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 39 8 7 4 99 年 40 8 9 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 96 99 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
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
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
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
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
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
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
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
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+ 95 36 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 35 7 8 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.0 0 3 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).0 0 3 (D).0 0 4 (E).0 0 5 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= 0-7 9 =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? 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
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
(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 3 0 4 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 5 0 4 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
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 =3.5 0 4 Hz, 要產生光電效應必須 : 入射光頻率 > 低限頻率 3 0 4 Hz<3.5 0 4 Hz 照射再久都不會有光電子產生 ; (D) 5 0 4 Hz z<3.5 0 4 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 3.0 4.0 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 ;. 347. 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=60 0.56=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. 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
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
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