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楫藏温
7 years ago
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1 物理考科 00 年指考試題關鍵解析前言 ㆒ 今年物理科考題共 6 題, 與去年相同的配分情況, 整體題目難度為間偏易但不同的是, 今年取消了倒扣至他題的計分方式, 答錯或不答的各單題最低分數為零分, 不會扣到其他題目的分數, 故今年的五標, 都會向提高, 筆者大膽預估, 今年的頂標應該會破 70 分 (99 年頂標為 57 分 ), 而底標應該會破 8 分 (99 年底標為 6 分 ) 今年與去年 (99 年 ) 的試題配分分布如表 : 範圍力學熱學波動與光學電磁學近代物理年度 00 年年整體配分情況相當平均, 高㆓部分占了 47 分 ( 力學 + 熱學 ), 高㆔部分占了 53 分單選題部分 : 第 3 題用簡單的虎克定律觀念就可解題第 5 題亦屬於牛頓第㆓運動定律的基本考題, 沒有複雜的計算第題須使用全反射的觀念才能解題, 是個相當具有鑑別度的題目第 6 題考時事題 : 日本福島核災的出現並不意外, 只要考前對核能發電有所了解, 應該不難得分 7 0 題為電磁學範圍的考題, 屬於基本概念, 是容易得分的題目多選題部分 : 第題的波以耳定律實驗, 是屬於第 3 章氣體動力論的範圍, 推溯年指考題, 此單元為大學命題教授青睞的年年必考題而第 4 題光電效應實驗並不考光電方程式的計算, 而是須以光電方程式繪出 V s -f 的關係圖, 進而判斷截距斜率, 是相當不錯的考題非選擇題部分 : 第㆒題為共鳴空氣柱實驗, 同學要能找出波節波腹的位置, 求出當時的聲速, 以及判斷管長與頻率的關係, 屬於相當常見的問題, 了解整個實驗過程的同學, 要得分應該不難第㆓題為斜面考題, 結合摩擦力牛頓第㆓運動定律直線等加速度運動及能量的綜合力學考題, 是個非常棒的統整性考題物理考科

2 ㆓ 今年物理考題之各章節分配如 : 命題出處 (95 暫綱課程 ) 題號概念物理第㆒章直線運動非㆓ 等加速度直線運動物理第㆓章平面運動 6 9 水平拋射物理第㆔章靜力平衡 3 彈簧的虎克定律物理第㆕章牛頓運動定律 5 6 非㆓ 牛頓第㆓運動定律動量物理第五章牛頓運動定律的 4 簡諧運動動量守恆定律應用物理第七章萬有引力定律 7 8 克卜勒行星運動第㆔定律重力場物理第八章功與動能非㆓ 功的定義動能物理第九章位能和能量守恆 8 力學能守恆定律物理第十章碰撞 9 非㆓ 正向彈性碰撞物理第十㆒章流體力學 0 靜止流體的壓力物理第十㆓章熱學溫度與熱物理第十㆔章氣體動力論理想氣體方程式選修物理第㆒章波動波的基本概念駐波選修物理第㆓章聲波非㆒ 共鳴空氣柱實驗選修物理第㆕章光的折射司乃耳定律全反射選修物理第五章光的干涉和 3 光的繞射光程差繞射選修物理第六章靜電 7 8 球形導體的電場及電位選修物理第七章電流 0 電流的基本定義選修物理第八章磁場 9 電流的磁效應選修物理第九章電磁感應 3 電磁感應選修物理第十章近代物理學的簡介 5 4 近代物理的科學家認識光電效應選修物理第十㆒章原子結構 5 近代物理的科學家認識選修物理第十㆓章原子核 6 核分裂核能選修物理第十㆔章現代科技簡介 4 半導體 ㆓極體 00 年指考試題關鍵解析

