ページ3:

度、70度等等)
7. 為什麼電力線永不相交?請解釋理由。
8、 理想氣體方程式,PV=nRT,由數個定律所構成,請先估計、查詢所需
參數後,估計:
甲、家中一共有多少個氧分子?
乙、常溫常壓下空氣的密度。
9、 請解釋北極極光發光的原理
10、 現今半導體發展趨勢正紅,請查閱相關文章後解釋:
甲、何謂技術節點(technology node)?(技術節點:如,台積2nm製程,其
中 2nm 被稱為一個技術節點)
乙、為什麼 SiC 以及 GaN 可以耐高壓?
丙、請問,為什麼一般而言,玻璃越不純(如,SiO2 的成分降低),越不透
明?
丁、GaN 元件除了耐高壓之外,其電子傳輸速度較快,因此大多被用在與
通訊有關的應用。其中關鍵為通道中有一層 2DEG,即限制了電子在
垂直方向(Z方向)的運動,如圖所示。請解釋為何 GaN 的傳輸速度比
一般的半導體快?(註記:電子的傳遞方向為 source 與 drain 之間)
S
Dielectrics
AlGaN Barrier
2DEG GaN Buffer
Substrate (Si or SiC)
戊、請解釋為什麼半導體的能帶界在金屬與絕緣體之間(或解釋為什麼絕緣
體的能帶高於其他兩個)?
己、請寫出一個半導體在實際生活中的應用方面,並解釋原因。
11、 如果發明放大燈,使人體可以在x、y、z三軸上無限放大,那麼在生存
上,不是越好嗎?然而,受限於腿部骨骼的耐受壓力,使其有最高限制,
若超過則會骨折。若已知人的骨骼所能夠承受最大壓力大約為54MPa,
且估計一個成年人74公斤、身高1.7m的成年人大腿骨半徑大約
R=1cm(chatgpt),則請問極限身高是多少?(請畫出力圖,並標明系統)

ページ4:

12、
13、
若某人手拿一個1kg的物體,使其以等速度緩緩上升1公尺。根據功能
定理,物體的外力作功為0(因為等速度)。然而,此時物體的位能卻增加
了(因為上升了1公尺),代表應該有外力作功使能量上升,然而根據前
面分析的結果,物體的外力作功是0。請問為什麼會造成此矛盾?
已知光電效應中,光電方程式可寫成以下的形式:
光电方程式: hv = hvo+ Ekmax
=max (E₂ = 0)
ㄦ
"1
els
甲、有兩個重要的參數:「截止電壓(Vs)」以及「最大動能(Ekmax)」。請問
為什麼光電方程式中,eVs=Ekmax?
乙、請解釋什麼叫做功函數(p),以及為什麼hvo =p。其中稱為底限頻
率
14、
請解釋動摩擦力以及靜摩擦力的區別。
15、 當靜止於車上的一杯水突然向右加速時,杯中的液面會因慣性作用而呈
現左高右低的情況。
甲、請解釋為何液面是左高右低,而並非其他種分布(如為何不是右高左
低?)
a
乙、若已知液體表面與水平面夾的角度為6(0-90°),證明:tan 0 = g

ページ5:

16、
請計算光走一圈地球平均需要多久?
17、
a、B、y:高中物理三幻神射線
甲、請簡單解釋何謂a、B、y?
乙、當y、B、a合在一起時,請提出至少一種分離方法
18、ion bombardment(離子轟擊)是一種半導體中,一種常見的蝕刻技術。如圖
所示,利用在反應腔體兩端施加高電壓,使離子能夠加速並以極高的速度垂直
撞擊材料表面,從而達到去除表面材料結構的目的。請問,一般而言,若要離
子轟擊的效果越好,則請問反應時,腔體內部的壓力應該要越高越好還是越低
越好?為什麼?
◆ Ionic species
Mask
Film
-O
18、 在做電路分析時,我們會假設同一條導線上,電位相等。然而,若兩端
電位相等,則代表電流並不會於導線中流動(由歐姆定律知,電荷會因為
電壓差而移動),即,Av = IR = 0 => I = 0(R ≠0)。然而,實際上,電
流是有在流動的,即,I>0。請指出上述分析矛盾的地方,並予以修
正。

ページ6:

