普通物理學概要 申論題歷屆試題與參考架構

普通考試,民國 103~113 年共 8 份試卷、38 題,其中 28 題附參考答題架構。考這一科的類科:天文。本頁列出歷年全部題目,參考架構只列開頭的「破題」,完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。

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113 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    有一吊車用質量可忽略之纜線,將一質量為 m 的重物自地平面鉛直拉起,上升過程保持等速率 v,經過時間 t 後,在速率仍為 v 時纜線突然斷開,致使重物隨後以自由落體方式回到地平面的起始位置。重力加速度為 g。(每小題 10 分,共 40 分)

    (一)求該物體到達最高點時的離地高度。

    (二)從地平面出發至最高點的整個過程,重力對該物體作功為何?

    (三)物體從最高點落至地平面起始位置的時間為何?

    (四)物體落至地平面起始位置前之瞬間的動量量值為何?

    (40 分)

    參考架構・破題

    本題是等速上升加上鉛直拋體的組合:纜線斷開前為等速運動,斷開瞬間速度仍為 v 向上,其後只受重力,加速度為 -g(向下)。先分成兩段再相加,並善用力學能守恆與功能定理檢查答案。

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  2. 2

    在太空中,有兩顆質量皆為 m 的人造衛星,由一長度為 L 的鋼線所連接,彼此相互繞行作等速率圓周運動,週期為T。鋼線的質量可忽略、無法伸縮、所能承受的最大張力為F。(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)若以質心為參考點,該系統的轉動慣量和角動量分別為何?

    (二)當週期T小於多少時,鋼線將斷開?

    (20 分)

    參考架構・破題

    兩顆等質量衛星以鋼線相連,繞質心作等速圓周運動,向心力完全由鋼線張力提供(題目忽略兩者之間的萬有引力)。先確定圓周半徑為 L/2,再求轉動慣量、角動量與臨界週期。

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  3. 3

    一個密閉、容積可改變的等溫氣缸,裝有氦氣,初始時壓力為 P、溫度為 T、容積為 V0。接著以外力將容積極緩慢地壓縮至 V1。理想氣體常數為 R。回答以下各題:(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)求氣缸內氦氣的莫耳數。

    (二)計算該過程前後,氣體內能的變化量以及氣體對外所作的功。此功為正或負?

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題是理想氣體的等溫壓縮:利用狀態方程式求莫耳數,再由熱力學第一定律說明理想氣體等溫時內能不變,並計算等溫過程的功。

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  4. 4

    在日常生活中,常會見到電動生磁以及磁變生電的應用。(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)舉一個電動生磁的例子,並寫出相關的物理公式且說明其原理。

    (二)舉一個磁變生電的例子,並寫出相關的物理公式且說明其原理。

    (20 分)

    參考架構・破題

    開放式舉例題,重點在於能寫出正確的公式並說明原理。建議電動生磁選電磁鐵(螺線管)或載流導線,磁變生電選發電機、變壓器或感應爐,各挑一個講透,避免貪多。

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112 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    在水平桌面上有兩顆質量相同的球A與球B,桌面為x-y平面,若球A以速度 v 沿著 x̂ 方向運動,斜向撞上了原為靜止的球B,發生完全彈性碰撞。

    (一)若桌面光滑無摩擦力,則兩球碰撞後,試計算說明兩球運動路徑的夾角為何?(8分)

    (二)若桌面光滑無摩擦力,球A以3.0公尺/秒的速率沿著 x̂ 方向運動,碰撞後球B與原速度方向夾 30 角,則碰撞後兩球的速率分別為何?(8分)

    (三)若桌面並非光滑,則兩球碰撞後,兩球運動路徑的夾角與光滑桌面上的夾角有何不同?試解釋其原因。(4分)

    (20 分)

  2. 2

    有一個橫躺的一端開口圓柱形容器內部有一個活塞,此容器放置在大氣環境下(1.000 atm =1.013×105 Pa),並且活塞與容器間的摩擦力可忽略不計。起初容器內有100℃、1.80公克的水和1.80公克的水蒸氣達成熱平衡狀態,若對此系統加熱,使體積緩慢增為原來的1.50倍,氣體常數R = 8.31 J/mol·K,熱功當量1 cal = 4.187 J。

    (一)系統對外作功為多少焦耳?(8分)

    (二)系統吸收的熱能為多少焦耳?(8分)

