所屬科目:教甄◆物理科專業
1. 如圖所示,一條彈力常數為 k 之輕彈簧鉛直懸掛,下端繫質量為 m 與 3m 的 A、B 兩物體,將彈簧由原長狀態靜止釋放兩物體,當兩物體下落到達彈簧伸長量為處,B 物恰好脫落,則此後 A 物體振動之振幅為何?(7 分)
3. 有一厚度均勻之空心圓球殼,其內、外半徑各為R與 2R,球殼材料之熱傳導係數為 k。 若內、外側分別與溫度為 T1、T2 之熱庫接觸,則球殼上溫度為之位置與球心之距離為何?(7 分)
4. 如圖所示,一個厚度為 b 且帶有極小縫隙的金屬圓環,圓環外半徑為 2a、內半徑為 a,而金屬材料的電阻率為 ?。若在其縫隙兩內側 施加電壓可使圓環產生電流,則此圓環沿電流流向之電阻為何?(7 分)
5. 如圖所示,空間中有兩個遠離其他電荷之固定電荷 Q1 及 −Q2,其中 Q1:Q2 = 2:1 ,Q1發出與 +x 軸夾 ? 角的某一條電力線恰為 −Q2所接收,而其接收時之電力線指向 與+x 軸夾β 角,求β為何?(7 分)
6. 如圖所示,將一個質量為 m、半徑為 R 的均勻質量圓球靜止置 放在斜角為 θ=37°的斜面上,球沿斜面作純滾動。已知圓球與斜面之間的靜摩擦係數為 0.1,重力加速度為 g,圓球對球心的轉動慣量為,而當斜邊以等加速度 a 向右加速時,如果要維 持純滾動,請問 a 的最小值為何? (7 分)
7. 如圖所示,在以一定加速度 a 行駛的車廂內,有一長為 L、質量為 m 的棒 AB 斜靠在車廂的後牆壁上,棒與車廂後牆壁接觸面為光滑,棒 與車廂底面之間的靜摩擦係數為μ ,為了使棒不滑動,棒與豎直平面所成的夾角 θ 之範圍為何? (7 分)
8. 如圖所示,從離地面高度為 h 的固定點 A,將甲球以速度 v0 拋出,拋射角為 a ,00應滿足怎樣的一些條件,才能使乙 球與地面碰撞一次後與甲球同時回到 A 點?(7 分)
(1)若由 P 點出發,以入射角趨近於 rad 進入光纖,折射後的光線能夠沿光纖傳遞而不進入液體,試求滿足以上條件之 D 的最 大值為何(以 n1、n2、n3 與 r 表示)?(6 分)
(2)承(1),已知 n3 足夠小,使得由 P 點出發,入射角介於 0 到 rad 進入光纖,折射後的所有光線均可以沿光纖傳遞而不進入液體。若 P 點往任一方向所發出的光強度均相同,並忽略光線在球面上反射造成的損耗,當 D 的大小恰好等於(1)小題中所求的最大值時,試求 P 點所發出的光有多少比例被光纖收集傳導(以 n1、n2 與 n3 表示) (5 分)