指定科目考试参考试卷

指定科目考試參考試卷 物理考科 1 大學入學考試中心 指定科目考試參考試卷 物理考科 －作答注意事項－ 考試時間：80分鐘 作答方式： ˙選擇題用 2B 鉛筆在「 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 卡」上作答，修正時應以 橡皮擦拭，切勿使用修正液。 ˙非選擇題使用較粗的黑色或藍色原子筆、鋼珠筆或中 性筆，在「答案卷」上作答。 物理常數 計算時如需要可利用下列數值： 重力加速度量值 2 = 9.8 m/sg 電子質量 319.11 10 kgem −= × 普朗克常數 346.63 0 J sh −= × ⋅ 基本電量 191.6 10 Ce −×= 祝考試順利 本 試 卷 之 著 作 權 屬 於 財團法人大學入學考試中心基金會 物理考科 指定科目考試參考試卷 2 0 V I 乙 甲 第 壹 部 分 ： 選 擇 題 （ 佔 8 0 分 ） 一 、 單 選 題 （ 6 0 分 ） 說明：第1題至第20題，每題選出一個最適當的選項，標示在答案卡之「選擇題答案區」。 每題答對得3分，答錯或劃記多於一個選項者倒扣3/4分，倒扣到本大題之實得分數 為零為止，未作答者，不給分亦不扣分。 1 -2 為題組 在光電效應的實驗中，小明以同一單色光分別照射在不同的金屬板甲、乙上，皆能產生 光電流。已知金屬板甲的功函數為 W甲，金屬板乙的功函數為 W乙，且 W W>甲 乙 。該單色光 的頻率為 ν ，卜朗克常數為 h ，試依據前述文字，回答 1-2題。 1 . 該單色光頻率與金屬板功函數之間的關係，下列何者正確？ (A) h W> 甲ν (B) h W< 甲ν (C) W h W> >甲 乙ν (D) h W= 乙ν (E ) h W< 乙ν 2 . 下 列 各 選項 為 光 電流 I 和 光 電管 兩 端 電壓 V 的 關 係曲 線 示 意圖 ， 何 者最 能 表 示小 明 的實驗結果？ (A) (B) (C) (D) (E ) 0 V I 甲 乙 0 V I 乙 甲 0 V I 乙 甲 0 V I 甲 乙 指定科目考試參考試卷 物理考科 3 圖 3 F (N) t (s) (A) (B) (C) (D) (E) a b c 甲 乙 丙 丁 戊 圖 2 49.3 mV 69.3 mV 59.3 mV 79.3 mV 82.1 mV 84.3 mV 89.3 mV 99.3 mV 89.3 mV 84.3 mV 84.3 mV 89.3 mV 39.3 mV 19.3 mV 3 -4 為題組 在「等電位線與電場」實驗中，筱雯使用的電路接法如圖 1所示，其中 a、 b、 c為電極。 筱雯以三用電表來測量電位差，先將負極探針固定插在 a電極上，再以正極探針插入淺 水 盤 中 ， 尋 找 相 同 電 位 差 的 點 ， 將 這 些 點 連 成 線 便 可 得 到 一 條 等 電 位 線 ， 依此方法她繪出數條等電位線，如圖 2 中之細實線所示。試根據圖 1~2，回答 3-4題。 3 . 圖 2 中，甲 ~戊五條粗黑實線，哪一條描繪出最接近正確的電力線？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E )戊 4 . 此實驗中，筱雯應該把三用電表的功能選擇鈕旋轉到哪一位置，能測得較精 確的測 量結果？ 5 -6 為題組 一個質量為 5 .0kg的物體在一條東西向的水平軌道 上運 動，它受到一個向東的水平力作用，此力量值 F 隨時間 t 變 化 的 關 係 ， 如 圖 3所 示 。 物 體 與 水 平 軌 道 間 的 摩 擦 可忽略。試根據前述文字與圖 3，回答 5-6題。 5 . 從 5.0 st = 至 20.0 st = 期間，該物體所受衝量大小為多 少 N· s？ (A)30 (B)40 (C)50 (D)70 (E)80 6 . 已知該物體在 5.0 st = 時的速度為 22 m/s、向西，則在 20.0 st = 時該物體的速度大小與 方向為下列何者？ (A)32 m/s，向西 (B)12 m/s，向西 (C)6 m/s，向西 (D)4 m/s，向東 (E )16 m/s，向東 a b c 淺水盤 圖 1 物理考科 指定科目考試參考試卷 4 圖 4 R E F H S O 7-8 為題組 如 圖 4所示， 一滑雪跳 遠比賽的 加速坡道 設計為 1 /4圓 弧，其半 徑為 19.6 mR = ，終 點 E附 近坡道的切線為水平， E距地面垂直高度為 10.0 mH = 。