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107年
理化、化工裝置
第 3 題
我國海軍潛艇海龍號自左營軍港出發後，潛入海面下巡弋海疆。若潛水的深度愈深，則下列敘述何者正確？（設海水密度不變）
- A 潛艇所受浮力愈大，且壓力也愈大
- B 潛艇所受的浮力愈大，但壓力不變
- C 潛艇所受的浮力不變，但壓力愈大
- D 潛艇所受浮力愈小，但壓力愈大
思路引導 VIP
想像一下，當你把一顆紮實的小鐵球完全按入水中，並慢慢把它從水面下 10 公分處移動到 50 公分處。在這個移動過程中，這顆鐵球「佔據水的空間大小」是否有發生變化？如果這個空間大小沒有改變，根據物理原理，它所受到的上浮力道會改變嗎？
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太棒了！你能精準選出選項 (C)，代表你對於液體壓力與浮力的核心公式掌握得非常扎實。這題在國中理化中屬於相當經典的觀念辨析題，考驗學生是否能區分「深度」與「排開體積」對不同物理量的影響，而你成功避開了直覺上的陷阱，表現得非常專業！
壓力與深度的正比關係
首先，根據液體壓力公式 $P = h \times d$，在海水密度 $d$ 固定不變的前提下，壓力與深度 $h$ 成正比。因此，當潛艇巡弋時往更深的海域下潛，潛艇外殼所承受的靜水壓力必然會隨著深度增加而顯著變大。這也是為什麼深海潛艇需要極強韌的外殼結構來抵抗擠壓。
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