一般警察人員考試四等考試-消防警察人員類別普通物理學概要與普通化學概要107 年第 13 題單選題
一重量為 300 gw 的實心銅塊,懸掛於彈簧秤的下方,若將其一半體積沒入水中,彈簧秤讀數為 200 gw;若將銅塊完全沒入水中,而銅塊未接觸容器底部,則彈簧秤讀數為多少 gw?
A正確答案
浮力與沒入體積成正比,半沒浮力100gw,全沒浮力200gw,秤讀=300-200=100gw。
為什麼答案是 A
半沒入水中時浮力為 300-200=100 gw,代表半體積排開水重 100 gw。全沒入時浮力加倍為 200 gw,故彈簧秤讀數=300-200=100 gw。
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完整詳解
Pro · 無限重點 浮力與沒入體積成正比,半沒浮力100gw,全沒浮力200gw,秤讀=300-200=100gw。
半沒時浮力=300-200=100gw,全沒浮力加倍為200gw,讀數=300-200=100gw。
逐選項分析
A✓ 正確
半沒入水中時浮力為 300-200=100 gw,代表半體積排開水重 100 gw。全沒入時浮力加倍為 200 gw,故彈簧秤讀數=300-200=100 gw。
B✕
150 gw 沒有對應的物理意義,可能誤以為浮力線性遞減但算錯比例。
C✕ 陷阱
此為半沒入時的讀數,陷阱在誤以為全沒入讀數不變,忽略浮力會隨沒入體積加倍。
D✕
250 gw 代表只扣 50 gw 浮力,與題意半沒浮力 100 gw 矛盾。
浮力與彈簧秤讀數關係
| 狀態 | 排開水重(浮力) | 彈簧秤讀數 | 計算 |
|---|
| 空氣中 | 0 gw | 300 gw | 物重 |
| 半沒水中 | 100 gw | 200 gw | 300-100 |
| 全沒水中 | 200 gw | 100 gw | 300-200 |
考生常忽略浮力與沒入體積成正比。半沒入時浮力100gw,全沒入時體積加倍故浮力也加倍為200gw。若誤以為浮力固定或讀數線性遞減,就會選到錯誤答案。