3 試題詳解與分析第壹部分 : 選擇題 ( 占 80 分 ) ㆒ 單選題 (60 分 ) 說明..第題至第 0 題, 每題 5 個選項, 其只有個是最適當的選項, 畫記在答案卡之選擇題答案區各題答對得 3 分, 未作答答錯或畫記多於個選項者, 該題以零分計算. ㆒條長度為兩端固定的繩所形成的駐波, 其示意圖如圖此駐波是由波形相同, 但行進方向相反的兩波重疊而成, 此兩波的波長為何? (A).0 m (B).5 m (C).0 m (D).5 m (E) 3.0 m 答案 (C) 概念心波的基本概念駐波命題出處南㆒選修物理第㆒章試題解析 5 λ=5(m) λ=(m). 列有關熱的敘述何者正確? (A) 當兩物體接觸時, 熱量㆒定由溫度高的物體流向溫度低的物體 (B) 互相接觸的兩物體在達到熱平衡後, ㆒定含有相同的熱量 (C) 溫度高的物體比溫度低的物體㆒定含有更多的熱量 (D) 物體吸收熱量之後, 其溫度㆒定會升高 (E) 熱容量的因次與能量的因次相同答案 (A) 概念心溫度與熱量命題出處南㆒物理第十㆓章試題解析 (B) 達熱平衡時, 會具有相同的末溫 ; (C) 不㆒定, 溫度高的物體熱量不㆒定高 ; (D) 不㆒定, 有可能改變狀態 ; (E) 熱容量的單位為 cal C, 因次為能量溫度, 與能量的因次不同物理考科 3

4 3. ㆒個物體掛在彈簧, 如右圖所示當物體沿鉛直方向振動時, 其質心位置的最高點為, 最低點為戊, 且物體的質心在點時, 彈簧的長度大於其自然長度在振動過程, 彈簧作用在此物體的力在哪㆒點最小? (A) (B) (C) (D) (E) 戊答案 (A) 概念心彈簧的虎克定律命題出處南㆒物理第㆔章試題解析物體的質心在點時, 彈簧的長度大於其自然長度, 代表彈簧的原點在點的面, 故彈力最小的點為形變量最小的點, 即為點 4. 假設繫住高空彈跳者的繩索可近似為質量可忽略的理想彈簧, 而空氣阻力亦可忽略 ㆒彈跳者自高處鉛直落, 最後以頻率 f 作的小振幅簡諧振盪若換成㆒個體重為的倍之彈跳者, 以同㆒繩索重覆相同的過程, 則最後作簡諧振盪的頻率為列何者? (A) f (B) f (C) f (D) f (E) f 答案 (D) 概念心簡諧運動命題出處南㆒物理第五章試題解析頻率與週期成倒數關係簡諧運動的週期 :T=π m k m, f f = T T = m m = f = f 5. 質量為 000 kg 的轎車, 原本在水平面以等速度前進, 接著駕駛急踩煞車, 使車輪迅速停止轉動, 在車輪不轉的情況, 轎車隨即減速滑行至靜止若面與輪胎間的動摩擦係數為 0.4, 且取重力加速度 g=0 m/s, 則減速滑行時的加速度量值為多少? (A) 0 m/s (B) 0.4 m/s (C) 4 m/s (D) 80 m/s (E) 800 m/s 答案 (C) 概念心牛頓第㆓運動定律命題出處南㆒物理第㆕章試題解析 f k =ma µ k N=µ k mg=ma a=µ k g=0.4 0=4 m/s 4 00 年指考試題關鍵解析

