2020年6月7日 星期日

109國中會考自然科第46、47題 解析

109國中會考自然科第46、47題

請閱讀下列敘述後,回答46~47題

水肺潛水是一項由潛水員攜帶氣瓶(內含壓縮空氣的鋼瓶)在海面下所進行的活動,潛水員會穿上一種可充氣或放氣的背心,藉由氣瓶對背心的充放氣來改變背心的體積大小,調整潛水員在海中的浮力大小,在背心內多充入一些空氣,潛水員可在不施力划水的情形下自然向海面浮起,從背心中多放出一些空氣,潛水員可在不施力划水的情形下自然向海底下沉。若背心的充氣量調整適當,潛水員可在不施力划水的情形下於海面下維持同樣的深度,此種調整背心的充氣量而能夠在海面下維持同樣深度的技術,稱為「中性浮力」。

水肺潛水需要找同伴一起進行活動,可以互相照顧,每次潛水前也都要有適當的規劃,潛水後也要做紀錄。

(三十一)為一位潛水員的潛水時間與潛水深度的紀錄。

J109-46.jpg



46.若未攜帶裝備潛水員的體積為V、質量為M、密度為D,潛水員所攜帶的所有裝備體積為V、質量為M,海水的密度為D,則下列哪一關係式的情況,可讓潛水員維持在海面下 10 m 的深度以「中性浮力」活動?

(A) V × D=M

(B) (V+V) × D=M

(C) (V+V) × D=M+M

(D) V × D+V × D=M+M



47.若不考慮海水的流動,依照上文中的潛水紀錄,此潛水員在開始潛水後多久,他所處位置的海水壓力最大?

(A)5分鐘       (B)10分鐘       (C)20分鐘       (D)50分鐘

 

答案

46. C

47. B


解析

46.本題主要是問浮力的觀念。

調整背心的充氣量而能夠在海面下持同樣深度的技術,稱為「性浮力」。

靜置的浮力 = 物體體積 × 液體密度 = 物體體積 × 物體密度  (∵D = D)

           = 物重

物體體積(潛水員的體積+所有裝備體積) ×液體密度(海水密度) = ( V+V ) ×D

物重(潛水員的重量+所有裝備重量) = M + M

所以(V+V)×D=M+M

因此答案選C。


47.本題主要是問液體壓力的觀念。

J109-46S.jpg

液體壓力 = 液體深度 × 液體密度

P = h×d   h液體深度;d液體密度

相同的液體深度,所受的液體壓力相等

液體越深,液體壓力越大

圖(三十一) 潛水時間與潛水深度的紀錄中,在10分鐘的時候,所處的位置最深,海水壓力最大

所以答案選B。



解題技巧

46.本題中的關鍵詞調整背心的充氣量而能夠在海面下維持同樣深度的技術,稱為「中性浮力」。」,中性浮力可看成靜置的浮力靜置的浮力 = 物體體積 × 液體密度 = 物體體積 × 物體密度  (∵D = D) = 物重

47.本題中的關鍵詞「海水壓力最大」,海水越深壓力越大,在10分鐘的時候,所處的位置最深,所以海水壓力最大


知識節點

46.浮力

47.液體壓力


原理

46.

一、浮力:物體在液體中,液體給予物體一個向上作用力,這個作用力稱為浮力。

1.浮力定義

(1)物體在液體中,所減輕重量

     浮力 = 物體在空氣中的重量 - 物體在液體中的重量

        B = W物空氣 - W物液體

(2)物體沒入液體中,所排開液重

浮力 = 物體沒入液體的體積 × 液體密度

B = V沒入液體 × D液體密度

2.阿基米德原理:(浮力原理)

(1)阿基米德提出。

(2)浮力 = 物體在液體中所減輕的重量 = 物體排開同體積的液體重

3.浮力計算

(1)判斷沉浮:

               浮體:D<D

               沉體:D>D

       靜置任何位置:D =D

(2)代入公式:

   浮體的浮力 = 物體在液面下的體積 × 液體密度 = 物重

      沉體的浮力 = 物體體積 × 液體密度

  靜置的浮力 = 物體體積 × 液體密度

             = 物體體積 × 物體密度  (D = D)

                 = 物重


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