101年 - 國立華僑實驗高級中學教師甄試物理科試題#82220

科目：教甄◆物理科專業 | 年份：101年 | 選擇題數：1 | 申論題數：27

試卷資訊

所屬科目：教甄◆物理科專業

選擇題 (1)

⑵今年101年一月學測有一題電學題目如下：如圖爲電力輸送系統的示意圖。發電廠爲了將產生的電力輸送到用戶，先利用變壓器將交流電壓升到很高，經過高壓電塔間的兩條傳輸線甲及乙，輸送到遠地方的變電所再將電壓降低，然後分配給各個工廠與家庭。調整變壓器中的線圈數，可以改變電壓的升降比値。若傳輸線輸送的電功率保持不變，而發電廠變壓器主、副線圏的圏數比，由原來的3:200改爲3:100，則傳輸線因熱效應而消耗的電功率，變爲原來的多少倍？ (A)4 (B)2(C)(D)(E)不變

申論題 (27)

第一題有兩名華僑高中學生來請教物理老師問題。高一的甲生詢問有關「火車是利用磁剎車的原理來刹車」，高三的乙生則請教老師有關「光電效應與粒子性」的問題。請問物理老師該如何回答？才能發揮因才施教的精神，使兩名高一學生瞭解這兩個問題的物理槪念。請分別說明。 (1)請分別說明「動量守恆」、「功能定理」、「保守力」、「力學能守恆」、「彈性碰撞」的物理槪念。

(2)依據教育部公布之九九課綱的說明和備註，提醒敎師在敎授功與能量及碰撞兩單元時，要注意哪些重點?爲減輕學生的學習負擔，提醒老師不要提到或不討論那些物理槪念或名詞?請分別說明。

第三題 (1)日前有一則新聞報導，內容是一名年近知天命的男子爬到電線桿上抓鳥，結果不幸「被電死了」。學生問「男子被電死了」的罹難原因，物理老師該如何回答？

請說明你的答案爲哪一選項？並說明理由。根據大學入學考試中心公布考生作答結果，全國考生作答本題的答對率僅百分之二十四，屬於偏難的題目，高分群的考生也只有一半的學生答對，何以如此?請說明學生學習此單元的迷思在哪?如何澄清槪念？

第四題. 請就各小題作答： (1)均勻的細圓環半徑爲R，質量爲M，中心軸上距環中心d處，有質量爲m的質點(M » m )，m靜止釋放，試求m的震盪週期?

(2)地震時若地面振動的加速度太大，建築物會被破壞，已知某建物所能承受的最大水平加速度爲lg (g爲地表的重力加速度，其値爲9.8m/s2),假設地震時該建物地基的運動可以視爲水平的S.H.M，則當角頻率爲7弧度/秒的地震發生時，此建物可承受的最大水平振幅爲若干公分？

第五題一質量M，槍管長L的獵槍平躺於光滑水平桌面上，槍膛內置一質量m的子彈，假設獵槍走火自行擊發子彈，當子彈出槍口時速度爲v，設所有接觸面均光滑，試回答下列各小題： (1)子彈中的火藥至少有若干化學能轉爲動能?

(2)設子彈在槍管內行進時，火藥爆炸之推力爲定力作用，試計算該推力爲何？

第六題以下有關近代物理的問題請就各小題作答： (1)一小質點質量爲m，被限制於一個邊長L的立方盒中運動，,就物質波理論，試計算此質點的最小能量是若干?(設蒲朗克常數以h表示)

(2)已知一氫原子的電子從n=2的穩定態躍遷至n=1的穩定態時，戶釋放的光子能量爲E，則一氦離子(He+)的電子從n=3的穩定態躍遷至n=2的穩定態時，所釋放的光子能量爲若干？

第七題有關波動的問題，請就各小題作答： (1)S1、S2兩喇叭相距3.5m，發出波長同爲1m且相位相同的聲波，則沿著距離兩波源中心點4m的圓周繞一圏，聽到音量有大小起伏的變化，其中音量極小的位置共有幾處?

(2)兩列火車A、B以各以對地面20m/s的速率相向行進，氣溫爲15時，A火車鳴放900Hz的汽笛，若風以20m/s之速自聽者吹向汽笛，則B火車的乘客聽到汽笛聲頻率爲何?

