96学年度大学指定科目考试物理科试题.DOC

96學年度大學指定科目考試物理科試題 物理常數 計算時如需要可利用下列數值：重力加速度量值g＝9.8 m/s2 第壹部分：選擇題（佔80分） 一、單選題（40分） 說明：第1題至第10題，每題選出最適當的一個選項，標示在答案卡之『選擇題答案區』。每題答對得4分，答錯或劃記多於一個選項者倒扣1分。倒扣至本大題之實得分數為零為止，未作答者，不給分亦不扣分。 1. 一質量為m的小球，在一光滑水平面上，以速度作直線運動。在時間t＝0時，小球開始一定力的作用，如圖1所示，與的夾角為，其量值分別為F及V0。設的方向為正 x- 軸方向，y-軸與之垂直，則在之後的時間t＝t時，下列何者正確？ (A)小球動量在x方向的量值為 mV0 (B)小球動量在y方向的量值為（）mV0＋Ft (C)小球動量的方向與x-軸的夾角仍為 (D)小球動量的量值為mV0＋Ft (E)小球的動量在x方向的量值與在y方向的量值的比值為1＋() 【標準答案】(E) 【概念中心】衝量（）與動量（）間的關係： (1)衝量=外力．作用時間＝．△t（單位：N．s） (2)衝量等於動量的變化量 ＝△＝m．（－） 【命題出處】南一版物質科學物理篇（下）第八章 － 碰撞和動量守恆定律 【試題解析】以向量表示各物理量： 依 ＝．△t ＝△ F．t’＝ －m（V0＋ V0） ∴＝（Pt’）x＋（Pt’）x＝（Ft’＋ mV0）＋（ mV0）………(a) (A)×　　由(a)式得知，（Pt’）x＝Ft’＋ mV0 (B)×　　由(a)式得知，（Pt’）y＝ mV0 (C)×　　由(a)式得知，（Pt’）y≠（Pt’）x tanθ＝≠tan (D)×　　由(a)式得知， Pt’ ≠mV0＋Ft’ (E)○　　由(a)式得知，＝＝1＋ 2. 一質量為m之物體固定在一理想彈簧的右端，靜置在水平面上，彈簧的左端固定。設向右拉動物體一小距離，使彈簧較原長伸長2x時，彈簧的位能為 U。放手後物體由靜止往左運動通過平衡點後，當彈簧較原長減縮 x 時，彈簧的位能為若干？ (A)　　(B)－　　(C)－U　　(D)　　(E)－ 【標準答案】(A) 【概念中心】依彈簧的形變量大小，計算彈力位能：U＝k△x2 【命題出處】南一版物質科學物理篇（下）第七章 － 位能和能量守恆定律 【試題解析】U＝k△x2 U △x2 ∴＝＝，U’＝ ………..選項(A) 3. 質量為m的甲球與質量為5m的乙球分別固定在一長為L的細桿兩端，並繞其質心以角頻率ω旋轉，轉軸與細桿垂直，旋轉時細桿長度不變；設細桿極輕，其質量可以忽略不計，且兩球的直徑與桿長相比極小，也可以忽略不計。則相對於質心，此轉動系統的角動量的量值為下列何者？ (A)mL2ω　　(B)mL2ω　　(C)mL2ω　　(D)mL2ω　　(E)6mL2ω 【標準答案】(C) 【概念中心】依角動量的定義，計算系統的總角動量： 【命題出處】南一版物質科學物理篇（下）第九章 － 轉 動 【試題解析】(1)依質心定理：＝ (2)依角動量的定義：＝mVrsinθ 1＝mr2ω ＝＋＝[m．（L）2．ω，⊙] ＋[5m．（L）2．ω，⊙] ＝mL2ω，⊙……選項(C) 4. 有一均勻木棒，一端置於水平地面上，另一端以水平細繩繫至一鉛直牆壁，使木棒與地面夾θ角，如圖2所示。若巳知tanθ＝，則木棒與地面之間的靜摩擦係數至少應為多少，木棒才不會滑動 (A)　　(B)　　(C)　　(D)　　(E) 【標準答案】(B) 【概念中心】分析靜力平衡問題： 【命題出處】南一版物質科學物理篇（上）－第三章－靜力平衡 【試題解析】取木棒之隔離體圖，如右圖所示： (1)ΣF＝0 聯立，得T＝μs?W (2)Στ＝0 W?cosθ＝T?sinθ ∴T＝?cotθμs?W＝?cotθ， μs＝……選項(B) 5. 如圖3所示，在截面積為0.01 m2的U形管中，注入密度為500 kg/m3的油及密度為1000 kg/m3的水，左端開口有一活塞使之形成閉口端，活塞的質量及與器壁的摩擦力均可不計，活塞下方油深0.1m。試問需從活塞上方向下施以多大的力，才可維持左側閉口端的油面與右側開口端的水面等高？ (A)0.98N　　(B)2.5N　　(C)4.9N　　(D)9.8N　　(E)490N 【標準答案】(C) 【概念中心】帕司卡原理的應用 【命題出處】南一版物質科學物理篇（下）第十章－流體的性質 【試題解析】如右圖所示之平衡系統：Pa＝Pb ＋0.1?500＝0.1?1000，F＝0.5 kgw＝0.5×9.8＝4.9 N 6. 如圖4所示，在平行於＋y方向上施加一強度為E的均勻電場，另在垂直射出紙面的方向上施加一強度為B的均勻磁場。起始時，有一質量為m、帶有正電荷q的質點，靜止放置在原點處