臺北市立中正高中學年度第二次專任教師甄選 物理科筆試試題卷

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Bruce Yuan-Ta Tseng
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臺北市立中正高中

學年度第二次專任教師甄選

物理科筆試試題卷

說明:

本次考試作答時間

分鐘,鈴響後請停筆,由監試人員協助收回題目

卷與答案卷。
所有題目的計算與說明過程,務求詳盡。

作答可以不按題目順序,但務必於答案卷標明題號。未標示或標錯題
號,導致無法閱卷評分之狀況,責任自負。

計算問答題: 共

大題,共計

  如右圖,

為一斜面,

為一水平面,

為一半徑為

之鉛直半圓軌道面,設所有接觸面

皆無摩擦力,一物體自

點由靜止自由下滑,

則:

(重力加速度為 )

 若欲使物體能運動至半圓軌道的最高點

中途不離開軌道面,則高度

的最小值為若干?

 若

,當物體運動至

點脫離軌道,此時物體可被拋射的最高點離地

面高度為若干?

 承

,物體離開軌道面後,落至

水平面的

點,則其落點

的距離為若干?

  某生在物理實驗室做「氣柱的共鳴」實驗,裝置包括:鉛直豎立的細玻璃圓筒、

儲水器、連通管、支架、音叉、擊槌、橡皮筋等。細玻璃圓筒的管長約

其上並附有刻度尺,且玻璃圓筒的管口位置刻度為零。將頻率為

的振

動音叉置於管口上方,再上下移動儲水器以調整玻璃圓筒中的水面高低,實驗

上測得產生共鳴的水面刻度有三,分別為

 依據題目給定的產生共鳴時水面刻度的實驗數據,畫出玻璃圓筒中空氣分

子的位移出現波腹與波節的位置,並註記空氣分子疏部中央及密部中央的

位置。

 依據題目所給定的產生共鳴時水面刻度的實驗數據,計算當時的聲速。

 說明

計算聲速數據處理的方法及其原因。

  如右圖,質量為

公斤的某人最初靜立在一

個長度為

公尺的台車右端,台車質量為

公斤,台車的質心位在車長中心處。某

人由台車的右端走到左端停下來。自時間可
趨近於無窮大的條件下,

 若台車與地面間無任何摩擦力時,台車最後的位移為若干?

 若台車與地面間的摩擦力與速率成正比時,台車最後的位移為若干?

  如右圖,兩個質量分別為

的小球,兩小球垂直緊貼在離

的高度同時由靜止開始落下,兩球在撞擊地面後瞬間分別

以速度 、 向上彈跳,假設兩球之間、球與地面間皆發生彈性
碰撞,試求

、 。 假設兩小球的直徑很小可以忽略不計

  如右圖,將 、 兩種單原子理想氣體 γ

分別置入兩密閉絕熱空間,左右兩室間以一個隔

熱可活動的活塞分隔。初始先固定活塞,左室置
入體積

、壓力

、莫耳數

氣體,右室

置入體積

、壓力

、莫耳數

氣體。

忽略活塞、容器的吸放熱,試回答下列問題: 

 將活塞解除固定,使其可左右自由滑動,同時兩室氣體沒有互相洩漏。待

活塞最終平衡靜止後,試求 、 氣體個別的溫度。 活塞摩擦力影響不計

 將活塞抽去,使兩種氣體混和後的平衡溫度為何? 忽略活塞體積

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試題結束,祝考試順利

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  一電路連接如右圖所示,電池的內電阻以及導線的電阻

均可忽略不計,試求:

 當最初開關

在開啟狀態時,

間電位差

。 

 按下開關

使其變為關閉狀態,通過

間電流。 

  內外半徑各為

的空心金屬球殼帶有

的淨電荷,在其內部有一半徑為

之實心小金屬球

與球殼之球心均在

點,實心小金屬球則帶有

淨電荷,如右圖所示。已知庫侖常數為 ,無窮遠處

為零位面,試求:

 空心球殼外壁表面之電場。

分  

 若將空心球球殼的外壁接地,則小實心球表面之

電位為若干?

分  

  試由愛因斯坦的光量子論,利用能量或動量的關係,說明或證明下列物理事實:

 頻率為

之入射光的一光子與在金屬表面

的一電子發生光電效應,如圖

。電子逸

出金屬表面的最大動能

應與頻率 呈

線性關係。

 如圖

,頻率為 之入射光的一光子,與

一個不受束縛的自由電子,則電子無法將

一個光子完全吸收。

  如右圖所示,兩平行的金屬軌道,間距為 ,

電阻可忽略不計,軌道與電動勢為

 的理想

電源連接。金屬軌道中放置質量為

、電阻

歐姆的金屬桿,桿長與軌道間距相等。

金屬桿在軌道上移動時,摩擦力與空氣阻力
均可忽略不計,且移動過程一直維持與軌道垂直。軌道區域有量值為

的均

勻磁場,方向與軌道面垂直 穿入紙面 。當電路開始通電,原本靜止的金屬桿
隨即開始向右移動,軌道長度為

 若軌道長度

非常長,試求金屬桿可到達的最大速率

 若金屬桿抵達軌道右端時的速率超過

,則軌道長度

至少須為若干?

 假設某樣本中含有

莫耳的原子核

經由衰變會轉變成原子核

,且

該樣本中

的最初含量為零。 答案均取至 位有效數字,

 

 經過

小時之後, 的剩餘含量變為

莫耳,試求

的半衰期。

 承上題,已知

的半衰期為

小時,則此時樣本中

的含量為若干莫耳?

光子

電子

金屬

光子

自由電子

6 

3V 

6V 

3 

5 

12V 

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