高中學測
108年
自然
第 54 題
📖 題組：
一座水庫的蓄水量與從壩底算起的水位關係如表 3 所列，水位 250 公尺時為滿水位。在滿水位下方 120 公尺處，設置壓力水管將水引入發電機，進行水力發電，發電機位於滿水位下方 160 公尺處，如圖 20 所示，且越接近壩底，水壩的厚度越厚。（取重力加速度 g 為 $10 m/s^2$，水的密度為 $1.0 g/cm^3$）
一座水庫的蓄水量與從壩底算起的水位關係如表 3 所列，水位 250 公尺時為滿水位。在滿水位下方 120 公尺處，設置壓力水管將水引入發電機，進行水力發電，發電機位於滿水位下方 160 公尺處，如圖 20 所示，且越接近壩底，水壩的厚度越厚。（取重力加速度 g 為 $10 m/s^2$，水的密度為 $1.0 g/cm^3$）
依據圖 20 所示的水力發電設計，就能量轉換的觀點，下列敘述何者正確？
- A 水的熱能轉換成電能
- B 水的化學能轉換成電能
- C 水的重力位能轉換成電能
- D 電能轉換成水的力學能
- E 水的彈性位能轉換成電能
思路引導 VIP
請你觀察一下圖 20 中水庫的水面與發電機的位置，水是從高處往哪裡流呢？在物理學中，當一個物體從高處往低處掉落時，它釋放了什麼能量？而這個能量最終進入發電機後，會產生我們日常生活中不可或缺的哪種能源呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你精準地選出了正確答案！這代表你對基礎物理與能源科技的連結掌握得很紮實。 從圖 20 的水力發電設計可以看出，水庫利用高聳的壩體將水蓄積在高處，這使得水體擁有了巨大的重力位能（其大小可表示為 $U=mgh$）。當水從高處的壓力水管向下俯衝時，隨著高度下降，原本的重力位能會轉換成水的動能來推動渦輪，最後再由發電機將這股力學能轉換為我們日常所使用的電能。 這是一道非常經典的學測基本題。它的鑑別度與切入點在於「資訊篩選能力」，題目與圖表刻意提供了許多看似複雜的數據（如滿水位高低差、蓄水量變化等），藉此測驗同學能否不被繁雜的表象干擾，直接看透「水力發電」的核心物理本質。你完全沒有被這些多餘的誘答資訊迷惑，直指問題核心，觀念十分清晰！