<答案填寫在答案卷指定位置,每格 5 分>
1. 有一人騎著重機車由靜止向右以 4.0 m/s2之等加速度加速前進至時速 108 公里時總共行駛 了 (1) 公尺。
2. 將一高爾夫球從離地面 5 m 之高度以 30 m/s,與地面之夾角為 30 度之初速擊出,若該球 最後掉到地面,則該球在空中之飛行時間為 (2) 秒;該球在落在地面時之瞬間速率為 (3) m/s。(不考慮空氣之阻力;cos 30° = 0.866;g = 9.8 m/s2)。
3. 一雪橇以 4.00 公尺/秒之初速在一水平之雪地上滑行,若雪橇與斜坡之動磨擦係數
= 0.050,則雪橇在滑行 (4) 公尺後會停下來。4. 一質量為 2.0 公斤之物體與另一靜止之物體做完全彈性碰撞後,速率變為原來速率之 3 分 之 1,繼續向原來的方向前進。請問該靜止之物體的質量為 (5) 公斤。碰撞後該原先靜 止之物體的動能變為 (6) 焦耳。
5. 物體在運動時所受到空氣的阻力的大小可表示為 FD = Dv2,其中 D 為一常數(和物體的截 面積以及空氣的密度有關)。今有甲乙兩顆雨滴從高空落下,雨滴甲的質量是雨滴乙的質 量之 4 倍,在著地之瞬間,雨滴甲之速率為雨滴乙速率之 (7) 倍。 (兩雨滴的形狀均為 圓球形)。
6. 如果地球的質量和半徑都變成現在質量和半徑的 2 倍,則在地球表面的重力加速度 g 之值 為 (8) m/s2。
7. 下列敘述是否正確:A. 同質量的兩物體,溫度高的物體比溫度低的物體含有較多熱量。
(9) (是/否;原因:___) 。B.被同質量 100 C 的水蒸汽與 100 C 的水所燙傷,何者 較為嚴重? (10) (水蒸汽/水;原因:___) 。
8. 一支長直玻璃管,其頂端封閉及底端開口,竪直插入水盆中.玻璃管內含有水及氣體,玻 璃管內水柱高出盆水平面的長度為 h,玻璃管內氣體柱長為 l。若溫度保守不變,將玻璃 管緩慢向上提起一段高度,則 (11) (請填寫 h :變大/變小又 l :變大/變小)。大氣壓力 與玻璃管內氣體壓力的差和玻璃管內水柱長的關係為 (12) (提示:成正比或反比等關 係)。
9. 有 A 和 B 兩只電阻,A 電阻標示(10,1A),B 電阻標示(15,0.6A),若將兩電阻串聯在電 路上,小明計算電路中可允許的最大電壓 Vmax
= 101A + 150.6A,得 V
max=19V。是否 正確? (13) (是/否;原因:___)。家用供電有 110V 及 220V 兩類,高耗電量電器(如 冷氣機),使用何類電壓供電其效率較高? (14) (110V 或 220V;原因:___) 。 10. 市售電動牙刷及手持式通訊產品,可以不用插座接觸而進行充電,由於沒有使用密封結構和沒有外露式插座,可在潮濕環境中用電安全。試述該無線充電可能憑以應用的物理原理 (15) 。太陽能發電是將太陽光轉換成電能,可以使用聚光太陽熱能發電,或使用半導體 太陽能電池發電,試述太陽能電池使用的物理原理 (16) 。
第二部分(問答題與實驗題,答題需詳述相關物理原理與過程)
1. 請問克普勒(Kepler)三大行星定律是什麼?請推導一下第二(或第三,任選一)行星定律。
2. 在金屬片上有兩狹縫,狹縫為數十奈米寬,狹縫間距遠大於狹縫寬。 (A)描述照射面積可 涵蓋兩狹縫的雷射光,通過金屬片雙狹縫後,照射到牆面形成的圖案及物理原因。(B)設 計實驗探討金屬片受熱後的狹縫間隙與縫間距變化。敘述實驗器材及控制變因與實驗步驟 等。