5 6. 原來靜止於高處的質點, 在時間 t=0 時沿水平方向被拋射出去, 假設在其後的運動過程僅受重力作用, 且重力加速度為定值在質點落前, 其動量的量值 p 隨時間 t 的變化, 可用右圖的哪㆒條圖線來描述? (A) (B) (C) (D) (E) 戊答案 (E) 概念心水平拋射動量命題出處南㆒物理第㆕章試題解析水平拋射: 水平做等速度運動, 鉛直做初速為零的自由落體 v x =v 0,v y =gt 故動量 p=mv=m v 0 +(gt), 由圖形判斷, 戊最為正確 7. 已知某行星自轉週期為 T, 半徑為 R 環繞它的某㆒衛星之圓軌道半徑為 3R, 繞行週期為 8T 則環繞該行星運行的同步衛星, 其圓軌道半徑應是多少? (A) 6T (B) 8R (C) 4R (D) 8 R (E) R 答案 (B) 概念心克卜勒行星運動第㆔定律( 週期定律 ) 命題出處南㆒物理第七章試題解析由克卜勒行星運動第㆔定律知: R 3 T ( R 同步 3r )3 =( T 8T ) R 同步 =8R 8. ㆒個半徑為 R 沒有大氣的星球, 在其表面處的重力加速度為 g 若由該星球表面以 v= gr 的初速, 垂直向發射㆒個沒有推進力的物體, 則此物體升的最高點與星球表面的距離, 為列何者? (A) R 4 (C) R (B) R (D) 3R (E) R 答案 (C) 概念心力學能守恆重力場命題出處南㆒物理第七九章試題解析令該星球質量為 M, 則 g= GM R 由力學能守恆 : mv +(- GMm R )=0+(- GMm ) h=r R+h 物理考科 5

6 9. 如右圖所示, 水平光滑桌面的球向右等速滑行, 過程無滾動, 接著與靜置於桌邊的球作正向 ( 面 ) 彈性碰撞碰撞後兩球各自落於水平面, 落過程兩球僅受重力已知兩球半徑相同, 質量分別為 m 及 m, 落點與鉛直桌邊底部的水平距離分別為 P 和 Q, 則 P Q 之值為何? (A) (B) (C) (D) 4 (E) 8 答案 (D) 概念心碰撞水平拋射命題出處南㆒物理第㆓章物理第十章試題解析令的速度為 v, 則撞後的速度為 v = m-m m+m v= 3 v, v = m m+m v= 4 3 v, 且兩球著時間相同, 故 P Q = 3 v t 4 3 v t = 4 0. X Y Z ㆔根方開口的垂直管子, 管內半徑之比為 ::, 底部由㆒水平導管連接成連通管, 注入水後以質量可忽略的活塞封蓋著, 並將質量為 M X M Y 和 M Z 的物體依序置於 X Y Z ㆔管的活塞, 此時㆔者的液面等高當施㆒外力 F 於 M X 時,X Y Z ㆔根管子的液面高度分別為 h h 和 h, 如右圖所示若水的密度為 d, 重力加速度為 g, 則列選項何者正確? (A) 外力 F 對 X 管液面產生的壓力為 dgh (B) 外力 F 對 X 管液面產生的壓力為 dgh (C) 外力 F 對 X 管液面產生的壓力為 dgh (E) M X :M Y :M Z =:8: (D) M X :M Y :M Z =:: 答案 (B) 概念心靜止流體的壓力命題出處南㆒物理第十㆒章試題解析 (A)(B)(C) 原本㆔者液面等高, 今施㆒外力 F 於 M X 時, 取與 M X 等高的液面, 則同㆒液面壓 F 力要相同, 見右圖, 故 A =dgh;(d)(e) 由半徑 X 比可知㆔活塞面積比為 :4:, 當㆔者液面等 M X 高時 = M y 4 =M Z M X :M Y :M Z =:4: 6 00 年指考試題關鍵解析