    (三)系統的內能變化為多少焦耳?(4分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    容器橫躺、活塞無摩擦,內部壓力恆等於大氣壓,加熱為等壓過程。水與水蒸氣在 100℃、1 atm 下共存於飽和平衡,加熱時溫度不變,多出的熱能用於使部分水汽化,因此系統的體積增加來自水蒸氣的增加。

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  3. 3

    (一)有一個 邊長為 10.0公分 的塑膠 實心正 立方 體 靜靜地 漂浮 在 密度為1200 kg/m3的液體上,立方體的上、下面與水面平行,塑膠的密度為900 kg/m3,則立方體浮出水面的高度為何?(10分)

    (二)從正上方施力使塑膠立方體恰好沒入水中,在移除施力的瞬間,塑膠塊向上的加速度為何?重力加速度g為9.80 m/s2。(10分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題是阿基米德原理與牛頓第二定律的結合。(一) 漂浮為受力平衡,浮力等於重力;(二) 完全沒入時浮力大於重力,移除施力瞬間淨力向上,用牛頓第二定律求加速度。

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  4. 4

    有一個飛輪由細棒穿過短圓柱軸心組成,其轉動慣量為 0.125 kg  m 2 ,起始的角動量為 10.00 kg  m 2 /s ,在2.00秒內飛輪的角動量均勻減少變為6.00 kg  m 2 /s 。

    (一)飛輪受到的平均力矩為何?(4分)

    (二)減速過程中動能減少了多少焦耳?(8分)

    (三)減速過程中飛輪轉了多少圈?(8分)

    (20 分)

  5. 5

    馬克斯威統整了電學與磁學,加上位移電流項,寫出了馬克斯威方程式,並且預測了電磁波的存在,交互感應產生的電場和磁場,會以電磁波的形式在空間中傳播。

    (一)試寫出馬克斯威方程式,並且描述各個方程式的物理意義。(12分)

    (二)試解釋位移電流的物理意義。(8分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    先寫出四條馬克斯威方程式(微分或積分形式皆可,建議寫積分形式並附微分形式),逐條說明物理意義,最後以安培-馬克斯威定律連結到位移電流與電磁波的預測。

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110 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    物質的狀態會隨溫度、壓力的變化而產生相變,已知物質 X 在 1 大氣壓(atm)的熔點是絕對溫度 195 K,5.2 atm 時的汽化點是 216 K。

    (一)試問常見的物質三態為何?(3 分)

    (二)圖示為物質 X 的三相圖,試在答案卷複製圖示,並在圖上 A、B、C等三個區域,標示物質 X 對應的三種不同物質形態。 (6 分)

    (三)圖示三條曲線的交點 D 稱為什麼點?(2 分)

    (四)試問圖示橫軸與垂直虛線的交點 T,代表多少℃的溫度?(3 分)

    (五)試依圖示詳實說明,當壓力低於 D 點壓力時,物質 X 三態隨溫度逐漸升高會發生什麼改變?又稱為什麼現象?有別於高壓下的什麼相變過程?(6 分)壓力 A B (atm) D 5.2 C T=?溫度(℃)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題是相變化與三相圖的基本題。相圖以溫度為橫軸、壓力為縱軸,三條曲線分別是熔化曲線、汽化曲線與昇華曲線,交會點為三相點。小題分值小,回答務求簡潔清楚。

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  2. 2

    圖示為兩個電阻 R1 與 R2 的串聯與並聯,試問:

    (一)繪製外加電壓為 V、電流為 I 的完整電路圖證明兩個電阻串聯時,為何總電阻為兩個電阻的和?(10 分)

    (二)繪製外加電壓為 V、電流為 I 的完整電路圖證明兩個電阻並聯時,為何總電阻的倒數為兩個電阻倒數的和?(10 分)

    (三)四個 5Ω 的電阻,可以利用串聯、並聯,組合成總電阻值為 5Ω 的等效電阻,試繪出這種組合電路,並說明為何總電阻為 5Ω。 (10 分)R1 R1 R2 R2 mM

    (30 分)

    參考架構・破題

    本題考直流電路中串聯與並聯的基本推導。關鍵是抓住兩個守恆:串聯時各電阻電流相同、電壓相加;並聯時各電阻電壓相同、電流相加。再以歐姆定律 V = I R 推得等效電阻。

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  3. 3

    已知相距 r,兩質量為 m、M 物體間的萬有引力為 F = G 。設火星r質量 Mm 為地球質量 Me 的 0.1 倍、半徑 Rm 為地球半徑 Re 的 0.5 倍、地球表面的重力加速度量值為 g = 10 m/s2,同時設重力位能在無窮遠處為 0,試問:

