เฉลยข้อสอบวิชาฟิสิกส์

1.ตอบ 1)

อนุโลมว่าแสงจากหลอดมีอัตราพลังงานแสง F สม่ำเสมอ กระจายออกตามแนวตั้งฉากกับหลอด ดังนั้นพื้นที่ตั้งฉากที่รองรับแสงคือ ทรงกระบอกรัศมี r

จากสูตร ความสว่าง E =

ได้ E =


2.ตอบ 2)

หามุมวิกฤติที่แสงกำลังจะสะท้อนกลับหมด

sin =

ดังนั้นถ้าสะท้อนกลับหมดต้องใช้มุมตกกระทบ > นั่นคือ

sin > sin

sin >

หรือ n > cosec


3.ตอบ 2)

เนื่องจาก A และ B เฟสตรงข้าม P จะเป็นปฏิบัพ ก็ต่อเมื่อ

I AP-BP I = (n - )

9 =( n - )

เมื่อแทนค่าตามตัวเลือกพบว่า = 2 cm จะทำให้ n = 5 สอดคล้องกับสมการ




4.ตอบ 2)


5.ตอบ 2)

ให้ เป็นความเข้มเสียงตอนแรก และ = 0.1 เป็นความเข็มเสียงที่ใส่ครอบหู


6.ตอบ 2)

หาอัตราเร็วต้นของวัตถุ จากสูตร (t สูงสุด = 2 วินาที)


7.ตอบ 4)

ข้อ ก. ผิด เพราะความเร่งอาจเกิดจากการเปลี่ยนทิศทางของความเร็วโดยไม่เปลี่ยนขนาด (อัตราเร็ว) ก็ได้

ข้อ ข ผิด เพราะแรงลัพธ์จะทำให้วัตถุเปลี่ยนโมเมนตัมเสมอ แต่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนพลังงานจลน์ถ้าแรงลัพธ์ตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ เช่น แรงสู่ศูนย์กลางของการเคลื่อนที่ เป็นวงกลมด้วยอัตราเร็วคงที่

ข้อ ค ผิด แรงลัพธ์ไม่จำเป็นต้องมีทิศเดียวกับการเคลื่อนที่ เช่น แรงเสียดทานและแรงสู่ศูนย์กลางเป็นต้น

ข้อ ง ผิด โมเมนตัมของระยะคงที่เมื่อไม่มีแรงลัพธ์จากภายนอก โดยพลังงานจลน์ของระบบไม่จำเป็นต้องคงที่ เช่น การชน แบบไม่ยืดหยุ่นหรือการระเบิด เป็นต้น


8.ตอบ1)

เนื่องจากพื้นลื่น กล่องจะไกลลงด้วยความเร่งคงที่จึงต้องคิดโมเมนต์รอบ cm


9.ตอบ 2)

ตามรูปงานของแรง ถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ ของวัตถุ





10.ตอบ 4)

จากกฎอนุรักษ์พลังงานมวล m จะพุ่งเข้าชน มวล 2m ด้วยอัตราเร็ว เมื่อคิดกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม และพลังงานจลน์ ของการชนโดยมีสมการดังนี้

ให้ u1 และ เป็นความเร็วก่อนชนและหลังชนของมวล m และ u2 กับ เป็นความเร็วก่อนชนและหลังชนของมวล 2m แทนค่า

แสดงว่า มวล 2m มีความเร็วหลังชน และจะแกว่งได้สูง H โดยที่ พลังจลน์ถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์


11.ตอบ 3)

ความเร่ง (หน่วง) ในแนวระดับ จากแรงลมคือ

แต่แนวดิ่งยังคงมีความเร่ง g


12.ตอบ 3)

การโคจรมีหลักว่า






13.ตอบ 2)

ใช้หลักอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม (ชนติดไปด้วยกัน)


14.ตอบ 3)

คาบการแกว่งหาได้จาก

แสดงว่ากราฟ กับ เป็นเส้นตรงผ่าจุดกำเนิดความชันเท่ากับ จากกราฟในโจทย์แสดงว่ามีความคลาดเคลื่อนจากการทดลองทำให้กราฟไม่ผ่านจุดกำเนิด แต่ความหมายความชันไม่เปลี่ยน ดังนั้น


