物 理 考 科 05 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 的 配 分 情 況 相 較 會 發 現, 今 年 的 高 二 力 學 比 例 較 高, 波 動 光 學 的 比 例 較 低, 且 整 體 題 目 難 度 與 去 年 相 較 差 距 不 大, 為 適 中 具 鑑 別 度 的 考 題 05 與 04 年 試 題 配 分 分 布 如 下 表 : 範 圍 力 學 熱 學 波 動 與 光 學 電 磁 學 近 代 物 理 年 度 05 年 39 8 5 7 04 年 30 6 0 30 4 整 體 配 分 情 況 較 偏 高 三 內 容 : 高 二 占 了 39 分, 高 三 部 分 6 分 但 與 近 三 年 以 來 相 比, 今 年 是 高 二 部 分 占 較 多 的 一 年 單 選 題 部 分 : 計 算 題 型 較 前 兩 年 多, 一 般 的 單 一 觀 念 考 題 較 少, 較 多 是 考 兩 個 以 上 的 觀 念, 所 以 對 於 觀 念 不 清 楚 的 考 生 而 言 應 該 不 容 易 做 答, 但 還 好 大 多 數 是 舊 有 考 題 的 類 似 題 型, 故 對 於 有 花 功 夫 唸 物 理 的 同 學 應 不 難 應 答 其 中 單 選 第 6 題, 應 屬 多 選 考 法, 改 成 單 選 考 題, 對 閱 讀 與 理 解 速 度 慢 的 同 學 而 言, 恐 不 利 於 時 間 內 作 答 完 畢 單 選 第 4 5 題 為 題 組, 雖 是 以 往 舊 有 的 考 題 改 編, 但 由 於 所 問 的 方 式 也 算 是 多 選 考 法, 且 內 容 對 考 生 而 言 較 難 推 論, 算 是 很 有 鑑 別 度 的 問 題 多 選 題 部 分 : 有 別 於 與 以 往 大 多 以 觀 念 題 為 主, 此 次 多 選 考 題, 大 都 需 先 做 計 算, 再 判 斷, 較 往 年 不 好 拿 分 其 中 多 選 題 題 (E) 選 項 考 到 類 氫 原 子 的 概 念, 這 是 多 年 來 少 見 的 非 選 擇 題 部 分 : 第 一 題 為 牛 頓 第 二 運 動 的 實 驗, 延 續 去 年 的 考 法, 有 一 小 題 是 讓 同 學 填 入 實 驗 步 驟 題 目 雖 不 難, 但 同 學 若 於 高 二 時 期 對 物 理 實 驗 不 投 入, 恐 較 難 答 題, 十 分 具 鑑 別 度 第 二 題 為 鉛 直 面 圓 周 運 動 : 先 單 純 由 重 力 場 下 的 力 學 能 守 恆 與 完 成 圓 周 運 動 所 需 臨 界 條 件 結 合, 計 算 出 臨 界 速 度 ; 再 結 合 電 場 磁 場 進 一 步 討 論 作 功 與 臨 界 速 度, 對 考 生 而 言, 很 有 挑 戰 性 物 理 考 科
二 今 年 物 理 考 題 之 各 章 節 分 配 如 下 : 命 題 出 處 題 號 概 念 基 礎 物 理 二 B 上 第 一 章 直 線 運 動 4 v-t 圖 平 均 速 度 基 礎 物 理 二 B 上 第 三 章 靜 力 學 0 力 矩 輪 與 軸 基 礎 物 理 二 B 上 第 四 章 牛 頓 運 動 定 律 7 0 0 非 選 牛 頓 第 二 運 動 定 律 基 礎 物 理 二 B 上 第 五 章 週 期 性 運 動 3 非 選 因 次 式 圓 周 運 動 基 礎 物 理 二 B 下 第 六 章 動 量 與 牛 頓 運 動 定 律 的 應 用 動 量 守 恆 基 礎 物 理 二 B 下 第 七 章 萬 有 引 力 6 衛 星 運 動 基 礎 物 理 二 B 下 第 八 章 功 與 能 量 基 礎 物 理 二 B 下 第 九 章 碰 撞 5 9 非 選 動 能 衛 星 運 動 的 力 學 能 變 化 一 維 完 全 非 彈 性 碰 撞 一 維 非 彈 性 碰 撞 選 修 物 理 上 第 一 章 熱 學 潛 熱 理 想 氣 體 方 程 式 3 方 均 根 速 度 選 修 物 理 上 第 二 章 波 動 聲 波 速 度 選 修 物 理 上 第 三 章 聲 波 繩 波 駐 波 選 修 物 理 上 第 四 章 幾 何 光 學 6 7 光 的 折 射 選 修 物 理 上 第 五 章 物 理 光 學 選 修 物 理 上 第 六 章 靜 電 學 8 4 非 選 光 的 雙 狹 縫 干 涉 光 的 單 狹 縫 繞 射 平 行 板 電 場 電 壓 電 力 作 功 選 修 物 理 下 第 七 章 電 流 8 電 功 率 歐 姆 定 律 選 修 物 理 下 第 八 章 電 流 磁 效 應 3 5 非 選 磁 力 磁 力 矩 電 流 磁 效 應 帶 電 粒 子 所 受 磁 力 作 功 選 修 物 理 下 第 九 章 電 磁 感 應 4 5 電 磁 感 應 選 修 物 理 下 第 十 章 近 代 物 理 的 重 要 發 現 選 修 物 理 下 第 十 一 章 原 子 結 構 與 原 子 核 9 0 光 子 論 波 耳 氫 原 子 模 型 能 階 差 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
試 題 詳 解 與 分 析 第 壹 部 分 : 選 擇 題 ( 占 80 分 ) 一 單 選 題 ( 占 60 分 ) 說 明.. 第 題 至 第 0 題, 每 題 有 5 個 選 項, 其 中 只 有 個 是 最 正 確 或 適 當 的 選 項, 請 畫 記 在 答 案 卡 之 選 擇 題 答 案 區 各 題 答 對 者, 得 3 分 ; 答 錯 未 作 答 或 畫 記 多 於 個 選 項 者, 該 題 以 零 分 計 算. 地 震 時 會 同 時 產 生 P 波 與 S 波,P 波 是 縱 波 其 波 速 約 為 9000 m/s,s 波 是 橫 波 其 波 速 約 為 5000 m/s 一 觀 測 站 在 某 次 大 地 震 中 測 得 P 波 抵 達 後 的 秒 S 波 也 抵 達, 若 這 兩 種 波 沿 著 同 一 直 線 路 徑 由 震 源 傳 到 觀 測 站, 則 震 源 與 觀 測 站 的 距 離 約 為 多 少 公 里? (A) 8 (B) 60 (C) 90 (D) 35 (E) 55 答 案 (D) 概 念 中 心 聲 波 速 度 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 上 第 三 章 試 題 解 析 設 震 源 與 觀 測 站 的 距 離 為 x 公 尺, 則 由 兩 地 震 波 傳 遞 時 間 差 可 得 : x 5000 - x 9000 =, 故 x=35000 公 尺 =35 公 里. 