所屬科目:教甄◆物理科專業
1.一物體由斜角30°的斜面上沿垂直斜面方向斜向拋出,如圖一所示。已知物體拋出瞬間初速為10公尺/秒,不計一切阻力,重力加速度為10公尺/秒2,且物體仍落在斜面上,則物體拋出點和落點間的距離為 (1) 公尺。
2.有一均勻木棒,一端置於水平地面上,另一端以水平細繩繫於牆面,如圖二所示。若木棒與地面夾角為θ=30°,則欲使木棒不會滑動,木棒與地面間的靜摩擦係數最小值為 (2) 。
3.如下圖所示,質量M之均勻方形盒靜置於光滑的水平面上,自其頂部的中央 A點,以長度5.0cm之細繩懸吊一質量m=M/3的物體,開始時該質點靜止,細繩與鉛直線夾角β為37°,A點正下方的O點訂為x坐標原點,則此質點擺到右邊最高點時,對靜立地面的人而言,方形盒將向左移動 (3) 公分。
4.如下圖三所示、台車在一固定的光滑斜面上等加速度滑下,斜面傾斜角θ,一方形木塊置於台車上且兩者沒有相對運動,則木塊與台車間的靜摩擦係數至少需為 (4) 。
5.如下圖四所示,一質量3公斤的楔形木塊,其上放置質量2公斤的物體,並以細繩連接於斜面頂端。今對此系統施予50牛頓的水平力,假設所有接觸面皆光滑,重力加速度g=10m/s2,則此時細繩的張力為 (5) 牛頓。
6.下圖五電路中,若在X和Y兩點間接上14伏特的電壓,則流經a、b間電阻的電流為 (6) 安培(含方向)。
7.已知某元素含有兩種同位素,其質量分別為m1、m2,且 m1<m2 。今藉由質譜儀分析該元素,所得質譜分佈如下圖所示,圖中加速電壓為V,射入點訂為x=0,電荷為q、所施加的磁場強度為B,質點分別落於x=2d和x=2.5d處,若m1的質量為16.0 a.m.u,由此可求得m2的質量為 (7) a.m.u。
8.電流天平的構造如下圖所示。令螺線管所載電流稱之為I2、U型電路上的電流 稱之為I1、U型電路的寬度L=5.0公分。載流螺線管內部的磁場B正比於電流 I2,即B=αI2。今利用電流天平裝置,測量比例常數α。首先將小重物的重 量固定為80毫克重。實驗時,他將螺線管電流I2作為主變數,電流天平電流 I1作為應變數,量得在平衡時,I1與I2的關係數據,如下表所示。試問比例常 數α的數值為 (8) (g=10m/s2,α的單位為特斯拉/安培)。
9. 下圖為一光纖之側面剖面圖,其中n1= 及n2= 分別代表不同物質之折射 率,n1之部分稱為核心。若要使光在核心中靠全反射傳遞(不穿透n2介質而產生漏失),則sinθ的最大值為 (9) 。
10.有一質量為m之小珠,串於Y形桿上,如圖六所示。該Y形桿繞鉛直軸旋轉,使小珠維持於一固定長度h處。若小珠與Y形桿間無摩擦,則Y形桿旋轉的角速度ω為 (10) 。
11.如下圖七所示,一車廂沿傾斜角α=15°的斜面加速上行時,車中懸一單擺,見擺線與鉛直線夾θ=30°,則此車的加速度a= (11) 。
12.如下圖八所示,一角柱銅條ab、質量為m、電阻為R、長度為L,置於一傾斜角θ=30°的光滑金屬軌道cdef上,且有一鉛直向上的均勻磁場B作用於此區域。今銅條由靜止釋放,且ab始終保持與ed邊平行,若銅條達到終端速度時仍在軌道上,則此銅條下滑的最大速度為 (12) 。
15.一人造衛星以橢圓軌道繞地球公轉,如下圖所示。已知地球質量M、半徑R,衛星質量m,今欲使此衛星脫離地球引力的束縛,至少須供給它多少能量? (15) 。
16.如下圖所示,焦距為20公分之凸透鏡自主軸分成兩半後相距1.0×10-2公分 ,其間以不透光之物體遮住。在透鏡前30公分處置一點光源S(光波波長為5000埃),則距透鏡210公分處之光屏上所成的干涉條紋中,第二暗紋距中 央軸線為 (16) 公分。(取兩位有效數字,1埃=10-10m)
17.光滑水平面上有同質量的A、B兩小球,A球以速率v沿正東方向前進,與靜止的B球發生碰撞。如果碰撞之後,A球以速率東偏南45˚前進;B球的速度量值為 (17) (並標示A、B是否發生彈性碰撞)。
19.如下圖所示,長6.0 m的均勻細線,質量為0.012 kg,一端繫於固定在桌上的起振器P點,另一端經光滑的定滑輪Q,懸掛質量為1.0 kg的重物,PQ間恰好是4.0 m。調整起振器的振動頻率,直到PQ間產生五個清楚的駐波波節(不含P、Q兩節點)為止,若g=9.8m/s2,則當時起振器的振動頻率為若干赫茲? (19) 。
22.一帶電單擺的擺錘質量m、電量+q、絕緣擺線長s,上端固定在天花板,整體置於一向下的均勻電場E中。今將擺錘由53°擺角處釋放,不計一切阻力,當它擺到最低點瞬間,擺線的張力為 (22) 。
23.有一條長度1.0公尺、彈力常數k=100(牛頓/公尺)的理想彈簧,兩端繫著質量分別為2.0公斤和1.0公斤的甲、乙兩物體,並置於水平光滑面上。今將此彈簧拉長至1.5公尺後釋放,使兩物體來回作簡諧運動(S.H.M),則甲物體的最大振動速率為 (23) 公尺/秒。
25.如下圖所示,兩完全相同的聲源S1、S2相距2.0公尺,同相發出頻率850赫茲的聲波。今一觀察者沿著S2A方向水平遠離S2前進,尋覓所謂『無聲點』的位置,且S2A⊥S1S2,則他發現距S2最近的『無聲點』和S2之間的距離為多少公尺? (25) (已知聲速為340公尺/秒)