15.ตอบ 4)

เพราะว่าลวดตัวนำทั้งสองต่อกันแบบอนุกรม กระแสที่ไหลในลวดทั้งสองจึงเท่ากัน
จากสมการ V = IR
เพราะว่าลวด PX และ XQ มีความต้านทานเป็น R และ 3R ตามลำดับ
จึงได้ความต่างศักย์ในช่วง PX เป็น


ในขณะที่ความต่างศักย์ในช่วง XQ เป็น

และเนื่องจากความต้านทางแปรผันตรงกับความยาวของลวด
จึงได้ความชันของกราฟในช่วง PX น้อยกว่าในช่วง XQ อยู่ 3 เท่า
นอกจากนี้ เพราะว่าด้าน P ต่ออยู่กับขั้วบวกของเซลไฟฟ้า ด้าน P จึงมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าด้าน Q
ศักย์ไฟฟ้าจาก P ไปยัง Q จึงลดลง กราฟระหว่างศักย์ไฟฟ้ากับระยะทางตาม PQ จึงมีความชันเป็นลบ
ลักษณะเช่นนี้ตรงกับกราฟในข้อ 4


16.ตอบ 3)

เพราะว่าศักย์ไฟฟ้าเนื่องจากประจุ Q มีค่าเป็นบวก แสดงว่า Q เป็นประจุบวก สนามไฟฟ้าเนื่องจากประจุ Q จึงมีทิศออกจาก Q

จากสมการของศักย์ไฟฟ้า
และเพราะว่าศักย์ไฟฟ้าตรงจุดที่ห่างจาก Q เป็นระยะ 2 เมตร มีค่า +8 โวลต์


17.ตอบ 1)
เพราะว่าโปรตอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว เมตร/วินาที ในแนวทำมุม 30 องศากับสนามแม่เหล็ก จึงแตกความนี้ออกได้เป็น
ความเร็วในแนวสนามแม่เหล็ก


ความเร็วในแนวตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก

ความเร็วในแนวตั้งฉากทำให้อนุภาคเคลื่อนที่เป็นวงกลม ในขณะที่ความเร็วในแนวสนามแม่เหล็กทำให้อนุภาคเคลื่อนที่ไปตามแนวของสนาม การเคลื่อนที่รวมของอนุภาคจึงเป็นเกลียว
หารัศมีของเกลียวจาก
โดย v คือความเร็วของอนุภาคในแนวตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก


18.ตอบ 3)

แรงกระทำต่อบอลลูนประกอบด้วย น้ำหนักบอลลูน และน้ำหนักแก๊สที่ทำให้บอลลูนลอยตัว ซึ่งต่างมีทิศลง แรงพยุงของอากาศ มีทิศขึ้น เพราะว่าบอลลูนสมดุล จึงได้

แรงพยุง = น้ำหนักบอลลูน + น้ำหนักแก๊ส ……….(1)

ให้ V เป็นปริมาตรของบอลลูนหลังอัดแก๊ส และ r เป็นความหนาแน่นของอากาศ

ทำให้ได้ แรงพยุง = น้ำหนักอากาศที่มีปริมาตร V

= P gV


19.ตอบ 2)

เมื่อนำมวลมาแขวนที่ปลายสปริง สปริงจะยืดออกตามสมการ


โดยแรง F คือน้ำหนัก mg ของวัตถุ และเพราะว่าสปริงยืดออกเป็นระยะ 10 เซนติเมตร

เมื่อปล่อยให้สปริงสั่น สามารถหาความถี่เชิงมุมของการสั่นได้จากสมการ


20.ตอบ 4)

หาพลังงานความร้อนที่ทำให้โลหะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น จากสมการ

หาพลังงานจลน์เนื่องจากอิเล็กตรอนแต่ละตัว จากสมการ

เพราะว่ามีอิเล็กตรอนชนโลหะในอัตรา ตัว/วินาที


21.ตอบ 1)


22.ตอบ 2)

ปริมาตรแก๊สเพิ่มขึ้น แสดงว่าแก๊สทำงาน หางานที่แก๊สกระทำจากพื้นที่ใต้กราฟระหว่างความดันและปริมาตร