將 一 均 勻 的 細 繩 拉 緊, 兩 端 固 定 於 相 距 為 L 的 兩 點 當 細 繩 上 形 成 的 駐 波 有 三 個 腹 點 時, 駐 波 的 波 長 為 何? (A) 3 L (B) 3 L (C) L (D) 3 L (E) 3L 答 案 (B) 概 念 中 心 兩 端 固 定 端 駐 波 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 上 第 二 章 試 題 解 析 由 於 相 鄰 兩 節 點 間 的 距 離 為 波 長 的 一 半, 故 此 駐 波 的 波 長 為 3 L 3. 欲 瞭 解 聲 波 如 何 在 金 屬 中 傳 播, 可 利 用 簡 化 的 一 維 模 型 : 將 金 屬 原 子 視 為 質 量 m 的 小 球, 以 間 距 d 排 列 成 一 直 線, 且 相 鄰 兩 個 小 球 間 以 力 常 數 k 的 彈 簧 連 結, 藉 以 模 擬 原 子 間 的 作 用 力 在 此 簡 化 模 型 的 假 設 下, 應 用 因 次 分 析 來 判 定, 下 列 何 者 可 能 為 金 屬 中 的 聲 速? (A) d k/m (B) d mk (C) dm/k (D) dk/m (E) mk/d 答 案 (A) 概 念 中 心 因 次 式 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 上 第 五 章 試 題 解 析 我 們 可 以 由 因 次 式 的 推 論 得 到 可 能 的 聲 速 由 於 聲 速 v 的 因 次 式 為 [L][T] -, 且 質 量 m 的 因 次 式 為 [M] 間 距 d 的 因 次 式 為 [L] 力 常 數 k 的 因 次 式 為 [M][T] - 設 v=m a d b k c, 則 [L][T] - =[M] a [L] b [M] c [T] -c 由 [L] 的 因 次 可 得 :b= 由 [T] 的 因 次 可 得 :c=/ 由 [M] 的 因 次 可 得 :a+c=0 a=-/ 故 v=m -/ dk / =d k/m 物 理 考 科 3
4. 一 列 火 車 自 靜 止 開 始 沿 著 直 線 軌 道 前 進, 其 速 度 v 與 時 間 t 的 關 係 如 右 圖 所 示 若 全 程 耗 時 為 T, 在 列 車 在 全 程 的 平 均 速 度 為 下 列 何 者? T 4 t T 時 段 的 速 度 v=v, 則 (A) V 3 (B) V (C) 5 V 8 (D) 3 V 4 (E) 4 V 5 答 案 (C) 概 念 中 心 v-t 圖 平 均 速 度 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 上 第 一 章 試 題 解 析 全 程 走 過 的 位 移 為 v-t 圖 底 下 面 積 : T 4 +T v= 5 8 vt 故 全 程 的 平 均 速 度 為 位 移 除 以 時 間 = 5 8 V T T = 5 8 v 5. 從 比 水 平 地 面 高 00 m 的 崖 頂 水 平 拋 出 一 顆 質 量 為 600 g 的 籃 球, 籃 球 初 速 率 為 0 m/s 當 籃 球 擊 中 地 面 前 瞬 間, 測 得 速 率 為 40 m/s, 設 重 力 加 速 度 為 0 m/s, 則 墜 落 過 程 中 籃 球 損 耗 的 總 力 學 能 為 多 少? (A) 80 J (B) 50 J (C) 0 J (D) 300 J (E) 680 J 答 案 (B) 概 念 中 心 力 學 能 變 化 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 下 第 八 章 試 題 解 析 令 水 平 面 為 位 能 零 位 面, 則 籃 球 在 最 高 點 的 力 學 能 為 0.6 0 +0.6 0 00=630 J 籃 球 在 落 地 點 的 力 學 能 為 0.6 40 =480 J 所 以 墜 落 過 程 中 籃 球 的 總 力 學 能 變 化 為 480-630=-50J, 即 損 耗 的 總 力 學 能 為 50 J 6. 甲 乙 兩 顆 人 造 衛 星 分 別 以 不 同 半 徑 繞 地 球 作 等 速 圓 周 運 動, 若 甲 為 同 步 衛 星, 且 其 軌 道 半 徑 較 乙 衛 星 的 軌 道 半 徑 大, 則 下 列 有 關 甲 乙 兩 衛 星 的 敘 述 何 者 正 確? (A) 甲 衛 星 繞 地 球 的 速 率 較 大 (B) 甲 衛 星 繞 地 球 的 向 心 加 速 度 量 值 較 大 (C) 甲 衛 星 繞 行 地 球 的 週 期 和 地 球 的 公 轉 週 期 相 同 (D) 甲 衛 星 與 地 心 連 線 在 單 位 時 間 內 掃 過 的 面 積 較 大 (E) 甲 乙 兩 衛 星 分 別 與 地 心 連 線 在 單 位 時 間 內 掃 過 相 同 面 積 答 案 (D) 概 念 中 心 衛 星 運 動 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 下 第 七 章 4 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
試 題 解 析 由 題 意 可 知, 甲 衛 星 的 軌 道 半 徑 較 乙 衛 星 的 軌 道 半 徑 大, 且 衛 星 繞 行 星 作 圓 周 運 動 必 符 合 萬 有 引 力 = 向 心 力 的 概 念 : GMm r (A) 公 轉 速 率 v= GM r = mv r r, 故 甲 衛 星 的 速 率 較 小 (B) 向 心 加 速 度 a= GM r r, 故 甲 衛 星 繞 地 球 的 向 心 加 速 度 量 值 較 小 (C) 由 於 甲 為 同 步 衛 星, 故 其 繞 行 地 球 的 週 期 和 地 球 的 自 轉 週 期 相 同 (D)(E) 由 於 衛 星 與 地 心 連 線 在 單 位 時 間 內 掃 過 的 面 積 = rv=, 故 甲 衛 星 與 地 心 連 線 在 單 位 時 間 內 掃 過 的 面 積 較 大 GMr r 7. 