7 題為題組如右圖所示, ㆒光束由介質進入介質, 再進入介質, θ θ 與 θ 3 為該光束與各界面的夾角已知介質為空氣, 其折射率為. 當 θ =45,θ =60,θ 3 =30 時, 兩介質的折射率 n n 分別為列何者? (A) n =,n = 3 (B) n =,n = 3 (C) n =,n = 3 (D) n =,n =3 (E) n = 3,n = 3 答案 (E) 概念心司乃耳定律命題出處南㆒選修物理第㆕章試題解析 sin 60 =n sin 30 =n sin 45 n = 3,n = 3. 若光束在間的界面發生全反射, 則 sin θ 的範圍為列何者? (A) sin θ (B) sin θ 3 (C) sin θ 3 (D) sin θ 3 (E) sin θ 答案 (B) 概念心司乃耳定律全反射命題出處南㆒選修物理第㆕章試題解析在交界面處折射, 由司乃耳定律可知 : n sin(90 -θ )=n sin(90 -θ ) n cos θ =n cos θ 交界面處全反射, 入射角須大於等於臨界角 (90 -θ ) θ c sin(90 -θ ) sin θ c = n cos θ 由 n 在 cos θ = n n cos θ n cos θ = n 3 故 sin θ = -cos θ -( 3 ) sin θ 3 物理考科 7

8 3. 以波長為 λ 的平行光, 垂直入射單狹縫作繞射實驗單狹縫的端為, 端為, 如右圖的示意圖所示若圖屏幕距狹縫極遠, 且屏幕 P 點為第㆓暗紋, 則 ㆓點到 P 點的光程差為列何者? (A) λ (B) λ (C) 3λ (D) λ (E) 5λ 答案 (D) 概念心光的繞射光程差命題出處南㆒選修物理第五章試題解析暗紋的條件為: 光程差 Δx=mλ(m=,,3 ),m= 代入即為答案 4. 有兩個形狀與大小完全相同的實心圓柱體, 分別由純矽與材質做成, 表為兩圓柱體的溫度電阻及施加於其兩端的電壓關係已知在 0 o C 時純矽的電阻率約為純鍺的 5000 倍, 則材質在常温最可能是列何者? 圓柱材質溫度圓柱兩端電壓圓柱電阻純矽 0 C 0V 000kΩ 材質 0 C 0V 5Ω 材質 00 C 0V 3Ω (A) 超導體 (B) 絕緣體 (C) 金屬導體 (D) 純鍺半導體 (E) P 型或 N 型半導體答案 (E) 概念心半導體 ㆓極體命題出處南㆒選修物理第十㆔章試題解析由材質溫度升(0 C 00 C), 則電阻降, 可判斷材質可能為半導體 ; 同溫 (0 C), 材質和純矽比較, 材質的電阻小很多, 可判斷材質為摻入雜質的半導體, 即 P 型或 N 型半導體 5. 五位同學談到他們最敬佩的科學家在近代物理的貢獻 : 同學說 : 普朗克首提量子論, 完整解釋黑體輻射能量分布的實驗結果, 開啟近代物理研究之門同學說 : 拉塞福由 α 粒子的散射實驗, 發現了原子核內的子與質子, 使類對原子核結構的了解更為深入同學說 : 侖琴發現 X 射線, 對近代科學的發展及醫學的應用, 貢獻極大同學說 : 波耳依據德布羅依的物質波假說, 提出氫原子角動量與能量的量子化, 使類對原子結構的了解跨進㆒大步戊同學說 : 愛因斯坦不但以光量子說完美解釋光電效應的實驗結果, 又提出相對論, 開啟近代物理的新頁以五位同學的談話內容, 正確的為哪幾位? (A) 僅有戊 (B) 僅有 (C) 僅有戊 (D) 僅有戊 (E) 戊 8 00 年指考試題關鍵解析

