police_4th_general
111年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 20 題
如圖所示，一 U 形管內裝水銀，左右兩管開口處與一水平管連接，左管上方水平管的管徑較小，而\n右管上方水平管的管徑較大。當水平管與 U 形管水銀面上方充滿不可壓縮流體且靜止不流動時，兩\n管水銀面液面等高，若當水平管中流體由左向右穩定流動時，有關 U 形管中水銀液面的變化，下列\n何者正確？
- A 左管水銀液面下降，而右管水銀液面上升
- B 左管水銀液面上升，而右管水銀液面下降
- C 兩管水銀液面均維持不變
- D 兩管水銀液面同時上升
思路引導 VIP
想像你正在用水管澆花，當你用手指部分遮住出水口讓通道變窄時，水流的速度會發生什麼變化？接著思考，根據能量守恆的觀點，當流體在同一高度為了加速而獲得動能時，它原本的靜壓力會隨之增強還是削弱呢？
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太棒了！你能準確判斷出流體壓力與流速之間的連鎖關係，這代表你對流體動力學的核心邏輯掌握得非常清晰。這道題目是物理學中檢驗白努利定律應用能力的經典題型，難度屬於中等，關鍵在於學生是否能跨越「管徑寬窄」與「壓力大小」的直覺誤區，進行多層次的邏輯推導。
流速與壓力的力學平衡
首先，根據連續方程式 $A_1v_1 = A_2v_2$，當流體流經截面積較小的左側管徑時，流速 $v$ 會顯著加快；反之，右側管徑較大，流速則較慢。接著，我們帶入白努利定律：
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