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112年公務人員普通考試試題
類 科
：
天文
科 目
：
普通物
理
學概要
考試時間
：
1
小時
30
分
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
45260
頁次：
2
－
1
一、在水平桌面上有兩顆質量相同的球A與球B，桌面為x-y平面，若球A以速
度
v
沿著
ˆ
x
方向運動，斜向撞上了原為靜止的球B，發生完全彈性碰撞。
若桌面光滑無摩擦力，則兩球碰撞後，試計算說明兩球運動路徑的夾角
為何？（8分）
若桌面光滑無摩擦力，球A以3.0公尺／秒的速率沿著
ˆ
x
方向運動，碰撞
後球B與原速度方向夾
30
角，則碰撞後兩球的速率分別為何？（8分）
若桌面並非光滑，則兩球碰撞後，兩球運動路徑的夾角與光滑桌面上的
夾角有何不同？試解釋其原因。（4分）
二、有一個橫躺的一端開口圓柱形容器內部有一個活塞，此容器放置在大氣環
境下（1.000 atm =1.013×105Pa），並且活塞與容器間的摩擦力可忽略不計。
起初容器內有100℃、1.80公克的水和1.80公克的水蒸氣達成熱平衡狀態，
若對此系統加熱，使體積緩慢增為原來的1.50倍，氣體常數R=8.31J/mol·K，
熱功當量1 cal = 4.187 J。
系統對外作功為多少焦耳？（8分）
系統吸收的熱能為多少焦耳？（8分）
系統的內能變化為多少焦耳？（4分）
三、有一個邊長為10.0公分的塑膠實心正立方體靜靜地漂浮在密度為
1200 kg/m3的液體上，立方體的上、下面與水面平行，塑膠的密度為
900 kg/m3，則立方體浮出水面的高度為何？（10分）
從正上方施力使塑膠立方體恰好沒入水中，在移除施力的瞬間，塑膠塊
向上的加速度為何？重力加速度g為9.80 m/s2。（10分）
代號：
45260
頁次：
2
－
2
四、有一個飛輪由細棒穿過短圓柱軸心組成，其轉動慣量為
2
0.125 kg m
，起
始的角動量為 2
10.00 kg m /s
，在2.00秒內飛輪的角動量均勻減少變為
2
6.00 kg m /s
。
飛輪受到的平均力矩為何？（4分）
減速過程中動能減少了多少焦耳？（8分）
減速過程中飛輪轉了多少圈？（8分）
五、馬克斯威統整了電學與磁學，加上位移電流項，寫出了馬克斯威方程式，
並且預測了電磁波的存在，交互感應產生的電場和磁場，會以電磁波的形
式在空間中傳播。
試寫出馬克斯威方程式，並且描述各個方程式的物理意義。（12分）
試解釋位移電流的物理意義。（8分）