9 答案 (C) 概念心近代物理命題出處南㆒選修物理第十章第十㆒章試題解析拉塞福利用 α 粒子的散射實驗, 發現了原子核的存在波耳提出角動量和能量量子化 (93 年 ) 並非依據德布羅依的物質波假說 (93-94 年 ) 6. 日本福島核電廠因大震及海嘯而產生核災變, 凸顯核能發電與其安全使用在現代生活的重要性 35 9U 原子核吸收熱子後產生核分裂, 分裂後減損的質量轉換成能量而可用來發電列有關核能基本知識的相關敍述, 何者正確? (A) 核衰變產生的 γ 射線 α 與 β 粒子, 穿透物質能力的順序為 γ>β>α (B) 35 9U 原子核吸收熱子後, 每次核分裂後僅可釋出個子 (C) 35 9U 原子核分裂後的碎片不再具有放射性 (D) 太陽輻射的能量主要來自核分裂反應 (E) 35 9U 約占然鈾元素的 99% 答案 (A) 概念心核分裂核能命題出處南㆒選修物理第十㆓章試題解析 (B) 可釋出 ~3 個子 ; (C) 核分裂反應為 : 35 9U+ 0 n 38 56Ba Kr+3 0 n+ 能量, 其鋇仍然具有放射性 ; (D) 太陽輻射的能量主要來自核熔合 ; (E) 然鈾礦含 99.3% 的鈾 38 和 0.7% 的鈾題為題組有㆒個半徑為 0.0 cm 的金屬球體, 遠離其他導體, 而可將其表面的正電荷近似為均勻分布, 經測得其表面與面間的電位差為 V 已知庫侖常數 k=9 0 9 N m /C 7. 此帶電金屬球在距其球心 0 cm 處的電場量值為多少 V/m? (A) 0 (B).0 0 (C) (D) (E) 答案 (A) 概念心球形導體的電場命題出處南㆒選修物理第六章試題解析球形導體內部無電場, 故距球心.0 cm 處的電場量值為零 8. 此金屬球所帶的電量大小約為多少庫侖? (A) 0-4 (B) 0-5 (C) 0-6 (D) 0-7 (E) 0-8 答案 (E) 概念心球形導體的電位命題出處南㆒選修物理第六章試題解析 V= kq R.0 03 = 9 09 Q 0. Q= =0-8 (C) 物理考科 9

9. 如右圖所示, ㆒條細長的直導線與水平桌面垂直, 桌面平放的小磁針沿桌面到導線的距離 R=0 cm 設導線未通電流時, 小磁針保持水平且其 N 極指向北方 ; 而當導線的直流電流為 I 時, 小磁針 N 極與北方的夾角為 θ 當 R 改為 0 cm 時, 若欲使小磁針 N 極與北方的夾角仍為 θ, 則導線的電流大小必須調整成列何者?

10 9. 如右圖所示, ㆒條細長的直導線與水平桌面垂直, 桌面平放的小磁針沿桌面到導線的距離 R=0 cm 設導線未通電流時, 小磁針保持水平且其 N 極指向北方 ; 而當導線的直流電流為 I 時, 小磁針 N 極與北方的夾角為 θ 當 R 改為 0 cm 時, 若欲使小磁針 N 極與北方的夾角仍為 θ, 則導線的電流大小必須調整成列何者? I (A) 4 (D) I (B) I (E) 4I (C) I 答案 (D) 概念心電流的磁效應命題出處南㆒選修物理第八章試題解析距長直導線 r 處的磁場量值為 B 直 = μ 0I πr μ 0 I 由右圖可知,tan θ= B 直 πr = I B e B e r θ 不變 r 變兩倍, 則 I 也要變兩倍 0. 如圖 9 所示,xy 平面有㆒半徑為 a 的圓形細線圈, 其的電荷線密度 λ( 即每單位長度的電量 ) 均相同當線圈以 ω 的等角速度繞通過圓心且垂直 xy 平面的轉軸轉動時, 則線圈所產生的電流 I 為列何者? (A) aλ ω (B) aλω (C) πaλ ω (D) λω a 答案 (E) 概念心電流的基本定義命題出處南㆒選修物理第七章試題解析電流 = 電量時間 = λ πa T = λ πa =aλω π ω (E) aλω π 0 00 年指考試題關鍵解析