某 生 打 網 球 時, 看 見 一 時 速 為 80 km 的 球 水 平 朝 自 己 飛 來, 立 即 揮 拍 回 擊, 使 得 球 與 原 入 射 方 向 反 向 飛 出, 時 速 為 00 km 已 知 球 質 量 為 50 g, 且 揮 拍 擊 球 時, 球 與 球 拍 接 觸 時 間 為 0.0 s, 在 球 與 球 拍 接 觸 的 這 段 時 間, 球 所 受 的 平 均 作 用 力 之 量 值 約 為 多 少 牛 頓? (A) 50 (B) 40 (C) 35 (D) 30 (E) 5 答 案 (E) 概 念 中 心 牛 頓 第 二 運 動 定 律 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 上 第 四 章 試 題 解 析 由 牛 頓 第 二 運 動 定 律 : 力 = 單 位 時 間 的 動 量 變 化 量 故 F=0.05 00-(-80) 3.6 0.0 =5 N 8. 某 百 貨 公 司 的 電 動 手 扶 梯 以 0.40 m/s 的 固 定 速 度 30 度 的 仰 角 運 送 顧 客 上 樓, 使 用 0 V 的 電 源 驅 動 馬 達 帶 動 手 扶 梯 運 轉 假 設 運 送 此 顧 客 上 樓 所 需 作 的 功, 完 全 來 自 馬 達, 而 顧 客 的 質 量 為 55 kg, 且 取 重 力 加 速 度 為 0 m/s, 則 此 位 顧 客 靜 立 在 手 扶 梯 時, 通 過 馬 達 的 電 流 比 該 顧 客 未 站 上 手 扶 梯 時 至 少 需 增 加 多 少 安 培? (A) 0.0 (B) 0.30 (C) 0.50 (D) 0.70 (E) 0.90 答 案 (C) 概 念 中 心 功 率 電 功 率 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 下 第 八 章 南 一 選 修 物 理 下 第 七 章 試 題 解 析 由 於 手 扶 梯 運 送 此 顧 客 上 樓 所 需 增 加 的 功 率 是 由 增 加 的 電 功 率 提 供 : F. v =Δ IV mgvcos0 =55 0 0.4 =Δ I 0 故 所 需 增 加 的 電 流 Δ I=0.50 A 物 理 考 科 5
9. 有 一 質 點 在 x 與 x 間 受 到 作 用 力 F, 若 此 質 點 的 總 力 學 能 守 恆, 而 其 位 能 U 與 位 置 x 關 係 為 拋 物 線 如 右 圖 所 示, 其 中 x 0 處 為 拋 物 線 最 低 點, 則 下 列 選 項 中, 何 圖 可 代 表 質 點 在 x 與 x 之 間 所 受 作 用 力 F 與 位 置 x 的 關 係 圖? (A) (B) (C) (D) (E) 答 案 (A) 概 念 中 心 保 守 力 與 力 學 能 守 恆 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 下 第 八 章 試 題 解 析 由 於 此 質 點 的 總 力 學 能 守 恆, 故 所 受 的 力 必 為 保 守 力 F. x =-Δ U 再 由 於 此 質 點 的 位 能 U 與 位 置 x 關 係 為 拋 物 線, 為 二 次 曲 線 此 質 點 所 受 作 用 力 F 與 位 置 x 的 關 係 圖 可 由 位 能 U 與 位 置 x 關 係 微 分 而 得 : 必 為 一 次 線 性 關 係 再 由 F 與 位 置 x 的 關 係 圖 的 底 下 面 積 應 為 保 守 力 作 的 功 = 負 的 位 能 變 化 量 可 推 論 由 x 到 x 0 的 過 程 中, 保 守 力 應 該 要 作 正 功, 才 會 造 成 位 能 下 降 ; 而 由 x 0 到 x 的 過 程 中, 保 守 力 應 該 要 作 負 功, 才 會 造 成 位 能 上 升 故 應 選 (A) 才 符 合 保 守 力 作 功 與 位 能 變 化 的 情 況 0. 右 圖 所 示 的 輪 軸 ( 左 邊 為 側 視 圖, 右 邊 為 正 視 圖 ), 外 輪 半 徑 R 為 內 軸 半 徑 r 的 倍 當 施 定 力 F 於 外 輪 上 的 細 繩 時, 可 使 質 量 為 m 的 物 體 以 加 速 度 0. g 向 上 運 動,g 為 重 力 加 速 度 若 空 氣 阻 力 繩 子 的 重 量 與 摩 擦 力 皆 可 忽 略 不 計, 則 懸 掛 物 體 的 繩 子 張 力 對 軸 心 O 點 所 產 生 的 力 矩 之 量 值 為 下 列 何 者? (A) 0 (B) 0.6 mgr (C). mgr (D).6 mgr (E).0 mgr 答 案 (B) 概 念 中 心 牛 頓 第 二 運 動 定 律 力 矩 輪 與 軸 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 上 第 三 章 第 四 章 試 題 解 析 物 體 受 力 如 右 圖 所 示 : T-mg=m 0. g T=. mg 由 於 r=0.5r, 且 繩 子 張 力 對 軸 心 O 點 所 產 生 的 力 矩 =Tr 故 此 力 矩 值 =. mg 0.5 R=0.6 mgr 6 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
. 當 氣 溫 為 0 時, 在 光 滑 水 平 石 板 地 面 上, 一 小 雪 球 以 30 m/s 的 速 度, 水 平 撞 擊 靜 止 的 冰 球, 碰 撞 後 兩 球 黏 在 一 起 碰 撞 前 小 雪 球 質 量 為 00 g, 冰 球 質 量 為 300 g, 碰 撞 前 後 兩 球 的 溫 度 皆 為 0 已 知 冰 和 雪 的 熔 化 熱 皆 為 336 J/g, 若 此 撞 擊 損 失 的 動 能 全 部 轉 變 成 冰 和 雪 熔 化 所 需 的 熱 能, 將 使 約 多 少 公 克 的 冰 和 雪 熔 化 成 0 的 水? (A) 0.04 (B) 0.6 (C).4 (D) 4. (E) 7.6 答 案 (B) 概 念 中 心 一 維 正 面 完 全 非 彈 性 碰 撞 潛 熱 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 下 第 九 章 南 一 選 修 物 理 上 第 一 章 試 題 解 析 冰 與 雪 先 做 一 維 完 全 非 彈 性 碰 撞, 冰 與 雪 系 統 的 質 心 速 度 = 0. 30 = m/s 0.+0.3 冰 與 雪 系 統 碰 撞 前 的 總 動 能 = 0. 30 =90 J 冰 與 雪 系 統 碰 撞 後 的 總 動 能 = 0.5 =36 J 故 此 冰 與 雪 系 統 因 碰 撞 後 損 失 動 能 為 =90-36=54 J 設 冰 和 雪 熔 化 的 質 量 為 m 公 克, 因 損 失 動 能 全 部 轉 變 成 冰 和 雪 熔 化 所 需 的 熱 能 :m 336=54 m 0.6 g. 