    (一)火星表面的重力加速度量值 gm 和火星質量 Mm、火星半徑 Rm 的關係為何?(5 分)

    (二)試估算火星表面的重力加速度量值為多少 m/s2?(5 分)

    (三)地表質量 m 的火箭受地球吸引的重力位能 Ue 和地球質量 Me、地球半徑 Re 的關係為何?(5 分)

    (四)火星表面和火箭同質量 m 的探測器重力位能 Um 約為 Ue 的幾倍?(5 分)

    (五)設火星表面探測器脫離火星重力束縛的脫離速 vm、動能為 Km,則 Km和 Um 的關係為何?(5 分)

    (六)假設地球表面的脫離速度 ve = 11.2 km/s,則在火星表面的探測器,脫離火星重力的束縛需要的初速 vm 為多少 km/s?(5 分)

    (30 分)

    參考架構・破題

    本題是萬有引力與重力位能的比例計算。萬有引力 F = G M m/r²,表面重力加速度 g = G M/R²,重力位能(無窮遠為 0)U = -G M m/R,逃脫速度由能量守恆決定。以地球為基準,用比例求火星的量。

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  4. 4

    已知一年約為 3.2 × 107 秒。

    (一)試問一度電的能量等於多少焦耳?(3 分)

    (二)節能冰箱可以減少用電量、減少氣候變遷的影響,試問年耗電 300 度的節能冰箱,用電的平均功率約為幾瓦?(7 分)

    (三)海水的比熱比純水小一點,也會隨海溫升高減小,假設室溫的海水比熱約為 C=4 J/g℃,試問該節能冰箱一年的耗電量,可以使多少公斤的海水升高絕對溫度 1 度?(10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題是單位換算與能量、功率的估算題,並結合比熱公式 Q = m c ΔT。關鍵是把度(千瓦小時)換成焦耳,再用一年約 3.2×10⁷ 秒求功率,最後代入熱量公式。

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108 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    一人重 70 kg,在平整的路面上騎一輕量化的腳踏車,腳踏車本身的重量忽略不計,也忽略地面對腳踏車的動摩擦。腳踏車的車輪半徑為 32 cm,腳踏板的旋轉半徑為 16 cm。(每小題 5 分,共 20 分)

    (一)若此人用腳持續施 20 N 的力在踏板上(力的方向和踏板半徑垂直),讓腳踏車由靜止狀態加速向前行進,當踏板轉了 50 圈,腳踏車行進的速度為何?(加速過程中忽略空氣阻力)

    (二)當腳踏車以定速 10 m/s 前進時,空氣阻力為 20 N,不可忽略,所以仍須施力轉動腳踏板以維持腳踏車的速度,若腳踏板的轉速為每秒 3轉,則施予腳踏板的力的大小為何?

    (三)此時地面給予車輪的總靜摩擦力的大小及方向為何?

    (四)其中地面給予前輪的靜摩擦力為何?

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考「功能定理」與「功率=力×速度」在轉動系統的應用,以及定速運動時的力平衡。題目沒給齒輪比,所以第(一)、(二)小題要避開齒輪比,改用能量與功率守恆來解;第(三)、(四)小題用牛頓第二定律分析靜摩擦力。

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  2. 2

    如下圖所示,用 a, b, c 三根等長的木棒支撐一重量為 M g 的圓型桌面,木棒位於桌面的邊緣,a 與 b 相隔 90°角,b 與 c 相隔 120°角(a 與 c 相隔 150°角)。(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)以圓桌中心為支點,定性畫出每根木棒分別給予桌面的力矩向量。

    (二)每根木棒分別的支撐力為何?圓桌中心90° 120° c a b

    (20 分)

    本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。

  3. 3

    有一以直流馬達驅動的電梯,馬達所施的力和通過馬達的電流成正比,電梯和乘客的總質量為 1500 kg,重力加速度為 9.8 m/sec2。(每小題 5 分,共 20 分)

    (一)若電梯以 2.5 m/sec 的定速度上升,則馬達對電梯施以的功率為何?

    (二)若此時通過馬達的電流為 100 A,而馬達的線圈電阻為 0.5 Ohm,則消耗在電阻的功率為何?

    (三)此時加在馬達兩端的電壓為何?