23.ตอบ 3)


24.ตอบ 2)


25.ตอบ 1)

ครั้งแรกระดับน้ำที่ขาข้างที่มีของเหลว B สูงกว่าข้างที่มีของเหลว A อยู่ 4 เซนติเมตร

ความดันตรงระดับรอยต่อระหว่างของเหลว A และน้ำ ที่ขาหลอดทั้งสองข้างเท่ากัน

ให้ความสูงของของเหลว B เป็น h จึงทำให้ระดับน้ำในขาหลอดทั้ง 2 ข้างเท่ากัน

ความดันตรงผิวรอยต่อกับน้ำที่ขาทั้งสองข้างเท่ากัน หรือ ความดันด้าน A เท่ากับความดันด้าน B


26.ตอบ 4)

ครั้งแรกให้ทุ่นจมลงไปในของเหลวเป็นระยะ h ทำให้ได้ปริมาตรทุ่นที่จมอยู่ในของเหลวเป็น 10h

เพราะว่าทุ่นลอยอยู่ได้ จึงได้น้ำหนักทุ่นมีขนาดเท่ากับแรงพยุง

โดยแรงพยุงมีค่าเท่ากับน้ำหนักของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับทุ่นส่วนที่จม

ถ้าให้ mg เป็นน้ำหนักของทุ่น จะได้

โดย r เป็นความหนาแน่นของของเหลว เท่ากับ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

ต่อมาเมื่อนำมวล 2400 กิโลกรัม มาวางบนทุ่น ให้ทุ่นจมลงไปในของเหลวเป็นระยะ H

ได้ น้ำหนักทุ่น + น้ำหนักวัตถุ = แรงพยุง

แทนค่า m จากสมการ (1) ลงใน (2)

จัดเทอมใหม่ พร้อมกับแทนค่า r = กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร


27.ตอบ 1)


28.ตอบ 2)


29.ตอบ 1)

คลื่นสะท้อนที่ O มาแทรกสอดกับเคลื่อนที่วิ่งไปโดยตรงที่ P ต้องการตำแหน่งเสียงดัง ดังนั้น

สังเกตว่า เมื่อแทน n = 1,2,3,4 จะได้ d = 2.31, 0.78 , 0.10, -0.36

จึงได้ระยะ d น้อยที่สุด (เป็นค่าบวก) คือ 0.10 m



30.ตอบ 1)

หา m ที่ทำให้เชือกกำลัง จะขาดโดยให้คาน ยาว คิดโมเมนต์รอบ 0



31.ตอบ 3)

ที่ตำแหน่งดังรูปจะมี

โดยมี mg sin เป็นแรงในแนวสัมพันธ์ ซึ่งเกิดความเร่งแนวสัมผัส




32.ตอบ 4)

หาศักย์ไฟฟ้าเนื่องจากประจุ 5 ไมโครคูลอมบ์ที่ระยะห่างออกไป 10 เซนติเมตร

นั่นคือ งานที่ใช้ในการเคลื่อนที่ประจุ 1 คูลอมบ์ จากระยะอนันต์มายังจุดที่ห่างจากประจุ 5 ไมโครคูลอมบ์เป็นระยะ 10 เซนติเมตร มีค่าเท่ากับ จูล


33.ตอบ 1)

พิจารณาท่อนเหล็กท่อนที่สอง มีแรงกระทำ 2 แรง และอยู่ในสภาพสมดุล

จากรูป แรงตึงในเชือก มีขนาดเท่ากับแรงเสียดทาน f

มีแรงกระทำ 3 แรงได้แก่ แรงตึงในเชือก ผูกติดกับรถลากจูง

แรงตึงในเชือก ผูกติดกับเหล็กท่อนที่สอง

แรงเสียดทาน f


34.ตอบ 3)

การที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านความต่างศักย์ 0.13 โวลต์ได้พอดี (แสดงว่า ศักย์ไฟฟ้าที่ผิวโลหะ

เป็นลบเมื่อเทียบกับจุดปลายทางของอิเล็กตรอน) แสดงให้เห็นว่า พลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอน

ที่หลุดจากผิวโลหะเป็น 0.13 eV จากสมการของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กตริก


 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล