99998888學年度大學入學指定科目考試物理考科試

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jun
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9

9

9

98

8

8

8 學年度

學年度

學年度

學年度大學入學

大學入學

大學入學

大學入學指定科

指定科

指定科

指定科目考試

目考試

目考試

目考試 

 

 

 

         

         

         

          

 

 

    

   

   

   物理

物理

物理

物理考

考科

科試題

試題

試題

試題詳解

詳解

詳解

詳解   

   

   

    

 

 

 

第壹部分

第壹部分

第壹部分

第壹部分:

:選擇題

選擇題

選擇題

選擇題 

 

 

 

一、

、單一選擇題

單一選擇題

單一選擇題

單一選擇題

       

 

   1

.若有一行星繞著恆星 作橢圓軌道運動,則下列有關行星在右圖 

     所示各點的加速度量值的敘述,何者正確?  

   (A)所有點都一樣大      (B)點 處最大 
   (C)點 與點 處最大    (D)點 與點 處最大 
   (E)點 處最大。 

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

B

 

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-七

七、

、萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律   

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律:

 

2

r

GMm

F

g

=

( )

( )

( )







×

=

2

11

10

67

.

6

:

:

:

:

,

kg

Nm

G

G

m

r

N

F

kg

M

m

g

萬有引力常數

兩質點間的連心距離

兩質點間的萬有引力

兩質點的質量

 

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

( )

O

B

     

     

     

      行星繞日運轉,僅受萬有引力作用: 

                     依 

2

r

GMm

F

g

=

=

Σ

g

F

F

m:

2

r

GMm

a

m

=

 

                                         

∴ 

=

a

2

r

GM

A

r

A

const

M

G

a

a

r

r

a

)

(

1

max

:

2

.

,

min

 →

=

 

                   

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

   2.如右圖所示,一單擺左右來回擺動,擺錘受有重力、擺線的張力與空氣阻力 。下列有 

     關此三力對擺錘作功的敘述何者正確? 

     (A)一定作正功,一定作負功 

     (B) 一定作負功,一定不作功 

     (C)一定作正功, 一定作負功 

     (D)一定作正功, 一定作負功 

     (E)與 一定作負功,一定不作功。 

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

B

 

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★

 

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-八

八、

、功與動能

功與動能

功與動能

功與動能   

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:功的定義

功的定義

功的定義

功的定義:

 

                               

F

對物體

對物體

對物體

對物體

m

作功

作功

作功

作功 

θ

cos

FS

S

F

W

=

=

   

                  (

(1

11

1)

0

0

90

0

<

θ

0

>

W

,外力對系統作正功

外力對系統作正功

外力對系統作正功

外力對系統作正功。

。    

                          

                     

                     

                                    

         

         

          (

(2

22

2)

0

90

=

θ

0

=

W

,外力對系統不作功

外力對系統不作功

外力對系統不作功

外力對系統不作功。

。    

                           

                           

                           

                                      

     

     

      (

(3

33

3)

0

0

180

90

<

θ

0

<

W

,外力對系統作負功

外力對系統作負功

外力對系統作負功

外力對系統作負功。

   

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

( )

O

B

          依 

θ

cos

FS

S

F

W

=

=

( )

( )

>

<

作負功

作負功

不作功

作負功

作正功

不作功

m

R

S

R

m

W

m

T

S

T

B

O

m

R

S

R

m

W

m

T

S

T

O

A

//

90

:

2

//

90

:

1

0

0

φ

φ

    

                                               

∴  一定作負功,一定不作功。 

     

 

                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

   3.如右圖所示,是由左向右行進的一週期波 

     ,其長波列的一部分波形。設此時

0

=

t

, 

      點的位移為

0

。下列哪一項是在

0

=

t

 

     以後的時間中, 點位移隨時間變化的圖?  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

C

 

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-一

一、

、波

波動

 

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:波動

波動

波動

波動:

:    

                                   

                                   

                                   

                                    所謂波動

所謂波動

所謂波動

所謂波動,

,就是介質中的某一點作往返

就是介質中的某一點作往返

就是介質中的某一點作往返

就是介質中的某一點作往返(

(上下或前後

上下或前後

上下或前後

上下或前後)

)振動時

振動時

振動時

振動時,

,其能量逐漸由

其能量逐漸由

其能量逐漸由

其能量逐漸由    

該點傳遞到其他

該點傳遞到其他

該點傳遞到其他

該點傳遞到其他,

,而引發各點也做往返振動的現象

而引發各點也做往返振動的現象

而引發各點也做往返振動的現象

而引發各點也做往返振動的現象。

。    

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

(1)

x

軸的座標代表各質點的所在位置。 

            (2)圖示的週期波「波形」由「左向右」依次通過 點位置, 處質點隨之振 
                                 

動。 

            (3)

0

=

t

以後傳遞通過 點的波形如負

x

軸區域所示,則 點振動之位移圖呈 

                「左右相反」

,如選項(C)所示。

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

  4.長度為

A

l

的閉管(一端閉口,另一端開口),其基音頻率為

A

f

;長度為

B

l

的開管(兩端開口), 

    其基音頻率為

B

f

。已知

A

f

等於

B

f

,則

A

l

B

l

的比值為下列哪一項? 

    (A)4   (B)2   (C)3/2   (D)1   (E)1/2。  
       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

E

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-二

二、

、聲波

聲波

聲波

聲波 

       

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

1

)縱波的駐波

縱波的駐波

縱波的駐波

縱波的駐波:

:開管

開管

開管

開管(

(兩端開口皆為波腹

兩端開口皆為波腹

兩端開口皆為波腹

兩端開口皆為波腹)

 

                                         

若管長為

若管長為

若管長為

若管長為 

,則在管中形成駐波的條件為

則在管中形成駐波的條件為

則在管中形成駐波的條件為

則在管中形成駐波的條件為   

                                                 

2

λ

n

l

=

=

,

3

,

2

,

1

n

 

                                         

   

l

nV

f

2

=

=

,

3

,

2

,

1

n

) 

                               

2

)縱波的駐波

縱波的駐波

縱波的駐波

縱波的駐波:

:閉管

閉管

閉管

閉管(

(一端開口而另一端封閉

一端開口而另一端封閉

一端開口而另一端封閉

一端開口而另一端封閉)

 

                                         

若管長為

若管長為

若管長為

若管長為 

,則在管中形成駐波的條件為

則在管中形成駐波的條件為

則在管中形成駐波的條件為

則在管中形成駐波的條件為   

                                                 

4

λ

n

l

=

=

,

5

,

3

,

1

n

 

                                         

   

l

nV

f

4

=

=

,

5

,

3

,

1

n

)    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:依 

l

nV

f

4

=

=

,

5

,

3

,

1

n

A

A

n

l

V

f

4

 

1

,

=

=

基音

 

                                 

依 

l

mV

f

2

=

=

,

3

,

2

,

1

m

B

B

m

l

V

f

2

 

1

,

=

=

基音

 

                                 

又 

B

A

f

f

=

,得 

=

A

l

V

4

B

l

V

2

2

1

=

B

A

l

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

  5.將15℃、6公升的冷水與80℃、9公升的熱水,在一絕熱容器內混合。在達到熱平衡後,若忽 

    略容器吸收的熱,則水的溫度為下列何者?  

    (A)24℃   (B)34℃   (C)44℃   (D)54℃   (E)64℃。 
       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

D

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-十二

十二

十二

十二、

、熱學

熱學

熱學

熱學 

       

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:熱平衡

熱平衡

熱平衡

熱平衡:

 

                                 

當孤立的兩個物體互相接觸時

當孤立的兩個物體互相接觸時

當孤立的兩個物體互相接觸時

當孤立的兩個物體互相接觸時,

,經過一段時間

經過一段時間

經過一段時間

經過一段時間,

,兩物體的巨觀性質

兩物體的巨觀性質

兩物體的巨觀性質

兩物體的巨觀性質(

(如壓力

如壓力

如壓力

如壓力、

 

                                 

體積

體積

體積

體積)

)將不再變化

將不再變化

將不再變化

將不再變化,

,此兩物體具有相同的溫度

此兩物體具有相同的溫度

此兩物體具有相同的溫度

此兩物體具有相同的溫度,

,這時我們稱此兩物體達熱平衡

這時我們稱此兩物體達熱平衡

這時我們稱此兩物體達熱平衡

這時我們稱此兩物體達熱平衡。

 

 
 
 
 
 

                                                 

H

H

const

E

=

=

Σ

.

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

(1)依 

V

M

D

=

=

=



=

=

g

m

g

m

cm

cm

g

D

9000

6000

2

1

1000

1

/

1

3

3

公升

    

                (2)依 

H

H

=

(

)

(

)

15

1

6000

80

1

9000

:

×

=

×

×

 →

f

f

T

T

T

f

末溫

54

=

f

T

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

  6.如右圖所示,一發光點從凸面鏡主軸上的 點沿主軸緩慢向鏡頂 移動,則此光點的像,其 

    位置以及其移動的方向為下列哪一項? 

    (A)先成像於鏡前,接著成像於鏡後 
    (B)成像於鏡後,遠離 點移動    
    (C)成像於鏡後,朝向 點移動 
    (D)成像於鏡前,遠離 點移動 
    (E)成像於鏡前,朝向 點移動。 
       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

C

 

       

【考題

考題

考題

考題難度

難度

難度

難度】

】:

:★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-三

三、

、光

光的

的反射

反射

反射

反射   

       

       

       

        【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:面鏡

面鏡

面鏡

面鏡成像公式

成像公式

成像公式

成像公式:

:                             

                                       

r

f

q

p

2

1

1

1

=

=

+

( )

( )

( )

( )

( )

( )



+

+

+

"

"

,

"

"

:

3

"

"

:

2

"

"

.

"

"

.

:

1

鏡後虛像取

鏡前實像取

像距

鏡前實物取

物距

凸面鏡取

凹面鏡取

焦距

符號法則

q

p

b

a

f

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:依 

f

q

p

1

1

1

=

+

p

f

q

p

f

1

1

1

0

,

:

+

=

>

−′′

′′

凸面鏡

(

)

↓⇒

′′

′′

′′

′′

<

移動

鏡頂

朝向

O

q

p

q

,

,

0

    

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

   

7.在近代科技的領域中,下列敘述何者錯誤?  

    (A)雷射可用於光纖通信 
       

(B)純矽的晶體掺入少量三價元素後可製成 型半導體 

    (C)即使超導體在超導狀態,其電阻也不會是零   
       

(D)利用外在電場可改變液晶的光學特性  

     

 (E)奈米是一個長度單位。  

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

C

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-十三

十三

十三

十三、

、現代科技簡介

現代科技簡介

現代科技簡介

現代科技簡介   

       

       

       

        【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

(1

11

1)

)雷射光的原理

雷射光的原理

雷射光的原理

雷射光的原理:

:原子於能階躍遷時

原子於能階躍遷時

原子於能階躍遷時

原子於能階躍遷時,

,將能階間能量

將能階間能量

將能階間能量

將能階間能量的差以光的形式放出

的差以光的形式放出

的差以光的形式放出

的差以光的形式放出。

。    

             

             

             

              (

(2

22

2)

)半導體經

半導體經

半導體經

半導體經「

「摻雜

摻雜

摻雜

摻雜」

」可大大改善導電本質

可大大改善導電本質

可大大改善導電本質

可大大改善導電本質:

:    

     

     

     

      ○

1111

在純半導體的矽或鍺中摻入三價元素

在純半導體的矽或鍺中摻入三價元素

在純半導體的矽或鍺中摻入三價元素

在純半導體的矽或鍺中摻入三價元素,

,如硼

如硼

如硼

如硼(

( 

、鋁

鋁(

( Al 

、鎵

鎵(

( Ga 

)  

   

   

        

         

         

         

          等

等,

,成為一以

成為一以

成為一以

成為一以「

「電洞

電洞

電洞

電洞」

」為多數載子的

為多數載子的

為多數載子的

為多數載子的 型半導體

型半導體

型半導體

型半導體。

。    

     

     

     

      ○

2222

在純半導體的矽或鍺中摻入五價元素

在純半導體的矽或鍺中摻入五價元素

在純半導體的矽或鍺中摻入五價元素

在純半導體的矽或鍺中摻入五價元素,

,如砷

如砷

如砷

如砷(

( As 

、磷

磷(

( 

、銻

銻(

( Sb 

) 

   

         

         

         

          等

等,

,成為一以

成為一以

成為一以

成為一以「

「電子

電子

電子

電子」

」為多數載子的

為多數載子的

為多數載子的

為多數載子的 型半導體

型半導體

型半導體

型半導體。

。    

                         

                         

                         

                          (

(3

33

3)

)超導體

超導體

超導體

超導體:

:物體冷卻至某一特定溫度時

物體冷卻至某一特定溫度時

物體冷卻至某一特定溫度時

物體冷卻至某一特定溫度時,

,具有零電阻

具有零電阻

具有零電阻

具有零電阻、

、永久電流

永久電流

永久電流

永久電流、

、完全反磁

完全反磁

完全反磁

完全反磁    

                                                   

                                                   

                                                   

                                                    性的特性稱為超導體

性的特性稱為超導體

性的特性稱為超導體

性的特性稱為超導體。

。    

                         

                         

                         

                          (

(4

44

4)

)液晶

液晶

液晶

液晶:

:兼具固體的結晶次序

兼具固體的結晶次序

兼具固體的結晶次序

兼具固體的結晶次序,

,與液體的流動特性的物質

與液體的流動特性的物質

與液體的流動特性的物質

與液體的流動特性的物質,

,統稱為液晶材料

統稱為液晶材料

統稱為液晶材料

統稱為液晶材料。

。    

         

         

         

          (

(5

55

5)

)奈米科技

奈米科技

奈米科技

奈米科技:

:在奈米尺度

在奈米尺度

在奈米尺度

在奈米尺度(

(100

100

100

100

nm

~0.1

0.1

0.1

0.1

nm

)上研究物質技術發展的科學

上研究物質技術發展的科學

上研究物質技術發展的科學

上研究物質技術發展的科學。

。    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

( )

×

C

     

     

     

      超導體在超導狀態,其電阻為零。    

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

8.如右圖所示,一水管水平放置,水以

sec

/

50

.

1

kg

的固定速率,穩定地從甲截面流入,從乙截 

  面流出。已知甲截面的面積為

2

0

.

12 cm ,乙截面的面積為

2

00

.

5

cm 。假設管內同一截面上各點 

  的流速相等,則甲截面的水流速

和乙截面的水流速

各為下列哪一項?  

    (A)

sec

/

00

.

3

m

v

=

sec

/

50

.

1

m

v

=

 

    (B)

sec

/

50

.

2

m

v

=

sec

/

50

.

1

m

v

=

 

    (C)

sec

/

25

.

1

m

v

=

sec

/

00

.

3

m

v

=

 

    (D)

sec

/

00

.

1

m

v

=

sec

/

00

.

3

m

v

=

 

    (E)

sec

/

00

.

1

m

v

=

sec

/

25

.

4

m

v

=

。 

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

C

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★

★★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-十一

十一

十一

十一、

、流體

流體

流體

流體的

的性質

性質

性質

性質   

       

       

       

        【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:連續方程式

連續方程式

連續方程式

連續方程式:

 

.

AV

const

=

2

2

1

1

:

V

A

V

A

=

質量守恆

方程式的本質

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:依 

.

AV

const

=

 

v

A

v

A

=

12

5

12.0

5.00 =

=

=

A

A

v

v

 

                                    ∴檢驗各選項:

( )

( )

( )

( )

( )

=

=

×

=

=

×

=

=

=

=

×

=

=

×

17

4

4.25

1.00

3

1

3.00

1.00

12

5

3.00

1.25

3

5

1.50

2.50

1

2

1.50

3.00

v

v

E

v

v

D

v

v

O

C

v

v

B

v

v

A

 

                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

9.在一開口水槽的平靜水面上,將一半徑為

cm

5

.

2

、質量為

g

4

.

2

細鋁

線製成的圓圈(鋁的密度為 

  

3

/

70

.

2

cm

g

),輕輕平放該水面上而不下沉,則水的表面張力最可能是下列哪一項? 

  (A)

m

/

10

5

.

7

2

×

     (B)

m

/

10

5

.

1

1

×

     (C)

2

2

/

10

2

.

1

m

N

×

 

  (D)

2

2

/

10

4

.

2

m

N

×

    (E)

N

2

10

4

.

2

×

。 

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

A

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-十一

十一

十一

十一、

、流體

流體

流體

流體的

的性質

性質

性質

性質   

   

   

   

    【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:表面張力的

表面張力的

表面張力的

表面張力的測

測量

量:

 

                             

液體表面上對

液體表面上對

液體表面上對

液體表面上對每單位

每單位

每單位

每單位長度所

長度所

長度所

長度所呈

呈現的張力

現的張力

現的張力

現的張力,

,以

表之

之。

 

                                     

(

)

m

N

單位為

L

F

T

=

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:依 

L

F

T

=

×

=

R

L

π

2

2

N

T

T

F

10

)

100

5

.

2

4

(

π

π

=

×

=

    

               又 

0

=

Σ

y

F

 

mg

F

=

8

.

9

1000

4

.

2

10

×

=

T

π

=

T

m

N

2

10

5

.

7

×

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 10.有一平行板電容器,內部抽成真空,其中一板帶正電,另一板帶等量的負電。已知當兩個電 
    極板的間距為

cm

2

.

1

時,電容器內部電場的強度為

m

kV /

25

。若此電容器兩電極板間的電位 

    差維持不變,但兩極板的間距變為

cm

0

.

2

時,則電容器內部電場的強度為下列哪一項?  

  (A)

m

kV /

30

    (B)

m

kV /

24

    (C)

m

kV /

18

    (D)

m

kV /

15

    (E)

m

kV /

10

。 

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

D

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-六

六、

、靜

靜電

 

       

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:電

電容器內部

容器內部

容器內部

容器內部的

的電

電場強

場強

場強

場強度

度:

 

   

d

V

E

=

( )

( )

(

)

C

N

E

m

d

V

V

/

:

:

:

兩電板間之電場強度

兩電板間之距離

兩電板間之電位差

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:依 

d

V

E

=

.

.

const

Ed

const

V

=

=

100

0

.

2

100

2

.

1

25

×

=

×

E

(

)

m

kV

E

/

15

=

    

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

  11.如下圖所示,甲、乙、丙、丁四個方形線圈以相同水平速度

v

分別進入垂直射出紙面的均勻   

     磁場 中,四個線圈的邊長如圖所示之尺寸,則在四個線圈剛進入磁場時,它們的感應電動 
     勢的量值之關係為下列何者? 

     

 

 

 
     (A)甲

=

丁 < 丙 < 乙

    (B)甲 > 乙 > 丙 > 丁    (C)丁 > 丙 > 乙 > 甲 

     (D)甲

=

乙 > 丙 > 丁

    (E)丁 > 丙

=

乙 > 甲

。 

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

E

 

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-九

九、

、電磁

電磁

電磁

電磁感

感應

   

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:導

導線切割

線切割

線切割

線切割磁力

磁力

磁力

磁力線產生感應

線產生感應

線產生感應

線產生感應電動

電動

電動

電動勢

勢(

ε

 

                               

( )

l

B

V

q

W

×

=

=

ε

 

 

(

)

φ

θ

ε

cos

sin

l

VB

=

 

式中

式中

式中

式中

(

)

×

間間間間

l

F

B

V

B

V

m

所決定之

:

之間所夾的角度

:

φ

θ

    

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

( )

O

E

     

     

     

      依 

(

)

φ

θ

ε

cos

sin

l

VB

=

 

VBl

=

=

=

ε

φ

0

0

0

,

90

0

=const

B

,

l

ε

    

                          又圖示 

l

l

l

l

>

=

>

,故 

ε

ε

ε

ε

>

=

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

background image

  12.一重為

mg

W

=

的長方形物體( 為重力加速度),靜置於一以等速度

v

、水平向右直線行駛的 

     火車車箱內的地板上,火車質量為 。當火車以等加速度

a

向右加速時,若物體相對火車車 

     箱而言,仍然維持在原地不動,忽略空氣阻力,則對地面上的觀察者而言,有關此時物體的 
     受力及運動,下列敘述哪一項是正確的? 
     (A)物體未受力,故仍然可在原地不動 
     (B)物體受一大小為 Ma 、向左的摩擦力,以維持在原地不動 
     (C)物體受一大小為 Ma 、向右的摩擦力,以維持等加速度運動 
     (D)物體受一大小為

ma

、向左的摩擦力,以維持在原地不動 

     (E)物種受一大小為

ma

、向右的摩擦力,以維持等加速度運動。 

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

E

 

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-四

四、

、牛頓運

牛頓運

牛頓運

牛頓運動定律

動定律

動定律

動定律   

     【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:擅取

擅取

擅取

擅取隔離

隔離

隔離

隔離體

體圖

圖,

,分

分析

析內

內力

力:

 

                                   

(1

11

1)

)隔離

隔離

隔離

隔離物

物塊

塊,

,物

物塊週邊凡

塊週邊凡

塊週邊凡

塊週邊凡有與

有與

有與

有與之

之接觸的

接觸的

接觸的

接觸的部分

部分

部分

部分就有力的作

就有力的作

就有力的作

就有力的作用

用,

,均需

均需

均需

均需一一

一一

一一

一一繪

繪出

出,

 

                                             

如此的物

如此的物

如此的物

如此的物塊受

塊受

塊受

塊受力

力圖即

圖即

圖即

圖即為

為隔離

隔離

隔離

隔離體

體圖

圖。

 

 

     (

(2

22

2)

)依牛頓第

依牛頓第

依牛頓第

依牛頓第二

二運

運動定律

動定律

動定律

動定律,

a

m

F

=

Σ

,列

列式解析

式解析

式解析

式解析。

。    

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:取長方形物體為隔離體圖:如右圖所示 

             依 

a

m

F

=

Σ

=

=

,

,

a

a

a

M

m

M

m

間沒有相對運動

    

                  ∴ 

=

Σ

=

,

ma

F

f

m

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

  13.如右圖所示,一質量為

m

的棒球以速度

v

水平飛向擊球手,擊球手揮棒擊球,使球以速度

v

 

     垂向上飛出,設水平飛行方向為 x

+ ,鉛垂向上飛出方向為 y

+ ,則球所受到衝量的量值及方 

     向為下列何者? 

