# 5月12日 複習 ###### tags: `高中物理` ## 1 (北模104-2 22.) 有一邊長為 $L$ 的正立方體空心容器,裡頭裝有 $N$ 個可視為理想氣體的單原子分子($N$ 值很大),每個分子的質量為 $m$。$v_i$ 表示第 $i$ 個分子的速率,$v_{ix}$、$v_{iy}$、$v_{iz}$ 分別表示第 $i$ 個分子的速率在 $x$、$y$、$z$ 軸之分量。 1. 請計算圖中灰色牆面所受到氣體分子撞擊的平均壓力 $P_y$。(*提示:* 使用 $N$、$m$、$L$ 及速度相關的統計量表示。) 2. 請使用均方根速率 $v_\text{rms}$ 的定義以及體積 $V=L^3$,改寫上一小題的結果。 3. 承上題,請使用理想氣體方程式,說明溫度 $T$ 和均方根速率 $v_\text{rms}$ 的關係。 4. 承上題,請使用分子平均動能 $\bar{E_k}$ 的定義說明溫度 $T$ 和分子平均動能 $\bar{E_k}$ 的關係。 5. 請證明 $$v_\text{rms}=\sqrt{\dfrac{3RT}{M}}$$ ## 2 (北模100-2 18.) 在坐標平面上 $S(d,0)$ 點放一個電量為 $+Q$ 的點電荷,在 $P(-d,0)$ 點放一個電量為 $-Q$ 的點電荷。在(a)$\overleftrightarrow{PQ}$($x$軸) 和 (b)$\overleftrightarrow{PQ}$ 的垂直平分線($y$軸)上的任一點,測量由 $S$ 和 $P$ 造成的電場 $E_P$、$E_Q$ 和電位 $V_P$、$V_Q$。規定無窮遠電場處的電場和電位為零,且不考慮無窮遠處的點。 1. 請針對點 $(5d,-2d)$ ,分別計算由 $S$ 和 $P$ 造成的電場,以及電場和。 2. 承上題,分別計算由 $S$ 和 $P$ 造成的電位,以及電位和。 3. 請找出 (a) 和 (b) 上是否有電位或電場為零的點? 4. 承上題,如果有,在哪裡? ## 3 (北模100-2 非選二) 水波槽實驗中,當兩同相點波源 $S_1$、$S_2$ 相距為 $d$,以頻率 $f$ 振動水面時,水波的影子將出現明暗對比的腹線,和灰色的節線。 1. 當 $d$ 是 $2.5$ 倍波長時,請問腹線、節線各有幾條?並畫出點波源、腹線、節線的二維圖形。 2. 承上題,是否有中央節線或中央腹線? 3. 分別寫出在平面上一點 $P$ 於腹線,以及 $P$ 於節線時,波程差的條件式。 4. 當波源間距 $d$ 不變,振動頻率變成 $2f$,腹線、節線各有幾條?(不用畫出) 5. 當振動頻率 $f$ 不變,波源間距變成 $0.5d$,腹線、節線各有幾條?(不用畫出)