    (四)若電梯的總質量不變,但電梯以 2.5 m/sec 的定速度下降,則馬達兩端的電壓為何?(註:負電壓代表電壓的方向和上題所加的電壓相反)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考直流馬達的能量分配:輸入電功率=機械功率+線圈焦耳熱,並透過反電動勢理解「下降時馬達變成發電機」。關鍵在於題目說「力與電流成正比」,定速升降時拉力都等於重量,所以電流大小方向不變,改變的是反電動勢的方向。

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  4. 4

    有一冰箱在一房間內運轉,從外部流入冰箱的熱為 40 J/s,冰箱必須耗電 100 W 來保持其內所設定的低溫。(每小題 10 分,共 20 分)

    (一)此時冰箱每秒排出的熱為何?

    (二)如果把房間的門窗關起來,則房間的溫度每小時升高幾度?假設整個房間的空氣熱容量是 400 kJ/K。

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考熱泵(冰箱)的熱力學第一定律能量收支,以及以房間為系統的能量守恆。冰箱只是把熱從內部搬到外部,真正讓房間變熱的淨能量是耗電功率。

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  5. 5

    如下圖所示,電荷 Q 均勻分布在一半徑為 R 的圓環上。(每小題 5 分,共 20 分)

    (一)在垂直於圓環面的中心軸上,且距圓環圓心 z 的位置的電位為何?

    (二)在此位置的電場的大小及方向為何?

    (三)假設 R 遠大於 z, R >> z,則電場可以視為和 z 成正比,即 E = kz,此比例常數 k 為何?

    (四)若把一質量為 m,帶電量為- q 的質點置於圓環圓心附近處,並且位於圓環的中心軸上,則質量會沿著中心軸做何種運動?此運動的頻率為何?(重力忽略不計)中心軸質點 m圓環 -q R z圓心

    (20 分)

    本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。

107 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    一個質量為 1.0 公斤的物體在靜止狀態從距離地面 490 公尺的高處落下,若空氣阻力不計,請計算出以下問題的答案:

    (一)該物體剛到達地面時速度大小為何?(10 分)

    (二)如果有人在地面接住該物體,並且是用 0.1 秒的時間就讓該物體停住,請問在此情況下該物體的撞擊力是幾牛頓?相當於幾公斤物體的重量?(10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考自由落體的運動學(或力學能守恆)與衝量—動量定理。先求落地速度,再用動量變化÷作用時間求平均撞擊力。

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  2. 2

    有一少棒投手投出球速為 72 公里/小時的球,該球同時以前進方向為軸以每秒 20 轉的角速度在旋轉。假設棒球質量為 1.0 公斤,密度均勻,半徑為 4.0 公分,請分別計算出該球的移動動能與轉動動能。 (20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考剛體的總動能=質心移動動能+繞質心轉動動能。重點是單位換算(km/h→m/s、轉/秒→rad/s)與均勻實心球轉動慣量 I=(2/5)mR²。

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  3. 3

    已知冰融化成水所需的熱量為 333 kJ/kg,水的比熱是 4187 J/kg/K。把 1.0 公斤攝氏90 度的熱水和 1.0 公斤攝氏 0 度的冰混合在一絕熱容器內,最後容器內水的溫度是攝氏幾度呢?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考熱平衡與潛熱:先判斷熱水降到 0 °C 放出的熱是否足以把冰全部融化,再決定最後溫度。這個「先判斷相態」的步驟是得分關鍵。

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  4. 4

    有兩條河匯流成一條河。其中一條河寬度 10.5 公尺,深度 4.0 公尺,河水流速 2.5 公尺/秒,另一條河寬度 8.0 公尺,深度 3.5 公尺,河水流速 3.0 公尺/秒。假如匯流後的河流寬度 12.5 公尺,深度 4.0 公尺,請問其河水流速為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考流體的連續方程式(質量守恆):不可壓縮流體的體積流率 Q=Av 守恆,匯流後流量等於兩支流流量之和。

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  5. 5

    有一個點電荷帶電量為 36 微庫倫,位置在座標原點上。第二個點電荷帶電量為 4.0微庫倫,位置在座標 X 軸上 x = 2.0 公尺處。而第三個點電荷則是帶電量為 6.0 微庫倫。

    (一)請問除了無窮遠處,有那一個地方會使得第三個點電荷所受淨電力為零?(10 分)

    (二)假如在座標原點的點電荷帶電量為負 36 微庫倫,第(一)小題的答案為何?(10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考庫侖定律與電場疊加:第三個電荷所受淨力為零,等同該點由前兩個電荷產生的合電場為零,所以答案與第三個電荷的電量、正負無關。關鍵是依兩電荷同號或異號判斷零點在兩電荷之間還是外側。