     (A) mv

2

,向 y

+ 方向 

     (B)

mv

,與 x

+ 方向成

0

45

    

     (C)

mv

,與 x

+ 方向成

0

135

 

     (D)

mv

2

,與 x

+ 方向成

0

45

 

     (E)

mv

2

,與 x

+ 方向成

0

135

。  

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

E

 

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-四

四、

、牛頓運

牛頓運

牛頓運

牛頓運動定律

動定律

動定律

動定律   

     【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:衝

衝量

量(

( 

)與動量

與動量

與動量

與動量(

( 

)間的

間的

間的

間的關係

關係

關係

關係:

 

(

)

i

f

V

V

m

V

m

P

J

=

=

=

    

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:依 

(

)

i

f

V

V

m

V

m

P

J

=

=

=

 

(

)

i

v

j

v

m

J

=

j

mv

i

mv

+

=

 

                  ∴ 

(

) ( )

mv

mv

mv

J

2

2

2

=

+

=

0

135

=

θ

,如右圖所示。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 14.如右圗所示,定量的理想氣體密封於一絕熱氣室內,氣室的右側裝有一可以活動的氣密活塞。 

    今緩慢對活塞施以一水平力,使活塞向左移動一段距離後,氣室的體積減少,若忽略活塞與 

    氣室內壁間的摩擦力,並以 表氣體壓力,表氣體溫度,表氣體內能,則 三 

    者各自有何變化? 

    (A) 增加,增加,減少 

    (B) 減少,減少,增加    

    (C) 增加,增加,減少 

    (D)減少,減少, 增加 

    (E) 增加,增加,增加。 
       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

E

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程

課程

課程

課程標準

標準

標準

標準-

-十三

十三

十三

十三、

、氣

氣體動力

體動力

體動力

體動力論

   

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

(1

11

1)

)氣

氣體物

體物

體物

體物態

態方程式

方程式

方程式

方程式:

nRT

PV

=

    

(

)

( )

(

)

( )

( )



K

氣體

溫體

T

氣體常數

R

mole

氣體莫耳數

n

m

容器體積

V

m

N

氣體壓力

P

:

3

.

8

:

:

:

:

3

2

    

                     

                     

                     

                               

         

         

               (

(2

22

2)

)氣

氣體

體的

的內

內能

能(

)-

)-

)-

)-

NkT

E

U

T

C

K

2

3

)

(

,

=

 

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

(1)對密封絕熱氣室內之氣體,施力推動活塞壓縮之,則氣體體積縮小(

V

)、  

                                       

                                       

                                       

                                        壓力增大(

P

。 

               (2)外力對氣室系統作功,使系統內能增加(

U

。 

                    依 

T

Nk

E

U

T

C

K

=

2

3

)

(

,

=

.

const

N

T

U

>

>

T

T

U

0

0

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 15.如右圖所示,長

m

0

.

5

的均勻細線,質量為

kg

010

.

0

,一端繫於固定在桌上的起振器 點,另 

    一端經光滑的定滑輪 ,懸掛質量為

kg

0

.

1

的重物, PQ 間恰好是

m

0

.

4

。調整起振器的振動頻 

    率,直到 PQ 間產生三個清楚的駐波波節(不含 、 兩節點)為止,若繩波的速率等於

µ

T

, 

    其中

µ

分別為繩之張力及線密度,則當時起振器的振動頻率為若干? 

    (A) Hz

3

    (B)

Hz

10

     

    (C)

Hz

35

   (D)

Hz

41

      

    (E)

Hz

140

。  

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

C

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-一

一、

、波動

波動

波動

波動   

       

       

       

        【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

(1

11

1)

)弦線產生

弦線產生

弦線產生

弦線產生駐波的條件

駐波的條件

駐波的條件

駐波的條件-

-兩端

兩端

兩端

兩端均

均為固定端

為固定端

為固定端

為固定端:

                     

                           

=

=

,

3

,

2

,

1

2

n

n

L

λ

   

                     

   

L

nV

f

2

=

=

,

3

,

2

,

1

n

 

                         

                         

                         

                          (

(2

22

2)

)弦

弦波波

波波

波波

波波速

速(

):

 

                                         

ρ

F

V

=

 →

=

L

M

ρ

M

FL

V

=

( )
( )

( )

(

)

(

)



m

kg

m

V

kg

M

m

L

N

F

/

:

sec

/

:

:

:

:

線密度

弦波速度

弦線質量

弦線長度

弦線張力

ρ

 

        【試題解析】

(1)依 

M

FL

V

=

V

:

弦線波速

(

)

(

)

sec

/

70

010

.

0

0

.

5

8

.

9

0

.

1

m

V

=

×

=

 

                               

(2)依 

L

nV

f

2

=

)

(

35

0

.

4

2

70

4

0

.

4

4

5

Hz

f

m

L

PQ

n

PQ

=

=

=

=

=

個節點

內共有

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

 16.如右圖所示,在一厚度為 的門中,安置一長度與門厚相同的玻璃圓柱體,其半徑為 。若 

    璃圓柱體的折射率

2

3

=

n

,且

3

4

=

r

d

,則從門外射入門內的光線中,可到達玻璃圓柱體右側中 

    心點 的最大角

θ

 (如圖所示)的正弦值( sin )為下列何者?    

    (A)

5

4

    (B)

6

5

    

    (C)

10

9

   (D)

15

8

    

    (E)

15

9

。   

         

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

C

 

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-四

四、

、光

光的

的折

折射

   

         

         

         

          【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:司乃耳

司乃耳

司乃耳

司乃耳定律

定律

定律

定律:

1

2

2

1

2

1

12

sin

sin

n

n

V

V

r

i

n

=

=

=

=

λ

λ

 

    

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:依 

1

2

sin

sin

n

n

r

=

 →

右圖



=

=

)

(

2

3

)

(

1

2

1

玻璃圓柱體

空氣

n

n

    

                 ∴ 

2

3

1

2

3

sin

sin

=

=

φ

θ

10

9

5

3

2

3

sin

5

3

sin

=

×

=

=

=

θ

φ

PQ

r

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

17.小明將 、 、 三種單色光在同一雙狹縫的裝置上作繞射實驗,在所有實驗條件相同狀況 
   下, 、 、 三種單色光分別在屏幕上獲得如下圖的甲、乙、丙三種干涉條紋,則下列敘 
   述何者正確? 
   (A) 光的波長最短     
   (B) 光在水中傳播的速度最慢     
   (C) 光的頻率最低     
   (D)三種單色光波長大小關係為 

光 N

>

光   

   (E)三種單色光的每個光子能量均相同。 

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

D

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-五

五、

、光的

光的

光的

光的干涉

干涉

干涉

干涉與

與繞

繞射

   

       

       

       

        【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:雙狹縫干涉實驗裝置

雙狹縫干涉實驗裝置

雙狹縫干涉實驗裝置

雙狹縫干涉實驗裝置:

