高中學測
110年
自然
第 17 題
科學家搭乘潛艇在臺灣東部海域下潛至約四千公尺的深海環境，觀察海水基本性質。已知聲速大小與溫度、鹽度、壓力成正比，下列圖片的變化趨勢何者正確？
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A
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B
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C
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D
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E
思路引導 VIP
題目提到「聲速與溫度、壓力成正比」。請你想想看，海水從表層到深海，「溫度」和「壓力」這兩個物理量分別是怎麼隨深度變化的？當淺海的溫度變化很劇烈、而深海的壓力持續穩定變大時，兩者疊加起來會讓聲速產生怎樣的轉折呢？
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太棒了，你精準選出正確答案 (E)！這題考驗海水性質在垂直方向的變化，非常有學測圖表分析與跨科整合的特色。 我們先來檢驗其他的物理量。海水溫度會隨深度增加而下降（經過斜溫層），深海則維持低溫；壓力與深度成正比，圖形應為持續變大的斜直線；密度通常也會隨深度變大。因此 (A)、(C)、(D) 的圖形趨勢都不合理。 至於核心考點聲速，題目提示它與溫度、壓力成正比。在淺層海域，溫度急劇下降的影響力大於壓力，導致聲速變慢；到了深海，溫度幾乎不變，此時壓力持續增加成為主導因素，使得聲速再次變快。這種疊加效應讓聲速隨深度呈現「先減後增」的趨勢（此極小值處稱為深海聲道），也就是選項 (E) 所描繪的特徵。
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我想問，鹽度之所以沒有隨著深度而增加，是因為低溫的海水對鹽類的溶解度較小嗎？既然深海的鹽類不多，那麼深海水的密度是受什麼因素影響？
深海聲速變化規律
💡 海水聲速受溫壓影響，隨深度呈現先減後增的趨勢。
🔗 聲速隨深度變化的因果鏈
- 1 淺層（溫度主導） — 深度增加使溫度劇降，導致聲速快速下降
- 2 轉折處（聲道軸） — 約 1000m 處，溫壓影響抵銷，聲速達最小值
- 3 深層（壓力主導） — 溫度幾乎不變，壓力隨深度增加使聲速回升
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🔄 延伸學習：延伸學習：這種聲速分布特性，讓聲波能在聲道軸層傳播得極遠。