第八題有質子(P/)、氘核(琦）、a粒子(H＜)三質點： (1)若三質點在相同加速電壓下，垂直打入同一磁場，求三質點在磁場中的迴旋半徑比？

(2)若三質點以相同動能，垂直進入同一磁場，求三質點在磁場中的迴旋半徑比？

第九題以下有關運動學的問題請就各小題作答：（重力加速度g) (1)以初速V0仰角60°自地面斜拋一物體，經歷多久時間後此物體的運動方向與水平成30°角？(兩個時間都要寫)

(2)一石塊A自高h處自由落下的同條，另一石B至A的正下方由地面以V0的初速鉛直上拋，假設兩石可以在空中相遇，則兩石相遇時，B石可能正在上升，也可能正在下降，也可正處於靜止狀態，當B石分別處於這三種狀態時其起拋初速V0有何條件限制?

第十題右圖爲密閉容器內定量的單原子理想氣體之P-+(P表該氣體的壓力，V表其體積。關係圖，ABCD爲平行四邊形，AD平行軸，且之延長線通過原點，該氣體由A狀態經圖示的過程再回到A狀態，若已知A狀態時該氣體分子的平均動能爲Ek，則D狀態下氣體分子平均動能各爲何?

第十一題有關電學的問題，請就各小題作答： (1)兩荷同性電之金屬球，其電位各爲V和5V，將其接觸後再分開，兩者電位皆變爲4V,則兩金屬的半徑比爲何？

(2)半徑各爲a、b的兩個同心金屬薄球殼(a＜ b)，小球殼帶電量Q1，大球殼帶電量Q2，將電量爲q的電荷，由大球殼表面移到小球殼表面的過程中，靜電力所做的功爲何?

第十二題一質量m的行星繞著質量爲M的主星作橢圚軌道運行，已知其近日點A距離主星爲2R，遠日點C距離主星爲8R，BD爲橢圓軌道的短軸，如右圖所示，若不考慮其他星體引力的作用，萬有引力常數以G表示，試回答下列各小題：說明：答案請以G、M、m、R、圓周率以表示。 (1)行星自B點經C點至D點所花的時間設爲At1，行星自D點經A點至B點所花的時間設爲At2，試計算At1：At2 ?

⑵行星通過B點時的速率爲何?

第十三題已知某生所泡製的肥皂泡膜表其面張力爲T，實驗當日的大氣壓力爲P0，若該生欲吹一個半徑r的肥皂泡泡，則： (1)該肥皂泡泡內部的氣體壓力爲若干?

(2)該生至少須作功若干？

第十四題 | 一遮光板緊靠透鏡，板中間有直徑爲1cm的圓孔，主軸通過孔中心，一點光源置於凹透鏡前40cm 處的主軸上，在透鏡後方15cm處的屏幕上形成一直徑爲4cm的亮圚，球此凹透鏡的焦距爲何?

第十五題在室溫25°C下，將一銅塊A置入熱容量爲48cal/°C的量熱器中，秤得銅塊A及量熱器(含插有溫度計的杯蓋)質量共爲1200g，此時倒入適量45°C的溫水，蓋上量熱器杯蓋，當系統達熱平衡時溫度爲30°C，此刻再次量得整個系統質量爲1250g，設無熱量散失，水量蒸發亦可忽略不計，則： (1)試計算該銅塊A的水當量爲若干？

(2)打開量熱器的杯蓋一段時間，待系統冷卻與室溫達熱平衡後取出銅塊A，再加入一些適量室溫下的水，然後將銅塊A置於酒精燈火焰中加熱一段時間，待銅塊與火焰達熱平衡後，迅速將銅塊置入原量熱器中並蓋上杯蓋，當系統再次達熱平衡時，量熱器上的溫度計顯示讀數爲95°C，此時測得系統總質量爲2172g，根據以上所測之數據，試計算酒精燈火焰的溫度爲若干？

第十六題有一氣球質量90 kg，容積爲500立方公尺，底部有一開口通於大氣，以便對球內空氣加熱，今定加熱時，球外空氣的溫度、壓力以及氣球容積均不變，在0°C，1 atm下，空氣之密度爲1.10 kg/m3，若欲使體重60 kg的人升空，須加熱至幾°C，假設大氣的溫度爲27°C 。