11 ㆓ 多選題 ( 共 0 分 ) 說明..第題至第 4 題, 每題有 5 個選項, 其至少有個是正確的選項, 選出正確選項畫記在答案卡之選擇題答案區各題之選項獨立判定, 所有選項均答對者, 得 5 分 ; 答錯個選項者, 得 3 分, 答錯個選項者, 得分, 所有選項均未作答或答錯多於個選項者, 該題以零分計算. 某於無風的狀態在水平路面沿㆒直線騎腳踏車若輪胎與路面間的靜摩擦係數大於動靜摩擦係數, 則列有關其騎車過程的敘述, 哪些是正確的? (A) 以不同的等速行進時, 車速越快越費力, 主要是需要克服來自空氣的阻力 (B) 如果考慮的系統包括和腳踏車, 則腳踏車行進時, 系統的動量是守恆的 (C) 腳踏車行進時, 面與輪胎間的正向力, 對和腳踏車構成的系統並不作功 (D) 腳踏車行進時, 面與輪胎間如有滑動, 則動摩擦力對和腳踏車構成的系統並不作功 (E) 如果考慮的系統包括腳踏車和球, 則腳踏車在加速減速時, 整個系統的力學能是守恆的答案 (A)(C) 概念心動量守恆定律功的定義命題出處南㆒物理第五章物理第八章試題解析 (A) 車速愈快, 阻力愈大 ; (B) 水平受摩擦力水平動量不守恆 ; (C) 正向力垂直位移正向力不作功 ; (D) 動摩擦力與位移反向動摩擦力作負功, 產生熱能 ; (E) 力學能 = 位能 + 動能, 在水平路面作直線運動, 故位能不變 ; 腳踏車在加速或減速時, 動能會增加或減少, 所以力學能並不守恆. 右圖為某生做波以耳定律實驗, 以密閉容器內氣體壓力 P 為縱坐標, 體積 V 的倒數為橫坐標所作的數據圖, 在 3 ㆔種不同的狀況, 得到斜率不同的圖形若以 n n n 3 與 T T T 3 分別代表㆔種情況的氣體分子莫耳數與氣體溫度, 則列有關容器內氣體狀態的敘述, 哪些是正確的? (A) 若溫度 T =T =T 3, 則氣體分子莫耳數的關係為 n <n <n 3 (B) 若溫度 T =T =T 3, 則氣體分子莫耳數的關係為 n >n >n 3 (C) 若莫耳數 n =n =n 3, 則氣體溫度的關係為 T >T >T 3 (D) 若莫耳數 n =n =n 3, 則氣體溫度的關係為 T <T <T 3 (E) 若溫度㆒定, 且莫耳數㆒定, 則氣體的壓力 P 與體積 V 成反比答案 (B)(C)(E) 概念心理想氣體方程式 PV=nRT 命題出處南㆒物理第十㆔章試題解析 (A)(B) 圖形斜率 = P /V =PV=nRT n n >n >n 3 ; 物理考科