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105 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    甲乙兩地相距 L 公尺,有一個人從甲地出發走向乙地,其速度 V(單位:公尺/秒)和其行走的距離 x 有關,可用函數關係 V(x) = Vo(1 - x/L)來表示其速度。請問:(一)此人出發時的速度為何?此人到達乙地時的速度為何?(5 分)(二)此人須花多少時間才能到達甲乙兩地的中點?(10 分)(三)此人須花多少時間才能到達乙地?(5 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題速度是位置的函數,不能套等加速度公式,要用 v=dx/dt 分離變數積分求時間。最後一小題的重點是發現積分發散:速度趨近零,人永遠到不了乙地。

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  2. 2

    下圖為在平面上滾動的空心圓盤,圓盤的外徑為 R,內徑為 r,圓盤的質量 M 是均勻分布的。(請注意:M 不是實心圓盤的質量)(一)想像此圓盤若以通過中心點 O 且垂直於盤面的轉軸旋轉,則圓盤的轉動慣量 I 為何?(5 分)(二)若在圓盤下方施一水平力F(如圖所示),則圓盤的中心點之加速度 a 為何?(包括大小及方向) (10 分)(三)承

    (二),此時作用於圓盤的靜摩擦力 f 為何?(包括大小及方向)。(5 分)r a=? O R F f=?

    (20 分)

    本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。

  3. 3

    有兩個質量分別為 m 及 M、而溫度分別為 t 及 T 的銅塊,若將兩銅塊靠在一起而達到熱平衡,請用熵趨向極值的方法求平衡時的溫度。 (20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題要求用熱力學第二定律的「孤立系統平衡時熵最大」來推導平衡溫度,而不是直接用熱量守恆。作答要列出熵的表示式、能量守恆的限制條件,再對熵求極值。

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  4. 4

    有一截面積為 A、長度為 L、每單位長度繞了 n 圈電線之螺線管線圈,若通以 I 的電流,並在其內部填入磁性物質,使其內部的磁場增加為 K 倍。(一)試求其電感。 (5 分)

    (二)試利用磁場能量密度求螺線管所儲存之磁能。 (10 分)(三)若將二個相同的螺線管線圈並聯,試求其等效電感。 (5 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考長螺線管的自感、磁能與電感並聯。磁性物質使內部磁場變 K 倍,等同磁導率 μ=Kμ₀;求磁能時要用 u=B²/(2μ),不能用真空的 B²/(2μ₀)。為免與長度 L 混淆,作答時電感可記為 𝓛。

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  5. 5

    (一)在真空中有一平面電磁波,其電場振幅為 E,試求其平均的強度。 (5 分)(二)何謂線偏振?(5 分)(三)何謂圓偏振?(5 分)(四)一強度為 I 的圓偏振電磁波經一線性偏振片後,其強度變為何?(5 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考平面電磁波的強度(坡印廷向量時間平均)與偏振觀念。前三小題是定義與公式,第(四)小題用馬呂斯定律的平均或分量分解,得出圓偏振光通過偏振片後強度減半。

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104 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    有一小行星繞著太陽公轉。假設其公轉軌道為正圓,軌道半徑為 16 AU,請問其公轉週期為幾年?(註:1 AU(天文單位)是地球與太陽的平均距離,地球公轉軌道也可近似為圓形)(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考克卜勒第三定律(週期定律):繞同一中心天體運行的天體,公轉週期平方與軌道半長軸立方成正比。以地球為比較基準(1 AU、1 年),可直接用比例求解,不必代入萬有引力常數與太陽質量。

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  2. 2

    考慮地球公轉軌道為正圓,半徑一億五千萬公里,公轉週期為 365.25 天,請算出地球公轉的:

    (一)角速度大小。(10 分)

    (二)線速度大小。(10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考等速圓周運動的角速度與線速度關係:ω = 2π/T、v = rω。關鍵在把週期換成秒、半徑換成公尺,以 SI 單位作答。

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  3. 3

    水的比熱是 1.0 cal/g℃,酒精是 0.58 cal/g℃。60 克的水加 40 克的酒精所混合而成的溶液比熱是多少?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考比熱與熱容量的定義:混合溶液(假設兩液體混合後不發生化學反應、混合熱可忽略)的總熱容量等於各成分熱容量之和,溶液比熱即總熱容量除以總質量,相當於以質量為權重的加權平均。

