1 0 6 學年度海外聯合招生考試試題科目 : 物理 韓國 請作答於答案紙上 一 單選題 :30% ( 每題 2 分, 共 15 題 ) 1. 以等速度 (constant velocity) 向上提高的物體, 請問物體的力學能 (mechanical energy) 將會 : (A) 動能漸增, 而位能漸減 (B) 位能漸增, 而動能漸減 (C) 位能不變, 而動能漸減 (D) 動能 位能皆漸增 (E) 力學能不守恆 2. 物體從極高的高空落於地面, 在落下的過程中下列敘述何者正確? (A) 物體所受重力不變, 加速度不變 (B) 物體所受重力變大, 加速度變小 (C) 物體所受重力變小, 加速度變大 (D) 物體所受重力變大, 加速度變大 (E) 物體所受重力變小, 加速度變小 3. 10 kg 的鐵球與 5 kg 的鐵球由靜止狀態自同一位置同時落下, 兩球落至地面所需的時間相同, 這是因為 : (A) 作用力等於反作用力 (B) 兩球都是鐵做的 (C) 兩球的位能變化相同 (D) 兩球所受地心引力相等 (E) 每球所受重力與質量之比值相同 4. 一人分別在白天與晚上的時候講話, 則下列相關敘述何者正確? (A) 白天可以傳得比較遠, 因為白天溫度高, 聲速快 (B) 夜晚可以傳得比較遠, 因為夜晚寧靜, 聲波較少受到干擾 (C) 夜晚可以傳得比較遠, 因為夜晚時, 地面溫度較低與上空的波速不同, 形成能幫助傳遞的折射 (D) 白天可以傳得比較遠, 因為白天時, 地面溫度較高與上空的波速不同, 形成能幫助傳遞的折射 (E) 傳遞遠近與波速快慢無關, 所以白天與晚上傳得一樣遠 5. 一靜止的岩石突然爆炸分裂成為質量為 3 公斤和 1 公斤的兩塊岩石飛開, 若爆炸的能量為 600 焦耳, 且全部轉變為兩塊岩石碎片的動能, 則其中 3 公斤岩石的速率為多少? (A) 2 (B) 6 (C) 8 (D) 10 (E) 15 公尺 / 秒 6. 物體作速率持續增加 (speed increase) 的圓周運動, 其受到的合力方向為何? (A) 合力方向與運動方向相同 (B) 合力方向在運動方向與圓心方向之間 (C) 合力方向與運動方向垂直, 指向圓心方向 (D) 合力方向在運動方向與指離圓心方向之間 (E) 合力方向與運動方向相反 第 1 頁, 共 6 頁
7. 如右圖所示, 物體 A 置於水平地面, 再將 B 置於其上 今施一向右之力 F 於物體 A 上, 已知 A B 兩物體在水平面上做等速運動, 則下列敘述何者正確? (A) 物體 A 受到地面動摩擦力 (kinetic friction) 方向向左 ; 物體 B 受到 A 的動摩擦力 (kinetic friction) 方向向右 (B) 物體 A 受到地面動摩擦力方向向左 ; 物體 B 受到 A 的動摩擦力方向向左 (C) 物體 A 受到地面動摩擦力方向向左 ; 物體 B 受到 A 的靜摩擦力方向向左 (D) 物體 A 受到地面動摩擦力方向向左 ; 物體 B 受到 A 的靜摩擦力方向向右 (E) 物體 A 受到地面動摩擦力方向向左 ; 物體 B 受到 A 的摩擦力為零 8. 如右圖, 質量 2.0 kg 的均勻木塊, 置放在粗糙水平桌面上 在距桌面高 3 cm 處, 施一水平力 F 向右 若欲使其木塊翻倒 ( 設桌面與木塊間摩擦係數 (coefficient of friction) 極大 ), 水平力 F 至少為多少 kgw? (A) 5 6 (B) 5 4 (C) 5 3 (D) 5 2 (E) 5 9. 如右圖, 彈簧彈力常數 (elastic constant)k 1, 壓縮量 x, 磅秤讀數為 N 今若換上另一個彈簧, 其彈力常數 k 2 (k 2 >k 1 ), 壓縮量仍為 x, 則磅秤讀數會如何改變? (A) 變大 (B) 變小 (C) 不變 (D) 歸零 (E) 條件不足, 無法判斷 10. 小杜自靜止從原點處開始作直線運動, 其加速度對時間 (at) 圖如右圖, 小杜運動的位置對時間 (x-t) 圖, 何者正確? (A) (B) (C) (D) (E) 11. 同溫同壓的理想情況下, 含水蒸氣較多的潮溼空氣與乾燥空氣相較, 於下列諸敘述哪一項是對的? (A) 潮溼空氣的密度較大 (B) 潮濕空氣與乾燥空氣的密度相同 (C) 相同體積時, 潮溼空氣中所含的分子數目較大 (D) 相同體積時, 潮濕空氣與乾燥空氣的分子數量相同 第 2 頁, 共 6 頁
(E) 空氣潮溼下的大氣壓力較大 12. 在彈簧上傳播之脈動波 (pulse wave), 欲使其速率 (speed) 增快, 則應增加 : (A) 頻率 (frequency) (B) 波長 (wavelength) (C) 振幅 (amplitude) (D) 張力 (tension) (E) 彈簧長度 (spring length) 13. 若水波由深水區 (deep water zone) 進入淺水區 (shallow water zone) 時, 入射角正弦值 sinθ 1 與折射角正弦值 sinθ 2 間的關係為 : (A) (B) (C) (D) (E) 14. 如右圖所示, 一發光點從凸面鏡 (convex mirror) 主軸上的 P 點沿主軸緩慢向鏡頂 O 移動, 則此光點的像, 其位置以及其移動的方向為下列哪一項? (A) 先成像於鏡前, 接著成像於鏡後 (B) 成像於鏡後, 遠離 O 點移動 (C) 成像於鏡後, 朝向 O 點移動 (D) 成像於鏡前, 遠離 O 點移動 (E) 成像於鏡前, 朝向 O 點移動 15. 如右圖所示, 有兩個帶相同電量的擺錘 P 與 Q,P 懸掛在絕緣 (insulate) 金屬 (metal) 球殼 (spherical shell) 的內部,Q 在金屬球殼的外部, 則下列敘述, 何者正確? (A)P 擺動時, 會造成 Q 擺動 (B)P 擺動時,Q 仍為靜止 (C)Q 擺動時, 會造成 P 擺動 (D)P Q 同時擺動時, 彼此不會相互干擾 (E)P 與 Q 間的靜電力作用必為零 二 填充題 :60%( 每題 3 分, 共 20 題 ) 1. 一石子自 h 高處自由落下, 試求其前 acceleration) 比值為 1 2 路程與後 1 2 路程之平均加速度 (average 2. 一物體作直線運動, 其方向不變, 前 1 3 路程之速度為 v, 後 2 3 路程之速度為 4v, 則 第 3 頁, 共 6 頁
全程之平均速度 (average velocity) 應為 3. 質量為 m 的物體在水平面上前進 d 的距離時, 其速度由 v 減至 摩擦力為 v 2, 則此物體所受的動 4. 如右圖所示, 甲 乙質量分別為 m 及 2m, 以細繩連結, 繞過不計質 量的定滑輪, 滑輪又以細繩繞過不計質量的動滑輪和丙物相接 若 不計物和滑輪之摩擦力, 欲使丙不動, 丙的質量應為 5. 以圓周運動繞地球的衛星所具有的動能為 E k, 其軌道半徑為 r, 則衛 星所受的吸引力 (gravity force) 為 6. 公轉週期 (period) 為 3 小時的人造衛星, 其半徑為同步衛星 (geostationary satellite)( 週期為 24 小時 ) 之倍 7. 有甲 乙兩物體質量分別為 2m 及 m, 以相同長度的繩 A 及繩 B 連結 兩物體均繞著轉軸 O, 以等角速度 (angular velocity)ω 在水平面上旋轉 如右圖, 則繩 A 及繩 B 的張力 (tension) 之比為 8. 有一塑膠筏的長度為 6.0 m, 質量為 25 kg, 原靜止於水面上 若不 計水的阻力, 當質量為 50 kg 的人, 由船頭走至船尾, 船身共移動 了 m 9. 如右圖所示, 光滑桌面中心穿有一孔, 一繩穿過此孔, 桌面上的一端繫有質量為 m 的小球, 桌面下端繫一等質量 m 的重物, 恰使桌面小球作半徑 R 速率為 v 的等速圓周運動, 若將桌面下端的重物質量加倍 (2m), 則 m 的速率變為, 方能持續在桌上作半徑為 R 的等速圓周運動 10. 如右圖所示, 水平光滑桌面上的甲球向右等速滑行, 過程中無滾動, 接著與靜置於桌邊的乙球作正向 ( 面 ) 彈性碰撞 碰撞後兩球各自落於水平地面上, 落地過程中兩球僅受重力, 落地後測量兩球的落地點與鉛直桌邊底部的水平距離分別為 P 和 Q, 且 P: Q=1:4, 已知甲 乙兩球半徑相同, 請問兩球的質量比為 11. 甲 乙兩衛星分別環繞地球作等速圓周運動, 已知甲衛星離地表高度恰為地球半徑 R, 第 4 頁, 共 6 頁
且甲 乙衛星環繞地球的週期比值為 1:8, 則請問乙衛星離地表高度為 12. A B 兩物質量不等, 分別為 m A m B, 但具有相同的動量, 並沿同方向運動, 若此兩物所受之阻力相同, 則兩物體停止前所行距離之比值為 13. 如右圖所示, 某生進行焦耳熱功當量實驗 (Joule's experiment of thermal-work equivalent), 兩重錘質量均為 10 kg, 下落的距離均為 1.0 m, 已知容器的熱容量為 400 cal/ o C, 內盛 0.6 kg 的水, 設重錘共升降 21 次, 不計熱量的散逸, 則水溫將升高約 o C ( 1 卡 =4.2 焦耳 ) 14. 如右圖所示, 一絕熱容器內分左右兩室, 內裝有相同 1 莫耳的理想氣體, 其中左室體積為 V, 氣體溫度為 300 K, 右室體積為 2V, 氣體溫度為 400 K 今將中間隔牆打開一小洞, 使這兩個容器相互連通, 則平衡時右室內氣體的莫耳數變為莫耳 15. 如右圖所示, 一點光源 S 位於平面鏡前, 設點光源不動, 平面 鏡以速率 v 水平向右接近光源 S, 且鏡面保持與水平方向的夾 角 60, 則成像對地的移動速率為 16. 如右圖所示, 以波長為 λ 的單色光作單狹縫 (single-slit) 繞射 (diffraction) 實驗時, 若繞射條紋第 1 暗紋的繞射角 sin 0.5 λ, 則狹縫的寬度為 17. 一固定之均勻帶電圓環, 如右圖, 半徑為 R, 帶電量為 Q, 另有一點電荷 -q 由環心處以 v 0 之速度由環心 O 垂直於環面向 E 射出, 最遠可至與環心相距 3R 處, 則欲使其能脫離圓環的束縛至無窮遠 (infinite distance), 則在環心時之速率至少需為若干? 18. 一個氫原子由 n=1 的基態被激發到 n=4 的受激態, 則當原子回到基態時的過程中, 可能最多放出幾種不同頻率的光子? 19. 光在真空中一年內所走的距離稱為光年, 是一種距離單位, 請問一光年的距離數量級 (magnitude) 約為若干公尺? 第 5 頁, 共 6 頁
20. 如右圖所示, 相距 12 公尺的兩點 S 1 和 S 2, 各放置一聲源, 其頻率均為 110 Hz, 且作同相振動, 當聲速為 330 公尺 / 秒時, 一偵測器置於 P 點, 其與 S 1 的距離為 9 公尺 今使偵測器沿 PS 1 緩慢移動至 S 1 之過程中, 可偵測到幾個聲音相對最弱 (weakest) 的位置? 三 計算題 :10%( 每題 5 分, 共 2 大題 ) 1. 如右圖所示, 一光滑的半球形物體固定在水平面上 有一質點起始靜止於在半球體的頂端, 順著球面自由滑下 已知半球體的半徑為 R, 請證明當質點滑動角度達 cosθ = 2/3 時, 會脫離半球體的表面 2. 點電荷 +Q 及 -Q(Q>0) 位在同一平面上,+Q 的位置固定,-Q 的質量為 m, 且和 + Q 的距離為 b -Q 電荷以垂直於兩電荷連線的方向射出 若點電荷 -Q 以速率 v 射出, 繞 +Q 作半徑為 b 的等速圓周運動, 如下圖 (a) 所示, 若點電荷 -Q 以速率 v 射出, 則循一橢圓軌跡運動, 如下圖 (b) 所示,-Q 距離 +Q 的最遠點為 A 點,A 點與 +Q 電荷間的距離為 a, 若 a=3b, 請問速率 v =v 圖 (a) 圖 (b) 第 6 頁, 共 6 頁