12 (C)(D) 圖形斜率 = P /V =PV=nRT T T >T >T 3 ; (E) PV=nRT, 溫度㆒定, 且莫耳數㆒定 PV= 定值 P V 3. ㆒螺線管置於㆒固定金屬板的正方㆒小段距離處, 螺線管通有電流 I, 電流方向如右圖所示列哪些情況, 可使金屬板產生逆時針方向 ( 如圖 ) 的感應渦電流? (A) 電流 I 及螺線管的位置均不變動 (B) 螺線管不動, 但其電流 I 逐漸增大 (C) 螺線管不動, 但其電流 I 逐漸減小 (D) 電流 I 不變, 但使螺線管垂直向移動 (E) 電流 I 不變, 但使螺線管垂直向移動答案 (B)(D) 概念心單位時間的磁通量發生變化產生感應電動勢, 進而產生感應電流命題出處南㆒物理第十㆔章大考 CEO 單元 8 熱學試題解析 (A) 電流及螺線管的位置不變, 則磁通量無發生變化, 故不產生感應電流 ; (B) 螺線管不動, 但其電流 I 逐漸增大或 ;(D) 電流 I 不變, 但使螺線管垂直向移動均會使 N 極向的磁通量增多, 故會產生逆時針的感應渦電流, 以抵抗磁通量發生變化 ; (C) 螺線管不動, 但其電流 I 逐漸減小或 ;(E) 電流 I 不變, 但使螺線管垂直向移動均會使 N 極向的磁通量減少, 故會產生順時針的感應渦電流, 以抵抗磁通量發生變化 4. 有㆒光電效應實驗, 以不同頻率 f 的光入射同㆒金屬表面, 並測量與各頻率對應的截止電壓 V S, 所得結果如右圖所示, 若 h 代表普朗克常數,-e 代表電子電荷, 列敘述哪些是正確的? h (A) 截止電壓 V s 對光頻率 f 的關係為㆒直線, 其斜率為 e (B) 截止電壓 V s 對光頻率 f 的關係為㆒直線, 其斜率為 eh (C) 若入射光的頻率為 Hz, 則需較長時間照射方能產生光電子 (D) 若入射光的頻率為 Hz, 則即使光強度很弱, 光電子仍能立即產生 (E) 截止電壓 V s 對光頻率 f 的關係為㆒直線, 且此直線與橫軸的交點為 f 0, 則該金屬的功函數為 hf 0 答案 (A)(D)(E) 概念心光電效應命題出處南㆒選修物理第十章 00 年指考試題關鍵解析

13 試題解析光電方程式 :hf=ev s +hf 0 (A)(B) V s -f 關係圖 : 橫軸截距為 f 0 ( 低限頻率 ), 縱軸截距為 - hf 0 e, 斜率 = hf 0 縱軸截距橫軸截距 = e f = h 0 e ; (C) f 0 = Hz, 要產生光電效應必須 : 入射光頻率 > 低限頻率 Hz< Hz 照射再久都不會有光電子產生 ; (D) Hz z< Hz 即使照射光強度很微弱也會立即產生光電子 ; (E) 功函數為 hf 0 第貳部分 : 非選擇題 ( 占 0 分 ) 說明..本大題共有㆓題, 作答務必使用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫, 且不得使用鉛筆答案必須寫在答案卷, 並於題號欄標明題號 ( ㆒ ㆓ ) 與子題號 ( 3 ) 作答時不必抄題, 但必須寫出計算過程或理由, 否則將酌予扣分每題配分標於題末 ㆒ 某生在物理實驗室做氣柱的共鳴實驗, 儀器裝置右圖所示, 包括鉛直豎立的細玻璃圓筒儲水器連通管支架音叉擊槌橡皮筋等細玻璃圓筒的管長約 75 cm, 其並附有刻度尺, 且玻璃圓筒的管口位置刻度為零將頻率為 60 Hz 的振動音叉置於管口方, 再移動儲水器以調整玻璃圓筒的水面高低, 實驗測得產生共鳴的水面刻度有㆔, 分別為與 69.0 cm. 依據題目所給定的產生共鳴時水面刻度的實驗數據, 在答案卷作圖區畫出玻璃圓筒空氣分子的位移出現波腹與波節的位置, 並標示其刻度 (4 分 ). 依據題目所給定的產生共鳴時水面刻度的實驗數據, 計算當時的聲速 (3 分 ) 3. 若使用某㆒音叉卻始終無法找到任何共鳴的位置, 應該是什麼原因造成的?(3 分 ) 答案. 請見解析 ; m/s; 3. 空氣柱太短或音叉頻率太低概念心共鳴空氣柱實驗命題出處選修物理第㆓章 λ 試題解析 () 3 cm 為 4 ;4 cm 3λ 為 4, λ 故 =8 cm λ=56 cm () 由 v=f λ= =347.(m/s); (3) 由於空氣柱太短 ( 小於 4 λ) 或音叉頻率太低物理考科 3

