108會考自然 詳解

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108國中會考自然科第39題

在水平桌面上，放置一個從左至右，管口口徑依序變大的盛水連通管。今在三管管口上各放置與管口口徑相同的甲、乙、丙三活塞，活塞與管壁、水面完全密合且可以在管壁上自由滑動，忽略活塞與管壁間的摩擦力，當三活塞達到靜止平衡時，三管內的水面齊高，如圖(十八)所示，則關於活塞甲、乙、丙的重量大小關係，下列何者正確？

(A)甲＝乙＝丙

(B)乙＞甲＝丙

(C)甲＞乙＞丙 

(D)丙＞乙＞甲

D

本題主要是問壓力與重量大小關係。

當三管內的水面齊高時，表示水面受到甲、乙、丙三活塞的壓力相等。

P甲  =   P乙    =  P丙      ( P =W / A)

    W甲/ A甲 = W乙/ A乙 = W丙/ A丙

因為A丙＞A乙＞A甲

所以W丙＞W乙＞W甲

P：壓力 ； W：活塞重量 ； A：管口面積

(D)選項，活塞重量大小關係，丙＞乙＞甲是正確。

所以答案選D。

解題技巧

本題中的關鍵詞「三管內的水面齊高」，表示水面受到甲、乙、丙三活塞的壓力相等。當壓力一定時，活塞重量與管口面積成正比，所以管口口徑越大，活塞重量就越大。

一、壓力：物體每單位面積所受到的垂直力，稱為壓力。

  1. P = F⊥／A   P壓力；F⊥垂直力；A受力面積

 （1）P一定，F⊥與A成正比。

 （2）F⊥一定，P與A成反比。

 2.單位：公克重／平方公分、公斤重／平方公尺。

 3.應用：吸管削尖，因受力面積小，壓力大，就能輕鬆的插入飲料。

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