完全に沈んだブロックを、さらに深く沈めた(底にはつかない)。浮力はどうなるか。

  1. ア 大きくなる
  2. イ 変わらない
  3. ウ 小さくなる
答えと解説

答え:イ(変わらない)

水圧は深いほど大きくなりますが、上面と下面の水圧の差は変わらないので、浮力は変わりません。

よくあるまちがい:全部沈んだあとは、深さで浮力は変わらない。

問4図を見て選ぶ12点

ブロックを沈めたとき、あふれて受け皿にたまった水の重さと、浮力の大きさの関係はどれか。

  1. ア 同じ
  2. イ 浮力の方が大きい
  3. ウ 水の重さの方が大きい
答えと解説

答え:ア(同じ)

物体がおしのけた水の重さと、浮力の大きさは等しくなります(アルキメデスの原理)。

よくあるまちがい:おしのけた水の重さ=浮力。

問5選んで答える12点

浮力が生じるのはなぜか。

  1. ア 物体の上面にはたらく水圧の方が大きいから
  2. イ 物体の下面にはたらく水圧の方が大きいから
  3. ウ 水が物体を横から押すから
答えと解説

答え:イ(物体の下面にはたらく水圧の方が大きいから)

水圧は深いほど大きいので、物体の下面を上に押す力が、上面を下に押す力より大きくなります。この差が浮力です。

よくあるまちがい:浮力=下面と上面の水圧による力の差。

問6計算12点

重さ4Nの物体を全部水に沈めると、ばねばかりは3.2Nを示した。この物体を、体積の半分だけ水に沈めると、ばねばかりは何Nを示すか。

答えと解説

答え:3.6N

  1. 全部沈めたときの浮力:4−3.2=0.8N
  2. 半分のときの浮力:0.8÷2=0.4N
  3. ばねばかり:4−0.4=3.6N

よくあるまちがい:浮力は水中にある体積に比例する。

問7選んで答える12点

木片が水にうかんで止まっている。このとき、木片にはたらく浮力の大きさはどうなっているか。

  1. ア 木片にはたらく重力より小さい
  2. イ 木片にはたらく重力より大きい
  3. ウ 木片にはたらく重力と同じ
答えと解説

答え:ウ(木片にはたらく重力と同じ)

水にうかんで止まっている物体では、浮力と重力がつり合っています。

よくあるまちがい:うかんで止まっている=浮力と重力がつり合っている。

問8記述18点

重さが同じ鉄のかたまりと、鉄でできた船の形のもの。かたまりはしずむのに、船はうかぶ。その理由を「浮力」「体積」ということばを使って説明しなさい。

答えと解説

答えの例

船の形にすると、水中にある部分の体積が大きくなり、浮力が大きくなる。浮力が重力と同じ大きさになるところでつり合うので、船はうかぶ。かたまりは体積が小さく、浮力が重力より小さいのでしずむ。

採点のポイント:船の形は、水中にある部分の体積が大きく、浮力が大きい/浮力が重力とつり合えばうかび、重力より小さいとしずむ

よくあるまちがい:同じ重さでも、体積(おしのける水の量)がちがえば浮力がちがう。