右 圖 所 示, 以 三 個 相 同 的 電 阻 分 別 組 合 成 甲 乙 丙 丁 四 種 不 同 的 電 阻 器 比 較 此 四 種 電 阻 器 兩 端 點 間 的 總 電 阻, 下 列 的 大 小 關 係, 何 者 正 確? (A) 丙 > 甲 > 乙 > 丁 (B) 丙 > 乙 > 甲 > 丁 (C) 甲 > 丙 > 乙 > 丁 (D) 甲 > 丙 > 丁 > 乙 (E) 丁 > 甲 > 乙 > 丙 答 案 (A) 概 念 中 心 電 阻 的 計 算 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 下 第 七 章 試 題 解 析 設 每 個 電 阻 值 為 r: 甲 的 總 電 阻 值 為 r+ r r r+r = 3r 乙 的 總 電 阻 值 為 r r r+r = r 3 丙 的 總 電 阻 值 為 r+r+r=3 r 丁 的 總 電 阻 值 為 r + r + r = r 3 因 此 這 四 種 電 阻 器 兩 端 點 間 的 總 電 阻 大 小 關 係 : 丙 > 甲 > 乙 > 丁 物 理 考 科 7
3. 兩 根 位 置 固 定 的 絕 緣 長 直 導 線 互 相 垂 直, 導 線 甲 在 上, 導 線 乙 在 下, 兩 者 緊 臨 但 並 不 接 觸 且 均 與 水 平 面 ( 即 紙 面 ) 平 行, 相 對 位 置 如 右 圖 所 示 若 兩 根 導 線 都 帶 有 相 同 的 電 流 I, 方 向 如 箭 頭 所 示, 則 下 列 關 於 導 線 乙 所 受 電 磁 力 的 敘 述, 何 者 正 確? (A) 受 一 向 上 之 淨 力 (B) 受 一 向 下 之 淨 力 (C) 受 一 逆 時 鐘 方 向 之 力 矩 (D) 受 一 順 時 鐘 方 向 之 力 矩 (E) 所 受 之 淨 力 及 力 矩 皆 為 零 答 案 (C) 概 念 中 心 電 流 磁 效 應 磁 力 磁 力 矩 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 下 第 八 章 試 題 解 析 由 於 甲 長 直 載 流 導 線 會 對 乙 導 線 造 成 的 磁 場 如 右 圖 所 示 乙 導 線 右 半 部 分 磁 場 入 紙 面 左 半 部 分 磁 場 為 出 紙 面 再 由 右 手 開 掌 定 則 可 知, 乙 導 線 右 半 部 分 所 受 磁 力 向 上, 而 左 半 部 分 所 受 磁 力 向 下 由 於 兩 半 部 分 所 受 磁 場 對 稱 故 所 受 磁 力 為 大 小 相 等 方 向 相 反, 形 成 力 偶 故 乙 導 線 所 受 淨 力 為 零, 但 乙 導 線 會 受 到 一 個 逆 時 鐘 方 向 之 力 矩 故 應 選 (B) 第 4. 5. 題 為 題 組 右 圖 所 示, 在 水 平 面 ( 即 紙 面 ) 上, 有 兩 條 間 距 為 的 光 滑 平 行 長 直 金 屬 軌 道, 其 電 阻 可 忽 略, 靜 置 於 鉛 直 向 下 ( 即 穿 入 紙 面 ) 量 值 為 B 的 均 勻 磁 場 中 以 兩 根 電 阻 均 為 R 的 導 體 棒 甲 與 乙, 垂 直 跨 接 於 兩 軌 道 上, 形 成 長 方 形 迴 路 甲 棒 在 t 0 時 恆 以 等 速 率 u 沿 著 軌 道 向 左 移 動, 乙 棒 在 t=0 時 為 靜 止, 其 後 可 沿 著 軌 道 自 由 滑 動 假 設 甲 乙 兩 棒 移 動 時 恆 位 於 磁 場 B 中, 且 摩 擦 力 地 磁 及 載 流 平 行 導 線 間 的 作 用 力 均 可 忽 略 4. 假 設 以 P Q 分 別 代 表 乙 棒 與 金 屬 軌 道 的 兩 接 觸 點, 則 下 列 有 關 迴 路 上 電 流 與 電 位 差 的 敘 述, 何 者 正 確? (A) 在 t=0 時, 長 方 形 迴 路 上 的 電 流 為 零 (B) 在 t=0 時, 乙 棒 中 的 電 流 由 Q 流 向 P, 量 值 為 ub 3R (C) 在 t=0 時, 乙 棒 中 的 電 流 由 P 流 向 Q, 量 值 為 ub 3R (D) 當 t>0 時,P Q 間 的 電 位 差 隨 時 間 逐 漸 減 小 至 零, 然 後 又 逐 漸 增 加 (E) 當 t>0 時, 乙 棒 中 的 電 流 由 Q 流 向 P, 並 隨 時 間 逐 漸 減 小, 最 後 趨 近 於 零 8 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
答 案 (E) 概 念 中 心 電 磁 感 應 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 下 第 九 章 試 題 解 析 (A)(B)(C) 在 t=0 時, 因 為 法 拉 第 電 磁 感 應 定 律 的 關 係 : 長 方 形 迴 路 上 甲 棒 的 電 動 勢 為 ub, 而 且 甲 乙 兩 棒 與 兩 軌 道 所 形 成 的 長 方 形 迴 路 會 有 應 電 流 ub R, 方 向 為 逆 時 針 方 向 故 此 時, 乙 棒 中 的 電 流 由 Q 流 向 P (D)(E) 當 t>0 時, 由 於 乙 棒 會 受 磁 力 而 向 左 加 速, 造 成 甲 乙 兩 棒 之 間 的 相 對 速 度 逐 漸 變 小, 最 後 無 相 對 速 度, 乙 棒 作 等 速 運 動 不 受 磁 力 故 P Q 間 的 電 位 差 應 電 流 均 隨 時 間 逐 漸 減 小, 最 後 趨 近 於 零 5. 當 t>0 時, 下 列 有 關 乙 棒 運 動 的 敘 述, 何 者 正 確? (A) 乙 棒 向 右 加 速 移 動, 而 後 持 續 向 右 作 等 加 速 度 移 動 (B) 乙 棒 向 左 加 速 移 動, 而 後 減 速 至 靜 止, 並 維 持 不 動 (C) 乙 棒 向 右 加 速 移 動, 速 率 由 零 持 續 增 加, 最 後 趨 近 於 速 率 u (D) 乙 棒 向 左 加 速 移 動, 速 率 由 零 持 續 增 加, 最 後 趨 近 於 速 率 u (E) 乙 棒 向 左 加 速 移 動, 接 著 減 速 至 靜 止, 再 反 向 以 等 速 度 朝 右 移 動 答 案 (D) 概 念 中 心 電 磁 感 應 磁 力 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 下 第 八 章 第 九 章 試 題 解 析 當 t>0 時, 由 於 乙 棒 會 受 磁 力 而 向 左 加 速, 造 成 甲 乙 兩 棒 之 間 的 相 對 速 度 逐 漸 變 小, 最 後 無 相 對 速 度 故 乙 棒 速 率 由 零 持 續 增 加, 最 後 趨 近 於 速 率 u 6. 