所屬科目:教甄◆物理科專業
1. 一體積很小且質量為m的木塊,最初靜止在離地面高度H 且傾斜角θ的斜面頂端,如下圖所示。在重力與摩擦力的作 m ,沿斜面以等速度下滑至斜面底部。若木塊與斜面間的 動摩擦係數為μ,則因摩擦而消耗的力學能為下列何者? (A) mgH (B) μ mgH (C) mgH sin θ (D) μ mgH cos θ 。
3. 假設聲速為 300 m/s,聲波因傳遞而減少的能量微乎其微,可以忽略。如圖所示,兩聲源 S1 與 S2 相距 10 m,發出頻率 150 Hz 的聲波,且為同相。若某一學生帶著偵測 uuuv 器從 S2 沿 S1S2 連線的垂直方向 S2 A 緩慢移動,第一次收到最微弱的信號時,此時距離 S2 約為多少 m ?
(A) (B) (C) (D)
4. 一長度為3 的細繩,自一端O點起,每隔長 λ 繫住一質點,如圖所示,共有A,B,C 告 三個質點,質量依序分別為 3m、2m、m,然後放在光滑 3m 2m m 水平桌面上,使此三質點繞O點做相同週期的等速圓周運動,圖中三段細繩的張力比T1:T2:T3 為下列何者? (A)3:2:1 (B)3:4:3 (C)3:8:9 (D)10:7:3。
5. 某行星繞恆星運轉,設恆星質量為 M,行星質量為 m,重力常數為 G,在近日點和 遠日點與太陽的距離分別為 R、4R,則在遠日點行星與太陽連線的面積速率為何? (A) (B) (C) (D) 。
6. 如下圖,二絕熱且堅固不變形的容器 A、B,其體積、壓力、溫度皆如圖所示,今 一體積可忽略不計之細管連通此兩容器,若容器 A、B 內的氣體為相同的單原子理想 氣體,且每個氣體原子的質量為 m,求二者平衡時,A 室氣體的方均根速率為何?(波 茲曼常數k) (A) (B) (C) (D) 。
7. 如圖,求 a 和 b 兩點之間的等效電阻。 (A) (B)2Ω (C) (D) 。
8. 如圖所示,水柱以速度 v,入射角θ,液體密度ρ,噴在平面上 公 不反彈,則承受面之壓力為? (A) ρvcos2θ (B) ρvcosθ (C) ρv2sin2θ (D) ρv2sinθ。
9. 在一唧筒中封有定量的單原子理想氣體,此系統自起始狀態 A,緩慢變至狀態 B,再緩變至狀態 C,然後緩慢回至狀態 A ,如右圖的箭矢方向所示。已知 及 ,在完 整一次由 A→B→C→A 的變化過程中,由外界輸入系統的熱量為? (A) (B) (C) (D) 。
12. 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,O點為其圓心,如右圖所示。相對O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,下列選項哪些正確? (A)小球角動量的方向是垂直射入紙面 (B)小球角 動量在S點時比在P點時為大 (C)小球所受的重力力矩,在P點時 比在Q點時為小 (D)小球角動量隨時間的改變率,在S點時比在Q 點時為大。
14. 從地面以初速 v0=10 m/s 鉛直上拋一個質量為 0.2kg 的小球,若小球運動的過程中所 受空氣阻力與速率 v 成正比,其關係式 f=kv,小球達到最高點後再落回地面,落地的 速率 v1=2 m/s,且落地前已達終端速度,請問下列選項哪些是正確的?(設 g=10 m/s2) ∙ (A)k 值為 (B)在小球上升階段速率是 1m/s 時,加速度大小為 20 m/s2 (C)小球 拋出瞬間,加速度大小為 60 m/s2 (D)小球上升階段空氣阻力所作的功量值大於下降階段。
15. 如下圖,折射率為1.6的直角三稜鏡其底角為37度,整個置 於某液體中。光線自AB面垂直入射後欲使在AC面必全反射,則液體折射率可以是下列哪些選項? (A)1.1 (B)1.2 (C)1.3 (D)1.7。
5.承上題,若訊號源離觀察者 P 的距離非常遙遠(r1≒ r2 >> ),在地面上的靜止觀察者 P 所接收到的訊號頻率為_____________ 。(以 u、v、f、θ 表示)
6.有兩個質量分別為 M 和 2 M 的小質點甲和乙,以一長度為 L 的細直鋼棒(受力不變形的棒)相連,置於光滑水平面上,鋼棒的質量及空氣阻力可忽略。今 於某一極短的時間內,在棒的幾何中心處施一衝量,如圖中 J 為衝量量值,此衝量作結束後,甲與乙系統對質心的角動量量值為_____________ 。(以 J、L 表 示)
2.一點光源S的位置如圖所示,左邊為平面鏡,觀察者位於P處,望 向折射率為1.5,厚度為d的長方體透明玻璃磚,觀察者觀察到的S 像,可能會位於哪二個位置?
3.狹義相對論中的慣性座標系間轉換稱為勞倫茲轉換,勞倫茲轉換中包含勞倫茲因子γ(u) , ,式中 u 為兩慣性坐標系在 x 軸上的相對速度,c 為真空中光速。勞倫茲轉換如 下:
x'=γ(x-ut)
y'=y
z'=z
t'=γ(t-)
請由上述推導出速度x分量的勞倫茲轉換式。
4.一個體積 V 的球形在容器內,有 N 個質量均為 m,速率均為 v 的理想氣體分子,若容器內之氣 1 體壓力為 P,試證: 。