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高雄市 112 學年度市立高級中等學校聯合教師甄選
物理科試題卷
【※答案一律寫在答案本上】
一、 單選題：(每題 4 分，共 24 分)
1.一木棒長 L，其重量可忽略，一端 O 以樞鈕固定於牆上，
另一端 P 用輕繩懸於牆，使木棒成水平，而輕繩與棒成
θ之夾角，茲於木棒上距牆為 x 距離處懸一重 W 的物
體，其平衡狀態如圖 1。今若將木棒上懸重物之位置右移
（即令 x 增大），則下列何者將隨之增大？
(Ａ)樞鈕施予木棒的摩擦力 (Ｂ)樞鈕施予木棒作用力之
垂直分量 (Ｃ)樞鈕施予木棒作用力方向與水平方向的
夾角 (Ｄ)輕繩上張力的量值 (Ｅ)施予木棒的三作用力
方向延長線交點與 P 端的距離。 圖 1
2. 如圖 2，A 為一直流電源的理想電池，B 為充電
中的電池，其端電壓為 4.0 伏特、內電阻為 1.0
歐姆，C 為燈泡，D 為馬達，其端電壓為 6.0 伏
特。下列敘述何者錯誤？
(A) 1 分鐘內，燈泡消耗的能量為 3840 焦耳
(B)電池 B 之電動勢為 3.5 伏特 (C)充電中的
電池 B 內電阻熱損耗的功率為 0.25 瓦特
(D)電源 A 輸出的電功率為 6.0 瓦特 (E)馬達
消耗之電功率為 3 瓦特。 圖 2
3. 如圖 3 所示，質量為 m 的三個完全相同之物體，位於邊長 L 的正三角形之
三頂點上，物體在相互作用之重力下，於外接圓的軌道上運動而仍保持其
相對位置。重力常數 G，則物體之角速率為何？
(A)
3
Gm
L
(B)
3
2Gm
L
(C)
3
3Gm
L
(D)
3
4Gm
L
(E)
3
3
Gm
L
圖 3
2
4. 水波槽中有 S
1
、S
2
兩同相點波源，其振幅 0.5 公分及頻率 100 赫均相同，已
知 S
1
、S
2
相距
12.0
d =
公分，它們所產生之水波的波速為 2.0 公尺／秒，某點
P 與 S
1
的距離為
1
=13.0
PS
公分，且
2
PS
與
1
2
S S
垂直，如圖 4 所示，則下列敘
述，下列何者正確？
(A)水波波長為 4 公分 (B) P 點所在的位置為節
點 (C)由 S
2
沿
2
S P
之方向至 P 點恰可找到 2 個
節點 (D)同時由 S
1
與 S
2
出發的波抵達 P 點的時
間差為
2
2 10
－
秒 (E)由 S
2
往 S
1
之方向前進 5 cm
恰可找到 2 個節點 圖 4
5.某同學分別以波長
λ
與
2
的光束照射一金屬表面，測得光電子的截止電壓的
比 1:3，則此金屬的功函數為 (A)
2
hc
(B)
2
2
hc
(C)
2hc
(D)
hc
。
6.如圖 5，A、B 為兩道不同波長單色平行光，與
OO’軸等距，射向一半圓形玻璃，從玻璃折射
後相交於 OO’下方的 P 點，可推得：
(A)在玻璃中，A 光比 B 光的速度小
(B) A 光的光子能量比 B 光的光子能量小
(C)空氣中，A 光的波長比 B 光的波長長
(D) 玻璃對 A 光的折射率比對 B 光的折射率小 圖 5
二、 填充題：(每格 4 分，共 60 分)
7.如圖 6 所示，一太空船原先沿著一橢圓軌道繞一行
星運轉，太空船與行星的最近距離為 R，最遠距離
為 3R。已知太空船在距離行星距離為最遠時，其運
動速率為 v
0
，若此時太空船啟動推進器，並進入一
半徑 3R 的圓形軌道，則該太空船在圓形軌道的速率
為 v
0
的 倍。
圖 6
3
8.如圖 7 所示，一質量 m＝1.0kg 的質點，於 t＝0 時，由一高度 h＝1.25m 的
光滑水平面邊緣，以初速度 v
0
向右作直線運動 2.0m 後，與一力常數 k＝
4.0N/m，一端固定於牆
面的輕質彈簧作正向碰
撞，回彈向左運動，最
終掉落在距平面邊緣水
平距離為 2.0m 的地面
上。則該質點在與彈簧
接觸期間，彈簧施以該
質點的平均力為
牛頓 (取向右為正，向