19、
(100 指考)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=vgR的初速,垂直向上發射一個沒有推進力的
物體,則此物體上升的最高點與星球表面的距離應如何計算?
(1)甲生的計算過程如下:
定義發射點為A,最高點為B。令發射到最高處的距離為X。
B
x
A
R
V=√gR
考慮物體+星球共同組成系統(即力學能的方式)。
A點:
因為重力位能的零位面可以定義在任意位置,因此定義A點為零位
面,即:
UA=0。
A點的動能為Eka = mo² = /m(↓gR)²
因此A點的總力學能為: Era=Eka+Ua= =m(vgR)²+0。
2
B點:
最高處時,速度為0,即,Eks = mv² = 0
-GMm
GMm
GMm
由重力位能公式,UB:
=
> 0(由萬物趨向低位能知
r
AB
x
道在自然狀態下,物體應由B到A,故可知B點位能應高於A點,故取正
號)

ページ7:

GMm
因此B點的總力學能為: ETB
=
EkB + Ug = 0 +
°
x
因為中間不計入任何摩擦力做功,故兩點力學能守恆,得到:
ET = ETA = ETB
因此:
m(√gR)² + 0 = 0 +
GMm
x
GM
由定義知g
R2
1 並代入,最後計算得:
X=2R
(2)乙生計算如下:
定義發射點為A,最高點為B。令發射到最高處的距離為X。
考慮物體為系統,重力所做的功會轉變成動能變化。
A點:
B點:
A 點的動能為Eka = mv² = m(↓gR)²
最高處時,速度為0,即,Eks = mv² = 0
重力所做的功會變成動能變化量,由W=F*d知道重力所做的功為:
W重力 = -Fg * AB = −mg * x
由功能定理知:
w
W = △Ek
=>∑W = −mg * x = Eke - Eka = 0 - /m(√gR2
解得:

ページ8:

x =
R2
請根據以上計算過程,指出甲生與乙生的計算過程哪邊有誤,並予以修
正。(正解:x= R)
20、 在一個密閉的容器中,若此容器的狀態由i點移動至f點,則:
Pressure (atm)
3.0
2.0
1.0
V₁-
0
10
W
Volume (L)
-T=310K
-V₁
20
30
甲、由下圖可知,此腔體受有受到外力F,使容器體積變大(10L=>20L)。
請問外界對內部氣體做正功還是負功?為什麼?
系統(理想氣體)dx.
PA
系統施以作用力F=PA在活塞上
乙、由內能Ek = = NkgT知道,從i點到f點的過程中,因為溫度始終相
同,因此內能(動能)始終保持不變,即,△Ek = 0。
然而由上題可知,外界對氣體內部有做功,因此由功能定理知:
W = AEk ≠ 0

ページ9:

請指出上述分析矛盾的地方,並予以修正。
21、
下圖取自 threads。請問小明應該要施予多少的力,才可以把自己抬起?
假設小明質量為m,小明座椅的質量為M。
问:小明能把自己
拉上去吗?
22、
電梯內,小明站在一個磅秤(體重計)上。當今天電梯以g = 9.8m/s2的加
速度下落時,我們稱小明處於失重狀態:
甲、請上網查詢,何謂「失重狀態」?
乙、請解釋體重機測量體重的原理
丙、當我們人在太空船上,我們稱人會處於失重狀態。請解釋為何太空船
上的人/物品會處於失重狀態?
參考資料:【普通物理學】 衛星、太空站是失重狀態? (Satellite and
Weightlessness)
23、 請解釋以下名詞或現象:
甲、位能(如,重力位能、彈力位能等)
乙、場/場源(如,重力場、電(力)場)
丙、保守力
丁、「功能定理」與「力學能守恆」的差異
「功能定理」:∑W = AEk
「力學能守恆」:Ers = Eks + Up = mv² + mgh
24、
甲、乙、丙三種不同材質的實心物體堆疊後放入密度為1.0 g/cm²的水
中,待靜止平衡後,正好有一半的體積沒入水面下,如下圖所示。已

ページ10:

知甲的質量為50g,乙的密度為0.5 g/cm²、體積為400cm²,丙的體
積為 250 cm²,則請問乙丙之間的作用力為何?
甲
丙
水
25、
如圖所示。取自高雄中學102學年度第一次段考
LU
如右圖,在同一高度以相同速率vo同時分別拋出仰角的A及俯角的B·若兩者著地時
間相差4秒且著地點相距80公尺,則為多少?(g=10公尺/秒²) (A)30° (B)37° (C)45°
(D)53°(E)60°。
答案:C