㆓ 有㆒個斜角為 θ 長度為 L 的固定斜面, 其底端設有㆒與斜面垂直的牆面, 如右圖所示 ㆒個質量為 m 的小木塊從斜面端滑, 其初速度為零小木塊滑至斜面底端與牆面發生彈性碰撞, 設小木塊與斜面間的動摩擦係數為 μ, 重力加速度為 g. 求小木塊從斜面端滑到斜面底端時, 碰撞前瞬間的動能 (4 分 ). 計算第㆒次碰撞牆面後, 小木塊沿斜面向滑行的加速度 (3 分 ) 3.

14 ㆓ 有㆒個斜角為 θ 長度為 L 的固定斜面, 其底端設有㆒與斜面垂直的牆面, 如右圖所示 ㆒個質量為 m 的小木塊從斜面端滑, 其初速度為零小木塊滑至斜面底端與牆面發生彈性碰撞, 設小木塊與斜面間的動摩擦係數為 μ, 重力加速度為 g. 求小木塊從斜面端滑到斜面底端時, 碰撞前瞬間的動能 (4 分 ). 計算第㆒次碰撞牆面後, 小木塊沿斜面向滑行的加速度 (3 分 ) 3. 計算第㆒次碰撞牆面後, 小木塊沿斜面向滑行的最大距離 (3 分 ) 答案. mgl(sin θ-μcos θ);. g(sin θ+μcos θ); sin θ-μcos θ 3. sin θ+μcos θ 概念心等加速度直線運動牛頓第㆓運動定律正向彈性碰撞動能命題出處南㆒物理第㆒章第㆕章物理選修物理實驗㆕ 試題解析 () 滑時, 如所示, 由牛頓第㆓運動定律可知 : mg sinθ-f k =ma mg sinθ-μmg cos θ=ma a =g(sin θ-μcos θ); 圖 ( ㆒ ) () 滑時, 如圖 ( ㆓ ) 所示, 由牛頓第㆓運動定律可知 : mg sinθ+f k =ma mg sinθ+μmg cos θ=ma a =g(sin θ+μcos θ); 圖 ( ㆓ ) (3) 滑時, 位能轉換為動能及摩擦力作功 U=K+f k L mgl sinθ=k+μmg cos θ L K=mgL(sin θ-μcos θ) ; (4) 滑時, 動能轉換為位能及摩擦力作功 K=U+f k L mgl (sin θ-μcos θ)=mgl sin θ+μmg cos θ L L = sin θ-μcos θ sin θ+μcos θ L 4 00 年指考試題關鍵解析

15 結論物理科今年題目比往年簡單, 強調觀念, 且沒有複雜的計算, 觀念清楚的考生很快就可以在時間內作答完畢今年取消了倒扣至其他題的計分規定, 答錯或不答的單題最低分為零分, 今年的五標均會向提升, 如果這個計分規定㆒直持續的話, 對五標㆒向很低的物理科來說, 實有讓學生重拾對物理的信心的正向意義在明年物理科的準備方向, 高㆓和高㆔的物理還是各占著 50% 的分數, 力學與電磁學掌握了過半的分數在考完學測後, 高㆔的光學和電磁學實在不可掉以輕心, 而高㆓物理的第五章牛頓運動定律的應用的動量守恆定律, 高㆓物理的第七章轉動角動量和力矩的概念第十㆒章的流體力學的浮力和第十㆔章的氣體動力論, 以及高㆔選修物理的第十章近代物理學的簡介的康普頓效應和第十㆒章原子結構的物質波都是明年命題的重點考題物理考科 5

16 6 00 年指考試題關鍵解析

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