左為負，且假設該處重
力加速度 g＝10m/s
2
)。 圖 7
9.如圖 8，光滑水平面上，質量 2m 的物體以初速 2v 向右，質量 m 的物體以初
速 v 向左，共同壓縮理想輕彈簧，產生的最大壓
縮量為 R，則壓縮過程中，當 2m 物體的速度減為
3v/2 向右瞬間，此時的彈簧壓縮量為 。
圖 8
10.如圖 9，一長為 10 cm 細線，一端固定 O 點，另一端繫一質
點，其質量為 1 kg，帶電量+0.01C，安排一電場量值為 500
N/C 向右，以及垂直進入紙面之磁場量值 300 T。若將質點
移至水平位置靜止釋放，設重力加速度 g 值為 10m/s
2
，求質
點第一次擺至最低點時，細線張力量值為 N。
圖 9
11.如圖 10 所示，兩個絕熱良好的密閉容器，以絕熱板
分開，兩器室內裝有單原子氣體分子理想氣體，其起
始的壓力、體積與溫度如圖所示。若氣體與容器、隔
板的熱交換可忽略。考慮隔板移走後，氣體達平衡後
內能為 。 圖 10
4
12.依照波耳的氫原子模型，電子繞質子作等速率圓周運動，且定義電荷相距無
限遠處時的電位能為零。若已知電子的質量為 m，氫原子在基態時，電子的
角動量的量值為 h/(2π)（h 為普朗克常數），其軌道半徑為 a
0
，則氫原子在
第一受激態的電位能為 （以 m、a
0
、h 表示）。
13.一管兩端均為開口，產生聲音的頻率為 272 Hz（不一定為基音）；如將一端
封閉，可產生頻率為 204 Hz 的聲音。設聲速為 340 m/s，則滿足以上條件
的最短管長為 公尺。
14.如圖 11 所示，在真空中半徑為 R 的導體
球接地，在球外與球心 O 相距 a 處(a>R)
有一固定的點電荷 Q，試求電荷平衡後，
導體球上的總感應電荷 q 為
。
圖 11
15.如圖 12 中的電路，忽略檢流計的內電阻，當可變電阻
R
=
5 歐姆，檢流計讀數為 1 安培向上流時，A、B 兩點
的電位差為
伏特
圖 12
16.如圖 13 所示，已知普朗克常數
h
=
6.63
10
−
34
焦耳．秒；電子電量
e
=
1.60
10
−
19
庫侖；電子
質量
m
=
9.11
10
−
31
公斤，當靜止電子經 100 伏
特電壓加速，其物質波波長為
奈米
圖 13
17.如圖 14 所示，質量 1 公斤的小車以 4 公尺/秒速度在
光滑地面上運動，另有一質量 1 公斤的小木塊由高度 6
公尺處自由落下。若將坐標原點設在小木塊開始掉下
時系統的質心位置上，且水平向右為
+
x
軸，鉛直向
上為
+
y
軸，則小木塊落下期間，系統質心的軌跡方
程式為
（重力加速度
g
=
10 公尺/秒
2
）
圖 14
5
18.某星球的質量為 M、半徑為 R，若星球上的氣體分子質量為 m，當氣體能以
方均根速率運動而可以脫離星球，則星球表面的溫度必須大於多少？（假設
重力常數為 G、波茲曼常數為 k）
19. 如圖 15 所示，有一主線圈與副線圈匝數比為 2：1 的理想變壓器，
主線圈外接一組電阻為零的軌道，而金屬棒 PQ 可在軌道上滑行形成迴
路，迴路所在區域有 0.50 特斯拉垂直進入紙面之均勻磁場，金屬棒 PQ 的
長度為 20 公分、電阻為 0.40 歐姆，加上副線圈外接 10 歐姆的電阻，其
餘的電阻均可忽略。若金屬棒因受外力而在軌道上以速率
2.0
v =
（公尺/
秒）等速度滑行時，則主線圈中的應電流
安培
圖 15
20.在離地面高為 h 處，一小球以初速
0
ν
作斜向上拋運動，
如圖 16 所示，則它的拋射角
θ
時，能獲得最大的水平射
程，則sinθ = ；此時最大水平射程 L=
圖 16
三、 簡答題：(每小題 4 分，共 16 分)
要如何測量子彈的速率呢？英國的一位科學家設計了一個裝置可以來量測
子彈的速度，稱為「衝擊擺」，請回答下列問題：
1.利用哪些高中物理原理？(4 分)
2.請畫出裝置示意圖，並標示清楚。(4 分)
3.需要量測那些物理量？(4 分)
4.如何推論出子彈速度？(4 分)