:                                   

1

)條件式

條件式

條件式

條件式(

(光程差

光程差

光程差

光程差)-

)-

)-

)- 

             



=

=

⋅⋅

=

=

暗紋

n

n

亮紋

m

m

d

PS

PS

l

,

7

,

5

,

3

,

1

,

2

,

3

,

2

,

1

,

0

,

sin

2

1

λ

λ

θ

 

2

)位置

位置

位置

位置式

式-

 

             



=

=

=

⋅⋅

=

=

暗紋

n

y

n

d

r

n

亮紋

m

y

m

d

r

m

y

,

7

,

5

,

3

,

1

,

2

2

,

3

,

2

,

1

,

0

,

λ

λ

 

                                       

式中

式中

式中

式中 

d

r

y

λ

=

=

各亮紋寬

亮紋寬

亮紋寬

亮紋寬度

=亮紋

亮紋

亮紋

亮紋間

間距

=暗紋

暗紋

暗紋

暗紋間

間距

距    

       

       

       

        【

【試題解

試題解

試題解

試題解析

析】

( )
( )

O

D

A

×

     

     

     

      (1)依 

d

r

y

λ

=

( )

( )

( )

>

>

>

>

=

N

M

L

const

r

d

y

y

y

y

λ

λ

λ

λ

.

,

 

                                 

( )

×

B

     

(2)同一介質中:

( )

( ) ( ) ( )

N

O

H

M

O

H

L

O

H

V

V

V

V

2

2

2

1

>

>

 →

λ

 

                                 

( )

×

C

   (3)依 

f

c

=

λ

( )

N

M

L

const

c

f

f

f

f

<

<

 →

=

1

.

:

1

真空

λ

 

                 

( )

×

E

   (4)依 

f

h

E

=

( )

N

M

L

const

h

E

E

E

f

E

<

<

 →

 →

=

3

.

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

18

18

18

18.

.

.

.-

-

-

-19

19

19

19.

.

.

.題為題組

題為題組

題為題組

題為題組 

 

 

  

 

 

 

  下表為一些金屬的功函數。今用波長為

nm

400

的單色光分別照射各金屬片,從事光電效應的 

  實驗。     

     金屬名稱 

功函數( eV ) 

        鈉 

         2.25 

        鎂 

3.68 

        銅 

4.70 

18.下列敘述哪一項正確? 

   (A)鈉、鎂、銅都會產生光電子      (B)只有鈉、鎂會產生光電子 

   (C)只有鈉、銅會產生光電子        (D)只有鎂、銅會產生光電子 

   (E)只有鈉會產生光電子。 

19.若入射光照射到上表中某金屬片時的功率為

W

5

.

0

,且產生的光電子都可全部收集,而獲得 

   

mA

2

.

3

的光電流,則約有多少百分比的入射光產生了光電子? 

   (A)50%    (B)25%    (C)10%    (D)5%    (E)2%。 
     

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

18.

E

);

19.

E

 

     

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

     

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-十

十、

、近

近代物理學的簡介

代物理學的簡介

代物理學的簡介

代物理學的簡介   

     

     

     

      【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

1

)電磁波能量式

電磁波能量式

電磁波能量式

電磁波能量式:

 

                                     

( )

J

hC

h

mC

E

λ

ν

=

=

=

2

 

 

( )

eV

A

E

=

0

12400

λ

 

                         

                         

                         

                          (

(2

22

2)

)光電

光電

光電

光電效應

效應

效應

效應:

:    

         

         

         

          ○

1111

裝置

置──

──

──

──    

    
    
    
    
    
    
           

           

           

                
                               

                               

                               

                                         

         

         

          ○

2222

原理

原理

原理

原理──

──

──

──

0

max

ν

ν

h

h

K

=

函數圖

ν

max

K

b

ax

y

+

=

    

                                             

                                             

                                             

                                              (

(aaaa)

)直線斜率

直線斜率

直線斜率

直線斜率的

的實驗值

實驗值

實驗值

實驗值:

=

h

a

普朗克常

普朗克常

普朗克常

普朗克常數

數    

                                             

                                             

                                             

                                              (

(bbbb)

)直線

直線

直線

直線在

max

K

軸上的

上的

上的

上的截距

截距

截距

截距:

0

ν

h

b

=

(

)

0

ν

h

E

b

=

逸出功

得功函數

    

                                             

                                             

                                             

                                              (

(cccc)

)直線和

直線和

直線和

直線和

ν

軸的

的交

交點可

點可

點可

點可決

決定該

定該

定該

定該金屬

金屬

金屬

金屬的

的低限頻率

低限頻率

低限頻率

低限頻率(

(截止頻率

截止頻率

截止頻率

截止頻率)

0

ν

。    

     

     

     

      【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:/18./     依 

( )

eV

A

E

=

0

12400

λ

=

=

0

4000

400

A

nm

λ

eV

E

in

1

.

3

4000

12400 =

=

( )
( )
( )

<

<

>

b

b

b

E

E

E

 

                          ∴只有「鈉」會產生光電效應,引發光電子。 
 
    

           

           

           

               

background image

                /19./     (1)光電流: 

sec

10

2

.

3

2

.

3

3

C

mA

I

×

=

=

 

                               ∴光電子數 

sec

10

0

.

2

sec

10

6

.

1

10

2

.

3

16

19

3

×

=

×

×

=

N

 

                          (2)光電子總功率 

×

×

=

sec

10

0

.

2

10

6

.

1

1

.

3

16

19

光電子

eV

J

eV

P

 

                                                 

W

J

3

3

10

92

.

9

sec

10

92

.

9

×

=

×

=

 

                               ∴入射光產生光電子的效率:

100

×

=

in

P

P

e

光電子

 

                                   

100

5

.

0

10

92

.

9

3

×

×

=

e

%≒

2% 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

20.設人造衛星以半徑 繞地心作圓軌道運動,令地球的質量為 ,萬有引力常數為 ,則人造衛 

   星與地心的連線,在單位時間內所掃過的面積為下列哪一項? 

   (A)

GMr

4

1

    (B)

GMr

2

1

    (C) GMr     (D)

GMr

2

    (E)

GMr

4

。 

  【

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

A

 

   

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

   

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-七

七、

、萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律   

   

   

   

    【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

(1

11

1)

)萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律

萬有引力定律:

 

2

r

GMm

F

g

=

( )

( )

( )







×

=

2

11

10

67

.

6

:

:

:

:

,

kg

Nm

G

G

m

r

N

F

kg

M

m

g

萬有引力常數

兩質點間的連心距離

兩質點間的萬有引力

兩質點的質量

 

    
    
    
    
    
                                                           

                                                           

                                                           

                                                            (a)

(a)

(a)

(a)                                                         

                                                         

                                                         

                                                          (b)

(b)

(b)

(b)    

                           

                           

                           

                            (

(2

22

2)

)克

克卜勒行星第

卜勒行星第

卜勒行星第

卜勒行星第二

二運

運動定律

動定律

動定律

動定律:

:等面積

等面積

等面積

等面積速率

速率

速率

速率定律

定律

定律

定律    

             

             

             

                     

       

       

                     

             

             

             

.

sin

2

1

2

1

2

const

rV

r

t

A

=

=

=

θ

ω

(    

θ

r

間之夾角

之夾角

之夾角

之夾角)

)    

   

   

   

    【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

(1)依 

r

V

m

F

F

n

g

2

=

=

 

r

V

m

r

GMm

2

2

=

( )

a

r

GM

V

=

     

                           

                           

                           

                            (2)依 

.

sin

2

1

const

rV

t

A

=

=

θ

=

0

90

:

?