單 色 光 從 折 射 率 為 n 的 介 質 進 入 折 射 率 為 n 的 介 質, 若 n >n, 則 下 列 敘 述 何 者 正 確? (A) 光 的 波 長 變 大 (C) 光 的 速 率 變 大 (E) 光 的 速 率 及 波 長 均 變 小 (B) 光 的 頻 率 變 大 (D) 光 的 頻 率 及 波 長 均 變 小 答 案 (E) 概 念 中 心 光 的 折 射 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 上 第 四 章 試 題 解 析 由 於 n >n, 故 光 在 折 射 率 為 n 的 介 質 與 折 射 率 為 n 的 介 質 相 比, 光 的 速 率 較 大 波 長 較 長 頻 率 相 同 故 單 色 光 從 折 射 率 為 n 的 介 質 進 入 折 射 率 為 n 的 介 質 時, 光 的 速 率 及 波 長 均 變 小, 但 頻 率 不 變 7. 如 右 圖 所 示, 一 個 橫 截 面 為 半 圓 形 的 薄 透 明 容 器 裝 滿 水 ( 半 圓 形 的 灰 色 區 域 為 水, 其 餘 區 域 均 為 空 氣 ), 一 道 入 射 光 線 由 P 點 從 空 氣 中 經 圓 心 O 點 入 射 水 中 後 再 射 入 空 氣 中 甲 乙 丙 丁 戊 五 條 路 徑 與 入 射 光 線 皆 在 同 一 平 面 上, 其 中 乙 的 路 徑 為 光 線 PO 的 延 長 線, 而 甲 乙 丁 三 路 徑 經 水 中 射 入 空 氣 在 界 面 處 的 方 向 並 未 改 變, 則 何 者 為 入 射 後 唯 一 可 能 的 路 徑? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊 物 理 考 科 9
答 案 (D) 概 念 中 心 光 的 折 射 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 上 第 四 章 試 題 解 析 由 於 光 是 由 空 氣 進 入 水 面 下, 故 會 先 偏 離 法 線, 而 後 由 水 射 出 空 氣 時, 因 為 是 沿 半 圓 形 的 薄 透 明 容 器 的 半 徑 方 向, 因 此 是 沿 法 線 折 射, 不 會 偏 折 因 此 應 選 丁 為 入 射 後 唯 一 可 能 的 路 徑, 答 案 為 (D) 選 項 8. 在 狹 縫 干 涉 和 繞 射 的 實 驗 中, 先 利 用 雙 狹 縫 之 干 涉 現 象, 測 量 單 色 雷 射 光 的 波 長, 接 著 利 用 單 狹 縫 的 繞 射 現 象 以 測 量 單 狹 縫 的 寬 度 時, 若 僅 將 雙 狹 縫 片 改 為 單 狹 縫 片 而 其 餘 實 驗 參 數 不 變, 測 得 單 狹 縫 繞 射 圖 形 中 央 亮 帶 的 寬 度 為 雙 狹 縫 亮 帶 寬 度 的 8 倍, 則 單 狹 縫 片 縫 寬 為 雙 狹 縫 片 相 鄰 縫 距 的 多 少 倍? (A) 8 (B) 4 (C) (D) 答 案 (E) 概 念 中 心 光 的 雙 狹 縫 干 涉 光 的 單 狹 縫 繞 射 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 上 第 五 章 r λ 試 題 解 析 由 雙 狹 縫 干 涉 亮 帶 寬 度 為 d (d 為 雙 狹 縫 間 距 ) (E) r λ 單 狹 縫 繞 射 圖 形 中 央 亮 帶 為 a (a 為 單 狹 縫 寬 ) 由 題 意 : r λ a :r λ d =8: a:d=:4 a= d 4 故 應 選 (E) 4 第 9. 0. 題 為 題 組 在 實 驗 室 中 有 一 台 可 發 出 波 長 為 00 nm 的 雷 射 光 源, 功 率 為 3.0 W 已 知 光 速 為 3.0 0 8 m/s, 普 朗 克 常 數 為 6.6 0-34 J.s 9. 此 光 源 發 出 的 每 個 光 子 之 能 量 約 為 下 列 何 者? (A).0 0-4 J (B).0 0-6 J (C).0 0-8 J (D).0 0-0 J (E).0 0 - J 答 案 (C) 概 念 中 心 光 子 論 光 子 能 量 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 下 第 十 章 第 十 一 章 試 題 解 析 E= hc λ =6.6 0-34 3 0 8 00 0-9.0 0-8 J 應 選 (C) 0. 當 此 光 源 發 出 的 雷 射 光 入 射 至 一 物 體 而 被 完 全 吸 收 時, 該 物 體 所 受 雷 射 光 的 平 均 作 用 力 之 量 值 約 為 多 少 牛 頓?( 光 子 動 量 P 能 量 E 與 光 速 c 的 關 係 為 E=Pc ) (A).0 0-8 (B).0 0-6 (C).0 0-4 (D).0 0 - (E).0 答 案 (A) 概 念 中 心 牛 頓 第 二 運 動 定 律 光 子 論 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 上 第 四 章 南 一 選 修 物 理 下 第 十 一 章 0 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