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  4. 4

    考慮空氣密度為 1.225 kg/m3,相同壓力溫度條件下氦氣密度為 0.17 kg/m3。假如氣球材料與所需繩索的重量均可忽略,要有多大一個充足氣的氦氣氣球才可以把一個20 公斤重的小孩吊上半空中?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考阿基米德原理:氦氣球受到的浮力等於排開空氣的重量,扣除氣球內氦氣本身的重量後,淨上升力須至少等於小孩重量。由力平衡求出所需體積,再換算成球體半徑。

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  5. 5

    請問下列電磁波的波長為何?請均以公尺為單位。

    (一)手機使用的 1.8 GHz 無線電波。(10 分)

    (二)光子能量為 1 keV 的 X 光。(10 分)(卜朗克常數 h = 6.626×10-34 J.s,一個電子電荷量是 1.6 × 10-19 庫倫)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考電磁波的波速關係 c = fλ 與光子能量 E = hf = hc/λ。第一小題由頻率直接求波長;第二小題先把 keV 換成焦耳,再由光子能量求波長。

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103 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    一個質量為 m 的物體從高處受重力加速度 g 的作用而垂直掉落,在下落的過程中此物體亦受到空氣的阻力。今觀察到此物體的速度 v 隨時間 t 的變化關係為 v(t) = vT(1 - e-t/),vT 及為常數,e 為自然對數的底數,則:此物體的加速度 a 隨時間 t 的變化關係為何?即 a(t) =?(8 分)空氣阻力的大小 f 隨時間 t 的變化關係為何?即 f(t) =?(8 分)(大小指的是向量的量值,不考慮其方向)若f ( t ) 和v ( t ) 成正比,即 f = kv,則常數 k =? =?(8 分)(答案必須用 vT、m 及 g 表示)

    (24 分)

  2. 2

    如下圖所示,天花板下吊一定滑輪,滑輪的中心軸為 C,滑輪上繞有一條質量可以忽略不計的輕繩,繩一端吊有質量為 M 的重物。若此定滑輪的半徑為 r,質量為 m,對軸心 C 的轉動慣量為 I,且繩子和輪緣之間並無相對滑動,則當重物 M 以 v 的速度向下掉落時:整個滑輪系統(定滑輪+重物)對軸心 C 的角動量大小 L 為何?(5 分)對軸心 C,此滑輪系統所受到的外力矩大小為何?(5 分)定滑輪的角加速度大小為何?(5 分)f 為何?(5 分)天花板C M

    (20 分)

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  3. 3

    把 100g、-10℃的冰塊放在 1kg、20℃的水中而達到熱平衡,過程中若無熱能散失到周遭的環境,並且假設水的體積變化不大,對環境作的功可以不計,則:平衡時的溫度 T 為何?(8 分)此冰塊變成 0℃的水時,熵的變化量S 為何?(8 分)(若答案中有特別的函數,則毋須算出熵的數值,但必須註明熵的單位。冰的熔化熱為 80 cal/g,比熱為 0.55 cal/g-℃)103年 公 務人員 普通考 試試 題 代號:45360 全一張(背面)

    (16 分)

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    從孔徑(半徑)為 R 的水龍頭流出且初速為 vo 的自來水流(如下圖),在掉落 y 距離後:求其末速 v 為何?(8 分)求其截面積的半徑 r 為何?(7 分)(僅考慮層流(laminar flow)且無黏滯力之情況)水龍頭R自來水流y r v=?

    (15 分)

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    如下圖所示,有一半徑為 R 的金屬圓盤,圓盤可以繞其中心自由旋轉。整個圓盤處於一均勻的磁場中,磁場指向紙內並垂直於盤面,大小為 B,圓盤的中心及邊緣用導線接觸。當圓盤以角速度順時鐘旋轉時:a 點的電位大於或小於 b 點的電位?(7 分)金屬圓盤中,若有一電荷 q,位於距中心 r 處,則此電荷所受力的大小為何?(4 分)a、b 兩點間電位差的大小V 為何?(8 分)a、b 兩點間接上一電阻值為 Z 的電阻,則為了保持圓盤固定的轉速,我們必須對圓盤再提供多大的力矩?(6 分)q R r導線a B  Z導線b

    (25 分)

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其他等別的「普通物理學概要」

題目來源:考選部考畢試題查詢平臺(政府資訊公開資料);參考架構為本站自撰,僅供準備方向參考,非官方標準答案。最後更新:。