114學測自然 第26題 詳解

答案(B) 地板支撐體重的接觸力，其來源是電磁力的作用看逐步解析 ↓

逐步解析

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   四種基本力

   自然界的基本交互作用有四種：重力（萬有引力）、電磁力、強力、弱力。先記兩個關鍵事實：其一，強力與弱力都是短程力，作用範圍只在原子核尺度（約 $10^{-15}$ m），出了原子核就形同不存在；其二，日常生活中所有的接觸力——正向力、摩擦力、張力——微觀上全都源自原子之間的電磁力。用這兩把尺去量五個選項，對錯立現。
2. 2

   檢驗選項敘述

   (B) 地板支撐體重的正向力，微觀來源是地板與腳底的原子彼此擠近時，外層電子之間的電磁排斥力，所以接觸力的本質是電磁力，敘述正確。這也解釋了為什麼你不會穿過地板：不是原子「實心」，而是電磁斥力在極短距離內急遽增強，把兩邊的原子撐開。
3. 3

   逐項破解誘答

   (A) 強力的作用範圍僅約 $10^{-15}$ m，只及於原子核內部，而整個原子的尺度約 $10^{-10}$ m，差了十萬倍，強力管不到整個原子，錯誤。
   (C) 摩擦力是接觸面原子間的電磁力造成的，與萬有引力無關——兩個日常物體之間的萬有引力小到完全可以忽略，錯誤。
   (D) 電子被原子核束縛，靠的是庫侖靜電吸引力（電磁力）；電子與原子核之間的萬有引力比靜電力小了約 $10^{39}$ 倍，「行星繞行」的類比只到軌道圖像為止，作用力不能跟著類比，錯誤。
   (E) 把質子束縛在原子核內、壓過質子間靜電斥力的，正是強力本身；弱力主導的是 $\beta$ 衰變這類過程，與束縛核子無關，錯誤。
4. 4

   結論

   只有 (B) 正確指出接觸力的來源是電磁力，答案選 (B)。順帶整理：日常尺度上得了檯面的只有重力與電磁力，而其中一切接觸力都屬於電磁力。

關鍵觀念：#基本交互作用 #電磁力 #萬有引力 #強作用力

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