試 題 解 析 當 光 入 射 至 一 物 體 而 被 完 全 吸 收, 光 子 的 動 量 變 化 量 值 即 為 原 光 子 的 動 量 量 值 再 由 牛 頓 第 二 運 動 定 律 可 知 : 該 物 體 所 受 雷 射 光 的 平 均 作 用 力 量 值 F= Δ P Δ t = P Δ t, 再 由 E=Pc 的 關 係 :F= P Δ t = E cδ t = 功 率 = 3.0 光 速 3.0 0 8 =.0 0-8 N 二 多 選 題 ( 占 0 分 ) 說 明.. 第 題 至 第 4 題, 每 題 有 5 個 選 項, 其 中 至 少 有 個 是 正 確 的 選 項, 請 將 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, 答 錯 多 於 個 選 項 者 或 所 有 選 項 均 未 作 答, 該 題 以 零 分 計 算. 一 個 電 中 性 的 鋰 原 子 在 有 兩 個 電 子 被 游 離 後, 成 為 只 剩 一 個 電 子 的 鋰 離 子, 右 圖 為 其 能 階 示 意 圖, 圖 中 n 為 主 量 子 數 令 E nn' 為 能 階 n 與 能 階 n' 的 能 階 差, 即 E nn' =E n -E n', 當 電 子 從 能 階 n 躍 遷 到 能 階 n' 時, 若 n>n', 會 輻 射 出 波 長 為 λ nn' 的 光 子 ; 若 n <n', 則 需 吸 收 波 長 為 λ nn' 的 光 子 已 知 普 朗 克 常 數 h=6.63 0-34 J.s, ev=.6 0-9 J, 光 速 c=3.0 0 8 m/s, 下 列 關 於 此 鋰 離 子 的 敘 述 哪 些 正 確? (A) λ +λ 3 =λ 3 (B) E 3 =E +E 3 (C) 在 能 階 n=3 的 電 子 無 法 直 接 躍 遷 到 能 階 n= (D) 在 能 階 n= 的 電 子 可 吸 收 λ 3 的 光 子 躍 遷 到 能 階 n=3 (E) 當 電 子 在 能 階 n= 時, 以 波 長 9 nm 的 光 子 可 將 其 游 離 答 案 (B)(D)(E) 概 念 中 心 波 耳 氫 原 子 模 型 能 階 差 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 下 第 十 一 章 試 題 解 析 (A)(B) 由 於 能 階 差 的 關 係 :E 3 =E +E 3 hc λ 3 = hc λ + hc λ 3 λ 3 = λ + λ 3 (C) 在 能 階 n=3 的 電 子 可 以 在 放 出 E 3 能 量 後, 直 接 躍 遷 到 能 階 n= (D) 在 能 階 n= 的 電 子 可 吸 收 E 3 能 量, 即 λ 3 的 光 子, 就 可 以 躍 遷 到 能 階 n=3 (E) 由 類 氫 原 子 模 型 : 此 為 原 子 序 為 3 的 鋰 離 子 游 離 時 所 需 的 最 小 能 量 為 3.6 3 ev=.4 ev 400 當 電 子 在 能 階 n= 時, 設 可 將 其 游 離 的 光 子 波 長 為 λ, 則.4 ev λ 故 λ 0.3 Å =0.3 nm, 故 以 波 長 9 nm 的 光 子 可 將 其 游 離 應 選 (B)(D)(E) 物 理 考 科
. 在 光 滑 水 平 地 面 上, 質 量 為 3 m 速 度 為 v 的 甲 木 塊, 與 質 量 為 m 的 靜 止 乙 木 塊, 發 生 一 維 的 正 面 碰 撞 若 碰 撞 後 乙 木 塊 相 對 於 甲 木 塊 的 速 度 為 0.6 v, 則 下 列 敘 述 哪 些 正 確? (A) 此 碰 撞 為 彈 性 碰 撞 (B) 在 碰 撞 過 程 中, 甲 乙 兩 木 塊 的 總 動 量 守 恆 (C) 碰 撞 後 甲 木 塊 的 速 率 為 0.6 v (D) 碰 撞 後 乙 木 塊 的 速 率 為.0 v (E) 碰 撞 後 甲 乙 兩 木 塊 的 總 動 能 較 碰 撞 前 減 少 了 0.4 mv 答 案 (B)(C)(E) 概 念 中 心 動 量 守 恆 一 維 碰 撞 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 下 第 六 章 物 理 二 B 下 第 九 章 試 題 解 析 (A) 由 於 兩 木 塊 碰 撞 前 後 相 對 速 度 不 同, 故 應 為 非 彈 性 碰 撞 (B) 只 要 是 碰 撞, 在 碰 撞 過 程 中, 甲 乙 兩 木 塊 的 總 動 量 守 恆 (C) (D) 設 碰 後 甲 的 速 度 為 v', 乙 的 碰 後 速 度 為 0.6 v+v', 由 系 統 總 動 量 守 恆 : 3 mv=3mv'+m (0.6 v+v') v'=0.6 v 故 乙 的 碰 後 速 度 為 0.6 v+ 0.6 v=.v (E) 碰 前 系 統 總 動 能 : 3 mv =.5 mv 碰 後 系 統 總 動 能 : 3 m (0.6v) + m (. v) =.6 mv 甲 乙 兩 木 塊 的 總 動 能 變 化 =.6 mv -.5 mv =-0.4 mv 故 碰 撞 後 甲 乙 兩 木 塊 的 總 動 能 較 碰 撞 前 減 少 了 0.4 mv 3. 當 以 壓 力 P 為 縱 軸 體 積 V 為 橫 軸 時, 在 一 裝 設 有 活 塞 的 密 閉 容 器 內 莫 耳 的 理 想 氣 體 在 300 K 時 的 PV 曲 線 如 右 圖 中 的 曲 線 乙 假 設 X 為 容 器 內 充 填 該 理 想 氣 體 莫 耳, 溫 度 升 高 為 600 K 時 的 曲 線, 而 Y 為 容 器 內 改 充 填 該 理 想 氣 體 莫 耳 溫 度 為 300 K 時 的 曲 線, 則 下 列 敘 述 哪 些 正 確? (A) X Y 均 為 曲 線 丙 (B) X 為 曲 線 甲,Y 為 曲 線 丁 (C) X 為 曲 線 丁,Y 為 曲 線 丙 (D) 曲 線 X 與 曲 線 Y 的 氣 體 分 子 方 均 根 速 率 比 為 : (E) 曲 線 X 與 曲 線 Y 的 氣 體 分 子 方 均 根 速 率 比 為 : 答 案 (A)(D) 概 念 中 心 理 想 氣 體 方 程 式 方 均 根 速 度 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 上 第 一 章 試 題 解 析 (A)(B)(C) 由 理 想 氣 體 方 程 式 : PV=nRT V= nrt P nt 因 此, 在 固 定 相 同 的 氣 體 氣 壓 條 件 下, 可 由 體 積 的 關 係 求 出 X Y 所 代 表 的 曲 線 : 如 右 圖 所 示, 當 乙 氣 體 氣 壓 為 P 0 時, 乙 的 體 積 為 V 0, 設 此 氣 壓 時,X 的 體 積 為 V X, 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
Y 的 體 積 為 V Y, 則 : V X :V 0 = 600: 300 V X =V 0 V Y :V 0 = 300: 300 V Y =V 0 由 圖 可 知 :X Y 均 為 曲 線 丙 (D)(E) 由 於 理 想 氣 體 的 方 均 根 速 率 v= 3RT M T, 故 曲 線 X 與 曲 線 Y 的 氣 體 分 子 方 均 根 速 率 比 為 : 600 : 300 = : 4. 如 右 圖 所 示, 真 空 中 有 一 組 平 行 金 屬 板, 長 度 為 L, 板 距 為 d, 開 始 時 開 關 S 是 接 通 的, 兩 板 之 間 為 均 勻 電 場 ( 電 場 量 值 為 E ), 且 平 行 金 屬 板 右 端 與 螢 幕 的 距 離 為 D 今 將 電 子 以 初 速 度 v 自 平 行 板 左 端 水 平 射 入, 電 子 在 螢 幕 上 所 產 生 光 點 的 垂 直 偏 移 量 為 y, 忽 略 重 力 的 影 響 假 設 在 下 列 選 項 所 述 過 程 中, 電 子 一 定 可 以 抵 達 螢 幕, 則 下 列 敘 述 哪 些 是 正 確 的? (A) 若 僅 將 初 速 度 v 減 為 原 來 的 一 半, 則 y 變 為 原 來 的 4 倍 (B) 若 僅 將 板 距 d 增 為 原 來 的 倍, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 E 變 為 原 來 的 倍 (C) 若 僅 將 板 距 d 減 為 原 來 的 一 半, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 E 變 為 原 來 的 倍 (D) 若 僅 將 板 距 d 增 為 原 來 的 倍, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 y 變 為 原 來 的 倍 (E) 若 僅 將 板 距 d 減 為 原 來 的 一 半, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 y 變 為 原 來 的 倍 答 案 (A)(C)(E) 概 念 中 心 平 行 板 電 場 電 壓 與 橫 向 位 移 命 題 出 處 南 一 選 修 物 理 上 第 六 章 試 題 解 析 (A) 由 靜 電 力, 可 推 得 y= eel mv (D+ L ) v 故 僅 將 初 速 度 v 減 為 原 來 的 一 半, 則 y 變 為 原 來 的 4 倍 (B)(C) 由 於 平 行 板 電 場 E= V d d, 僅 將 板 距 d 增 為 原 來 的 倍, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 E 變 為 原 來 的 倍 反 之, 僅 將 板 距 d 減 為 原 來 的 一 半, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 E 變 為 原 來 的 倍 (D)(E) 由 (A)(B)(C) 推 得 的 關 係 :y= eel mv (D+ L evl )= dmv D+ L d : 僅 將 板 距 d 增 為 原 來 的 倍, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 y 變 為 原 來 的 僅 將 板 距 d 減 為 原 來 的 一 半, 但 電 池 的 電 壓 不 變, 則 y 變 為 原 來 的 倍 應 選 (A)(C)(E) 倍 反 之, 物 理 考 科 3
第 貳 部 分 : 非 選 擇 題 ( 占 0 分 ) 說 明.. 本 部 分 共 有 二 大 題, 答 案 必 須 寫 在 答 案 卷 上, 並 於 題 號 欄 標 明 大 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 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 每 一 子 題 配 分 標 於 題 末 一 要 驗 證 牛 頓 第 二 運 動 定 律, 可 利 用 如 右 圖 所 示 之 水 平 桌 面 上 的 滑 車 裝 置 設 滑 車 本 身 的 質 量 為 M, 每 一 帶 有 掛 勾 的 槽 碼 ( 砝 碼 ) 質 量 均 為 m, 重 力 加 速 度 為 g, 而 細 繩 質 量 可 以 忽 略 不 計, 細 繩 與 定 滑 輪 間 滑 車 與 桌 面 間 的 摩 擦 力 經 特 別 處 理 而 均 可 忽 略 滑 車 移 動 過 程 中, 滑 車 與 滑 車 上 的 槽 碼 之 間 無 相 對 運 動 實 驗 時 滑 車 的 加 速 度 可 利 用 打 點 計 時 器 來 測 量 依 據 上 文 內 容 和 習 得 的 知 識, 回 答 下 列 問 題 :. 當 滑 車 上 靜 置 5 個 槽 碼 而 細 繩 下 端 懸 掛 個 槽 碼 時 ( 如 右 圖 ), 求 滑 車 的 加 速 度 (3 分 ). 某 生 欲 驗 證 受 力 不 變 下, 物 體 的 加 速 度 與 其 質 量 成 反 比 在 實 驗 過 程 中 該 生 讓 繩 下 端 只 懸 掛 個 槽 碼 不 變, 而 僅 變 動 滑 車 上 槽 碼 的 個 數, 每 次 從 滑 車 上 移 開 個 槽 碼, 使 系 統 總 質 量 分 別 為 M t =M+6m M+5m M+4m M+3m M+m M+m, 測 得 對 應 的 加 速 度 a 其 數 據 如 下 表 所 示 :(M=0.50 kg,m=0.0 kg) M M+6m M+5m M+4m M+3m M+m M+m (kg).0.00 0.90 0.80 0.70 0.60 a(m/s ) 0.89 0.98.09..40.63 請 利 用 上 表 中 的 數 據 在 答 案 卷 作 圖 區 畫 出 適 當 的 圖 線, 並 簡 要 說 明 所 作 之 圖 線 可 以 明 確 驗 證 物 體 的 加 速 度 a 與 質 量 M t 成 反 比 (5 分 ) 3. 利 用 右 圖 的 裝 置 欲 進 行 實 驗 以 驗 證 在 質 量 不 變 下, 物 體 所 受 的 作 用 力 F 與 其 加 速 度 a 成 正 比, 其 主 要 步 驟 如 下, 試 完 成 空 格 內 的 內 容 ( 分 ) (A) 測 量 不 同 作 用 力 F 與 其 對 應 的 加 速 度 a (B) 作 F 對 a 的 數 據 圖 線, 圖 線 應 為 通 過 原 點 的 直 線 答 案. mg M+6m ;. 請 見 解 析 ;3. 請 見 解 析 概 念 中 心 牛 頓 第 二 運 動 定 律 實 驗 命 題 出 處 基 礎 物 理 B 上 第 四 章 4 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
試 題 解 析. 如 右 圖 所 示 分 別 為 滑 車 與 槽 碼 受 力 圖 : mg-t=ma T=(M+5m)a a= mg M+6m. 將 原 本 M t 與 a 的 關 係 改 成 以 下 的 表 再 以 M t 對 /a 作 圖 如 下 : M t (kg) M+6m.0 M+5m.00 M+4m 0.90 M+3m 0.80 M+m 0.70 M+m 0.60 /a(s /m)..0 0.9 0.8 0.7 0.6 由 M t 對 /a 作 圖 可 以 明 確 地 看 出 M t 與 /a 成 正 比, 即 a 與 M t 成 反 比, 且 斜 率 約 為 即 為 m 的 重 量 N 3. 在 實 驗 過 程 中 該 生 讓 繩 下 端 懸 掛 槽 碼 數 與 滑 車 上 槽 碼 的 個 數 總 和 不 變, 每 次 從 滑 車 上 移 個 槽 碼 至 繩 下 端 懸 掛 之, 使 繩 下 端 懸 掛 的 槽 碼 質 量 分 別 為 m m 3 m 4 m 5 m 6 m, 測 得 對 應 的 加 速 度 a 物 理 考 科 5
二 如 右 圖 所 示, 一 垂 直 架 設 且 固 定 於 地 面 的 圓 環, 內 側 有 一 用 絕 緣 材 料 製 成 的 光 滑 軌 道, 軌 道 半 徑 為 R, 圓 心 為 O 設 重 力 加 速 度 為 g, 若 將 質 量 為 M 及 帶 正 電 荷 電 量 為 Q 的 小 球 ( 視 為 質 點 ), 從 P 點 ( 高 度 為 R) 以 初 速 度 V 沿 軌 道 向 下 射 出, 請 回 答 下 列 問 題 :. 小 球 之 初 速 度 V 至 少 需 為 多 少, 方 能 作 完 整 的 圓 周 運 動?(3 分 ). 若 於 此 圓 形 軌 道 區 域 內 施 加 與 地 面 垂 直 向 下 之 均 勻 電 場 E, 則 小 球 之 初 速 度 V 至 少 需 為 多 少, 方 能 作 完 整 的 圓 周 運 動?(4 分 ) 3. 將 第 小 題 的 電 場 改 為 垂 直 射 出 紙 面 之 均 勻 磁 場 B, 並 於 P 點 以 初 速 V 0 射 出 小 球, 則 小 球 到 達 圓 環 底 部 的 過 程 中, 磁 場 對 小 球 所 作 的 功 為 若 干? 為 什 麽?(3 分 ) 答 案. 3gR ;. 3MgR+3QER M ;3. 不 作 功, 詳 見 解 析 概 念 中 心 圓 周 運 動 力 圖 分 析 功 能 定 理 力 學 能 守 恆 電 力 作 功 磁 力 命 題 出 處 南 一 基 礎 物 理 二 B 上 第 五 章 基 礎 物 理 二 B 下 第 八 章 選 修 物 理 上 第 六 章 選 修 物 理 下 第 八 章 試 題 解 析. 令 可 完 成 完 整 的 圓 周 運 動 時, 最 高 點 的 速 度 為 v' 則 由 力 圖 分 析 ( 如 右 圖 ) 可 看 出 重 力 與 正 向 力 的 合 力 為 向 心 力 :Mg+N=M v' R, 當 N=0 時,v' 為 恰 可 完 成 完 整 的 圓 周 運 動 時, 最 高 點 的 速 度 v'= gr 再 由 力 學 能 守 恆 : Mv = Mv +MgR, 將 v'= gr 代 入, 可 推 出 P 點 的 速 度 v 至 少 需 為 3gR, 才 能 作 完 整 的 圓 周 運 動. 同 第 小 題 之 理, 令 最 高 點 的 速 度 為 u 則 由 力 圖 分 析 ( 如 右 圖 ) 可 看 出 重 力 電 力 與 正 向 力 的 合 力 為 向 心 力 :mg+qe+n=m u R, 當 N=0 時, v' 為 恰 可 完 成 完 整 的 圓 周 運 動 時, 最 高 點 的 速 度 u= MgR+QER M 再 由 功 能 定 理 : 可 推 出 P 點 的 速 度 v 至 少 需 為 Mv - Mu =MgR+QER, 將 u= MgR+QER M 代 入, 3MgR+3QER M 3. 由 於 磁 力 必 垂 直 於 小 球 的 速 度 方 向, 故 磁 力 不 會 作 功, 才 能 作 完 整 的 圓 周 運 動 6 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
結 論 今 年 考 題 在 單 選 部 分 比 去 年 較 多 計 算, 且 多 選 與 非 選 較 去 年 不 容 易 作 答, 故 整 體 的 難 易 度 應 該 較 去 年 難 一 點 今 年 難 得 將 高 二 的 比 例 提 高, 這 是 99 課 綱 後 少 見 的, 而 實 驗 題 延 續 去 年 的 考 法, 對 沒 有 真 正 實 際 操 作 過 實 驗 的 考 生 是 很 大 的 考 驗, 反 之 教 學 正 常 化, 且 有 用 心 於 實 驗 上 的 考 生 們, 是 較 容 易 回 答 的 若 以 這 兩 年 考 題 分 布 的 趨 勢 看 來, 今 年 高 二 物 理 的 比 重 提 升 至 近 四 成, 故 傳 統 力 學 方 面 的 觀 念 整 合, 需 多 加 留 意 且 這 幾 年 的 實 驗 題 考 法, 想 要 拿 分, 考 生 對 於 實 驗 的 目 的 步 驟 分 析 了 解 程 度, 均 需 較 以 往 來 得 更 深 入 才 行 所 以 同 學 們 需 多 花 心 思 學 習, 不 要 只 是 沉 溺 在 理 論 性 的 推 導 解 題 上, 才 有 機 會 脫 引 而 出 在 明 年 物 理 科 指 考 的 準 備 方 向 上, 往 年 重 要 單 元 : 力 波 動 與 電 磁 學 應 該 就 占 六 成 以 上 的 配 分 值 得 注 意 的 是, 近 代 物 理 部 分, 只 要 學 測 有 考 的, 指 考 就 不 考, 故 學 測 未 出 題 的 部 分, 需 多 加 注 意 準 備 才 是 更 重 要 的 是, 以 今 年 單 選 的 出 題 方 式, 多 是 兩 個 以 上 觀 念 的 整 合 性 考 題, 或 是 題 組 題 的 考 法, 這 可 能 是 未 來 出 題 的 趨 勢, 單 一 單 元 的 概 念 出 題 方 式 恐 會 愈 來 愈 少, 更 考 驗 同 學 們 學 習 物 理 是 否 有 確 實 地 統 合 觀 念 實 驗 題 部 分, 需 實 際 操 作, 了 解 實 驗 基 本 的 正 反 比 作 圖 關 係, 並 加 強 說 明 的 能 力, 才 有 機 會 再 未 來 的 指 考 中 大 放 異 彩 物 理 考 科 7
8 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析
物 理 考 科 9
0 05 指 考 試 題 關 鍵 解 析