θ

軌道

( )

b

rV

t

A

=

2

1

    

                   將

( )

a

代入

( )

b

,得 

=

=

=

r

GM

r

rV

t

A

2

1

2

1

GMr

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

二、

、多重選擇題

多重選擇題

多重選擇題

多重選擇題

 

 21.如右圖所示,以輕繩繫住的小球,繞一水平軸在一鉛垂面作順時針、半徑固定的圓周運動,  
    點為其圓心。相對 點而言,若忽略空氣阻力,則有關小球的角動量和小球所受的力矩的敘述 
    ,下列哪些選項是正確? 
   

  (A)繩上的張力不影響小球的角動量 

       

(B)小球角動量的方向是垂直射出紙面             

    (C)小球角動量在 點時比在 點時為小 
     

 (D)小球所受的重力力矩,在 點時比在 點時為大 

 

   (E)小球角動量隨時間的改變率,在 點時比在 點時為大。  

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

A

)(

D

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★ 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-六

六、

、轉

轉動

   

     【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

(1

11

1)

)角

角動量的定義

動量的定義

動量的定義

動量的定義:

(

)

(

)

(

)



=

=

×

=

×

=

之夾角

V

r

純量式

V

r

m

P

r

l

向量式

V

r

m

P

r

l

,

:

sin

sin

θ

θ

θ

 

     (

(2

22

2)

)角

角動量

動量

動量

動量守恆

守恆

守恆

守恆定律

定律

定律

定律:

 

           

外力對

外力對

外力對

外力對轉軸

轉軸

轉軸

轉軸所

所生之

生之

生之

生之力

力矩和

矩和

矩和

矩和為零時

為零時

為零時

為零時,

,則

則轉

轉動體

動體

動體

動體之角

之角

之角

之角動量將

動量將

動量將

動量將保持

保持

保持

保持不變

不變

不變

不變,

,稱為

稱為

稱為

稱為角

 

           

動量

動量

動量

動量守恆

守恆

守恆

守恆定律

定律

定律

定律。

    

                    

                    

                    

                                        

                    

                    

                    

( )

( )

( )

( )

.

0

const

t

l

t

l

dt

dl

t

t

=

 →

=

=

=

τ

τ

.

sin

const

V

r

m

=

θ

 

                               

                               

                               

                                (

(3

33

3)

)力

力矩

矩的定義

的定義

的定義

的定義:

( )

( )

t

l

dt

dl

I

r

F

t

t

=

=

=

=

α

τ

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

( )

O

A

    

  

  

  

  (1)張力的作用方向恆沿軸心,對小球不生外力矩,則小球角動量不 

                             受張力影響。

    

                 

( )

×

B

   (2)依 

V

r

m

l

×

=

方向

方向轉至

四指沿

右手螺旋定則

V

r

:

×

,

l

(垂直「射入」紙面) 

                 

( )

×

C

   (3)依 

θ

sin

V

r

m

l

=

V

l

const

r

m

=

=

.

,

,

0

0

θ

>

>

P

S

P

S

l

l

V

V

 

                 

( )

O

D

   (4)依 

r

F

×

=

τ

=

=

.

const

mg

F

>

>

Q

P

Q

P

r

r

τ

τ

 

                 

( )

×

E

   (5)依 

( )

( )

t

l

dt

dl

t

=

=

τ

0

0

0

,

:

<

=

=

Q

S

r

S

S

τ

τ

小球重力沿軸心方向

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 
 

22.如右圖所示,有四條垂直紙面且互相平行的長直導線,它們與紙面的交點分別為 、 、  

    及 ,緊鄰兩條導線的間距為 a

2

,圗中正方形中心 點為參考坐標

y

x

− 的原點,都在紙面上 

    , 為 PS 連線的中點。已知四條長直導線上的電流大小都為 ,電流的方向也都是射出紙面 
    ,則下列敘述哪些正確? 
       

(A) 點的磁場等於零  

       

(B) 點的磁場指向 x

+ 方向 

   

  (C) 點的磁場的大小等於

a

I

π

µ

2

4

5

0

    

     

 (D)與紙面交點為 的導線所受到磁作用力的方向為 

         由 指向   

 (E)在紙面上距離 點為 (

a

r

>>

)的任一點,其磁 

      場的大小約為

r

I

π

µ

0

2

。 

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

A

E

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

:★★

★★

★★

★★★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-八

八、

、磁場

磁場

磁場

磁場   

       

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

(1

11

1)

)載流長直導線

載流長直導線

載流長直導線

載流長直導線附近的磁場強度

附近的磁場強度

附近的磁場強度

附近的磁場強度-

r

i

B

π

µ

2

0

=

   

 

     (

(2

22

2)

)兩平行載流長直導線間的磁力

兩平行載流長直導線間的磁力

兩平行載流長直導線間的磁力

兩平行載流長直導線間的磁力:

 

                                           

 

 

 

 
                                                 

   

圖(a)                            圖(b)吸引力        圖(c)排斥力 

                                 

                                             

L

d

I

I

F

m

=

π

µ

2

2

1

0

(

)

>> d

L

導線長度

L

兩導線之間距

d

:

:

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

( )

O

A

   

   

   

     (1) 點:依 

r

i

B

π

µ

2

0

=

.

.

,

const

B

const

r

i

=

=

, 

=

=

N

P

Q

S

B

B

B

B

   

                                                            ∴ 

=

Σ

O

B

0

=

+

+

+

N

P

Q

S

B

B

B

B

,如下圖(a)所示。 

 
 
 
 
 
 
 
          
        

  

  

  

  (a)

(a)

(a)

(a)                                      

                                      

                                      

                                      (b)

(b)

(b)

(b)                                

                                

                                

                                (c)

(c)

(c)

(c)

 

                               

                               

                               

                                    

( )
( )

×

×

C

B

     

     

     

      (2)○

1

點:同(1)



=

=

X

N

X

Q

S

P

B

B

B

B

)

(

)

(

                          

                     

                     

                       

                            ∴ 

=

Σ

M

B

=

+

+

+

N

P

Q

S

B

B

B

B

N

Q

B

B

+

,如上圖(b)所示。 

 
 

background image

                          ○

2

( )

( )

y

N

y

Q

M

B

B

B

+

=

Σ

θ

sin

2B

=

↑   

                                                 

=

a

a

a

I

5

5

2

2

0

×

×

π

µ

=

a

I

π

µ

5

0

↑  

             

( )

×

D

    (3)依 兩平行載流長直導線間的磁力

兩平行載流長直導線間的磁力

兩平行載流長直導線間的磁力

兩平行載流長直導線間的磁力:

反向相斥

同向相吸

 

                           ○

1

導線 、 對 

=

Σ

1

F

NS

PS

F

F

+

(方向:沿 SQ 

                           ○

2

導線 對 

QS

F

(方向:沿 SQ 

                           ∴ 

=

Σ

S

F

QS

F

F

+

Σ

1

(方向:沿 SQ ,由 指向 ),如上圖(c) 

                              所示。 

             

( )

O

E

    (4)依 

r

i

B

π

µ

2

0

=

=

×

Σ

 →

>>

r

I

B

x

a

r

π

µ

2

4

0

r

I

π

µ

0

2

  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 
 23.動能為 

α

粒子

(

2

=

Z

4

=

A

)由無限遠處,向固定不動的金原子核(

79

=

Z

=

A

196)作 

    正面彈性碰撞,設 為碰撞過程中,

α

粒子

與金原子核的距離, 為庫侖常數,

e

為基本電荷 

    的電量,並取

=

r

時的電位能為零,若忽略重力,則下列敘述哪些選項是正確? 

    (A)

α

粒子

在碰撞過程中,在 處受到

2

2

158

r

ke

的排斥力 

    (B)

α

粒子

在碰撞過程中,在 處的電位能為

2

2

158

r

ke

 

    (C)

α

粒子

在碰撞後,其運動方向與原入射方向相反 

    (D)

α

粒子

在碰撞過程中的最小動能為 E

2

1

 

    (E)

α

粒子

在碰撞過程中的最小距離為

E

ke

2

158

。 

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

A

C

)(

E

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-十一

十一

十一

十一、

、原子結構

原子結構

原子結構

原子結構   

       

       

       

        【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:(

(1111)

)庫侖

庫侖

庫侖

庫侖((((靜電力

靜電力

靜電力

靜電力))))定律

定律

定律

定律:

:         

                                         

                                         

                                         

                                                               

                     

                     

                          

    
    
     

     

     

          
           

           

           

                                               

                                   

                                   

                                   

                  

             

             

                   

     

     

      (

(aaaa)

)                                                     

                                                     

                                                     

                                                      (

(bbbb)

)    

                                                                 

                                                                 

                                                                 

                                                                               

             

             

                          

       

       

             

     

     

     

▲    

庫侖靜電力定律

庫侖靜電力定律

庫侖靜電力定律

庫侖靜電力定律    

         

         

         

                                               

                                     

                                     

                                     

2

r

kQq

F

e

=

( 

:比例常數

比例常數

比例常數

比例常數,

2

2

9

10

9

C

m

N

k

×

=

)    

(2222)

)電位能

電位能

電位能

電位能:

:兩點電荷

兩點電荷

兩點電荷

兩點電荷 

與 相距

相距

相距

相距 時之電位能

時之電位能

時之電位能

時之電位能         

( )

r

kQq

r

U

=

( )

0

=

U

    

                       

(3333)

)力學能守恆原理

力學能守恆原理

力學能守恆原理

力學能守恆原理:

:非保守力作功為零的系統

非保守力作功為零的系統

非保守力作功為零的系統

非保守力作功為零的系統,

,其總力學能守恆

其總力學能守恆

其總力學能守恆

其總力學能守恆。

。    

           

0

W

= →

數學式

非保守力

.

const

U

E

E

K

=

+

=

Σ



=

=

=

電位能

重力位能

動能

r

KqQ

U

mgh

U

U

mV

E

e

P

K

:

2

1

2

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

:    

    
    
    
    
    
    
    
    
    

         

         

         

                                 

                       

                       

                       

( )
( )

O

C

O

A

   (1)依 

2

r

kQq

F

e

=



=

=

=

e

Q

Au

e

q

He

79

2

196

79

4

2

α

( )( )

2

2

2

158

79

2

r

ke

r

e

e

k

F

e

=

=

(排斥力) 

                              ∴由上圖所示,

α

粒子

在碰撞後,受庫侖力向左運動(與原入 

                                射方向相反)

。 

background image

                 

( )

×

B

   (2)依 

( )

r

kQq

r

U

=

 →

(1)

( ) ( )

r

ke

r

e

e

k

U

e

2

158

79

2

=

=

 

                 

( )
( )

O

E

D

×

   (3)當

α

粒子

最接近固定不動的金原子核時,

0

=

α

V

( )

0

min,

=

α

K

E

。 

                              依 

.

const

U

E

E

K

=

+

=

Σ

 

 

 

 

min

2

158

r

ke

E

=

=

min

r

E

ke

2

158

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 
 24.如右圖所示,在一斜角為

θ

、固定於水平地面的斜面上 處,有一質量為

m

的物體以

v

的初 

    速度上滑,物體與斜面間的靜摩擦條數為

S

µ

,動摩擦係數為

K

µ

,物體可達到的最高點 的 

    垂直高度為 。設重力加速度為 ,並忽略空氣阻力,則下列敘述哪些項正確? 

    (A)

g

v

h

2

2

=

 

    (B)

(

)

θ

µ

θ

cos

sin

2

2

k

g

v

h

+

=

  

    (C) 至 的長度為 

(

)

θ

µ

θ

cos

sin

2

2

k

g

v

+

    

    (D)若

θ

µ

tan

>

S

,物體在 處的加速度為零 

    (E)當物體到達 處即將下滑的瞬間,物體的加速度為

(

)

θ

µ

θ

cos

sin

S

g

。 

       

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:(

C

D

)(

E

 

       

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

】:

:★★

★★

★★

★★★

 

       

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-四

四、

、牛頓運動定律

牛頓運動定律

牛頓運動定律

牛頓運動定律 

       

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:斜面運動

斜面運動

斜面運動

斜面運動:

 

 

分析斜面上物塊的運動

分析斜面上物塊的運動

分析斜面上物塊的運動

分析斜面上物塊的運動,

,僅考慮

僅考慮

僅考慮

僅考慮「

「物塊的重力

物塊的重力

物塊的重力

物塊的重力」

」及

及「

「斜面的接觸力

斜面的接觸力

斜面的接觸力

斜面的接觸力」

,概分為

概分為

概分為

概分為 

 

下列兩種

下列兩種

下列兩種

下列兩種-

 

 

(1

11

1)

)光滑斜面

光滑斜面

光滑斜面

光滑斜面:

{

物塊加速度

物塊加速度

物塊加速度

物塊加速度--

--

--

--

θ

sin

g

a

=

   

                                                           

     (

(2

22

2)

)非光

非光

非光

非光滑斜面

滑斜面

滑斜面

滑斜面:

( )

( )

(

)

( )

(

)

=

+

=

=

θ

µ

θ

θ

µ

θ

θ

µ

cos

sin

cos

sin

tan

k

k

k

g

a

c

g

a

b

a

物塊沿斜面加速度下移

物塊沿斜面加速度上移

物塊沿斜面等速度下滑

    

       

       

       

        【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

( )
( )

( )

O

C

B

A

×

×

     

     

     

      (1)物塊沿斜面上滑: 

                              依 

(

)

θ

µ

θ

cos

sin

K

g

a

+

=

 

(

)

.

cos

sin

const

g

a

K

=

+

=

θ

µ

θ

    

                              又 

aS

V

V

2

2

0

2

=

 

=

2

0

2

v

(

)

LH

g

K

+

θ

µ

θ

cos

sin

 

                              ∴ ○

1

面滑移最長距離 

=

LH

(

)

θ

µ

θ

cos

sin

2

2

k

g

v

+

 

                                 ○

2

承○

1

,對應高度 

θ

sin

LH

h

(

)

θ

µ

θ

θ

cos

sin

2

sin

2

k

g

v

+

=

 

                 

( )

O

D

   (2)由(

θ

µ

tan

>

S

)

θ

cos

mg

×

θ

µ

sin

cos

mg

mg

S

>

 

                              ∴ 

( )

下滑力

f

f

S

>

max

⇒ 物塊停止於斜面上,不動,

0

=

a

 

                 

( )

O

E

   (3)物塊沿斜面下滑: 

                              依 

(

)

θ

µ

θ

cos

sin

K

g

a

=

 

(

)

.

cos

sin

const

g

a

K

=

=

θ

µ

θ

    

 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

第貳部分

第貳部分

第貳部分

第貳部分:

:非選擇題

非選擇題

非選擇題

非選擇題

 

如下圖所示,有一半徑為 、重為、材質均勻的光滑輪子,與高 的階梯接觸,靜置於水 

    平地面上。今在輪子中心處施一水平力 ,使其爬上階梯,若輪子不變形,回答下列問題。 
    (1)輪子在受到一水平力 ,但尚未脫離地面,呈靜態平衡時,輪子受到哪些力?列舉並繪 
         出其力圖。 
    (2)承上題,列出輪子所受垂直與水平分力的方程式。 
    (3)以輪子與階梯的接觸點為參考點,列出力矩方程式,求在輪子中心處最少需施力多少才 
         能使輪子脫離地面?  
 
 
 
 

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:如解析

如解析

如解析

如解析   

     

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

:★★

★★

★★

★★★

 

     

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學

高級中學物質科學(

(物理篇

物理篇

物理篇

物理篇)

)課程標準

課程標準

課程標準

課程標準-

-三

三、

、靜力學

靜力學

靜力學

靜力學   

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

:擅取

擅取

擅取

擅取隔離體圖

隔離體圖

隔離體圖

隔離體圖,

,分析內力

分析內力

分析內力

分析內力:

 

                               

(1

11

1)

)隔離物塊

隔離物塊

隔離物塊

隔離物塊,

,物塊週邊凡有與之接觸的部分就有力的作

物塊週邊凡有與之接觸的部分就有力的作

物塊週邊凡有與之接觸的部分就有力的作

物塊週邊凡有與之接觸的部分就有力的作用

用,

,均需一一繪出

均需一一繪出

均需一一繪出

均需一一繪出,

,如

 

此的物塊受力圖即為隔離體圖

此的物塊受力圖即為隔離體圖

此的物塊受力圖即為隔離體圖

此的物塊受力圖即為隔離體圖。

 

(2

22

2)

)依

依靜力學原理

靜力學原理

靜力學原理

靜力學原理,

0

=

ΣF

,列式解析

列式解析

列式解析

列式解析。

。    

     

     

     

      【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

(1)取輪子為隔離體圖



 →

階梯正向力

地面正向力

小球的重力

水平外力

右圖

:

:

:

:

2

1

N

N

W

F

 

               (2)依 

0

=

ΣF

( )

( )

=

=

Σ

=

+

=

Σ

b

N

F

F

a

W

N

N

F

x

y

θ

θ

cos

0

:

sin

0

:

2

2

1

水平方向

鉛直方向

 

                    又圖示:

(

)

( )

c

R

h

Rh

R

h

R

R

R

h

R




=

=

=

2

2

2

2

cos

sin

θ

θ

 

                    將

( )

c

代入

( )

a

( )

b

,得 




=

=

+

R

h

Rh

N

F

W

R

h

R

N

N

2

2

2

1

2

 

               (3)當輪子恰離開地面:

0

1

=

N

 

                    依 

0

=

Σ

τ

 

(

)

(

)

2

2

h

R

R

W

h

R

F

=

W

h

R

h

Rh

F

=

2

2

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

.某生欲以安培計 (其電阻為

A

R

)、伏特計(其電阻為

V

)及可調變的直流電源供應器 ,來 

   驗證歐姆定律並測量電阻器 的電阻,已知電阻器 的電阻約略為數歐姆的低電阻。忽略接線 
   的電阻與電源供應器的內電阻,回答下列各問題。  
   (1)分析比較下圖(a)中的甲、乙兩種電路圖所能求出的電阻器 的電阻,並說明何者較能 
        準確測量此電阻器的電阻。  
   (2)測量時,需要讀取那兩個儀器的數據?此數據所形成的數據組要有何種關係方能驗證歐姆 
        定律?  
   (3)如何分析上述的數據組來獲知此電阻器的電阻?並說明此實驗值與電阻器的實際電阻,它 
        們兩者間大小的關係。(3 分)  
 
 
 
 
 
 
 
                             

(aaaa)

)                             

                             

                             

                             (

(bbbb)

)    

     

【參考答案

參考答案

參考答案

參考答案】

:如解析

如解析

如解析

如解析 

     

【考題難度

考題難度

考題難度

考題難度】

:★★

★★

★★

★★★

 

     

【命題出處

命題出處

命題出處

命題出處】

:高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準

高級中學選修物理課程標準-

-七

七、

、電流

電流

電流

電流   

     

     

     

      【

【解題策略

解題策略

解題策略

解題策略】

(1

11

1)

)電流的測量

電流的測量

電流的測量

電流的測量:

:採安培計

採安培計

採安培計

採安培計(

(----○

A

A

A

A

----)

,如下圖

如下圖

如下圖

如下圖(

(aaaa)

)所示

所示

所示

所示   

   

   

        

                             

                             

                             

                             

+

 

"

"

,

"

"

,

.

.

端接低電位端

端接高電位

使用時與被測電器成並

聯一低電阻即成

將圈轉式電流計線圈並

b

a

 

(2

22

2)

)電壓的測量

電壓的測量

電壓的測量

電壓的測量:

:採伏特計

採伏特計

採伏特計

採伏特計(

(----○

V

V

V

V

----)

,如下圖

如下圖

如下圖

如下圖(

(b

bb

b)

)所示

所示

所示

所示   

   

   

        

                             

                             

                             

                             

+

 

"

"

,

"

"

,

.

.

端接低電位端

端接高電位

使用時與被測電器成並

聯一高電阻即成

將圈轉式電流計線圈串

b

a

    

                           

 

 

 

                                                   

    

     安培計的接法

安培計的接法

安培計的接法

安培計的接法 

                         

    

     伏特計的接法

伏特計的接法

伏特計的接法

伏特計的接法

    

     

     

     

      【

【試題解析

試題解析

試題解析

試題解析】

(1) 

 
 
 
 
       

                                     

                                     

                                     

                                     甲電路

甲電路

甲電路

甲電路                  

                  

                  

                          

        

        

        乙電路

乙電路

乙電路

乙電路

 

                    ○

1

電路:  

                     

A

A

m

R

R

A

R

A

R

A

A

V

V

A

V

R

+

=

+

=

+

=

=

2

1

+

=

R

R

R

A

1

≠0

,

R

R

R

A

甚小

m

R

    

                                         

                                         

                                         

                                          ○

2

電路: 

                      

1

2

1

+

=

+

=

+

=

+

=

=

V

V

V

V

m

R

R

R

R

R

R

R

R

V

R

V

V

i

i

V

A

V

R

≈0

,

V

R

R

R

甚小

m

≒ R(較準確)

 

 

background image

               (2)○

1

(1)

,進行測量時,讀取安培計 、伏特計之數據,得

(

)

I

,

。 

                    ○

2

(

)

I

,

,製作

I

V

− 圖。 

                    ○

3

=

I

V

=

R

定值,繪得一過原點之斜直線,即可驗證歐姆定律。  

                  

                  

                  

                  

(3)各電路之測量值:




<

+

=

+

=

=

>

+

=

=

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

V

V

V

m

A

m

1

乙電路

甲電路

 

                    ∴得知 

R

R

R

>

>

 

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