一 運動員單純地利用重力，從 O點由靜止沿坡道加速下滑， 最後落在水平地面上 F點處。假設整個過程中運動員所受 空氣阻力與摩擦力可以不計，試根據圖 4，回答 7-8題。 7 . 運動員下滑至軌道上的終點 E 時，其速率最接近下 列 何者 ? (A)50 m/s (B)40 m/s (C)30 m/s (D)20 m/s (E )10 m/s 8 . F 與 E 點間水平距離 S 最接近下列何者？ (A)30 m (B)60 m (C)100 m (D)160 m (E)200 m 9 -10 為題組 有一南北方向、長度極長的細直導線，在導線上方的 P點放置一小磁針。當導線不通電 流時，磁針 N極指向為正北方。試回答 9-10題。 9 . 導線通電流後，磁針 N 極向東偏轉 30 °後 靜止。若地球磁場在 P 點的方向為水平， 大小為 0B ，導線電流在 P 點產生的磁場大小為 IB ，則比值 0 IB B 應為下列何者？ (A) 1 2 (B) 1 3 (C)1 (D) 3 (E)2 10 . 如果導線所通電流大小不變，當小磁針和導線之間的垂直距離分別為 1d 和 2d 時， 磁 針 N 極向東偏轉的角度分別為 30 °和 6 0 °， 則比值 2 1 d d 應為下列何者？ (A) 1 3 (B) 1 3 (C) 1 2 (D) 3 (E)3 11-12 為題組 在圖 5所示之 xy 座標方格區域內有強度為 E 之均勻電場， 方向為 +y 方向。將一帶電粒子由 P點以 v 的速度向右水平 射 出 ， 經 一 段 時 間 通 過 Q點 ， 粒 子 運 動 的 軌 跡 如 虛 線 所 示，過程中重力的影響可忽略。圖 5中每一方格邊長為 d 。 試根據圖 5，回答 11-12題。 11 . 下列哪一選項內的所有粒子均有可能為射出之粒子？ (A)α粒子、β粒子、質子 (B)電子、中子、碳原子核 (C)電子、中子、α粒子 (D)質子、氦原子核、鋰離子 (E )β粒子、電子、氯離子 12 . 由粒子的運動軌跡判斷，此帶電粒子的電量與質量之比值大小為何？ (A) 23v Ed (B) 23 4 v Ed (C) 2 3 v Ed (D) 23 16 v Ed (E ) 2 12 v Ed 圖 5 P Q d E d y x 指定科目考試參考試卷 物理考科 5 13-14 為題組 地震波可分類為於地球表面傳遞的表面波與在地球內部傳遞的體波，而體波又可分為 P 波和 S波兩種形式。 P波屬縱波， S波則屬橫波。 P波與 S波 的振動方式不同，因而會引起不同的地面震動－垂直震動 （地面震動垂直於地面）與水平震動（地面震動平行於地 面）。已知某地區地震觀測站偵測一接近地表的震源產生 之震波，如圖 6所示，箭頭為震波傳遞到觀測站的行進方 向。假設該地區附近地層之縱波傳播波速 pv 可以 5000 m/s 來估算，而橫波傳播波速 sv 也可以 3000 m/s估算。試依據 圖 6與前文所述，回答 13-14題。 13 . 關於觀測站的測量結果，下列敘述何者正確 ? (A)觀測站量得 P波比 S波晚到 (B)觀測站皆無法區分 S波與 P波的到達時間 (C)觀測站量得地面發生水平震動的時間比垂直震動早 (D)觀測站量得地面發生水平震動的時間比垂直震動晚 (E )觀測站量得地面發生水平震動的時間與垂直震動相同 14 . 如果觀測站量得縱波與橫波的到達時間相差 1 .0 s，則觀測站與震源的直線距離約為 多少？ (A)1000 m (B)2500 m (C)4000 m (D)7500 m (E)10000 m 15 . 在 甲 乙 丙 丁 戊 等 五 種 不 同 的 液 體 ， 各 放 入 一 個 材 質 相 同 但 體 積 不 同 的 均 勻 實 心 球 體 ， 各 球 體 均 可 靜 止 漂 浮 在 液 體 之 上 。 球 體 體 積 1V 及 球 體 在 各液面下的體積 2V 標示於圖 7 中，試問這五種液體何者的密 度最大？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E )戊 16 . 一塑膠筒內裝有總質量 10 k g 的冰、水混合物，在時間 0t = 時，筒內冰的質量為 kgm 。 此 時 小 強 開 始 以 溫 度 計 與 碼 錶 記 錄 筒 內 溫 度 變 化 T∆ 與 經過時間 t 的關係，所得數據如圖 8 所示。過程中此系 統每單位時間從其環境吸收的熱量為定值，且塑膠筒與 溫度計的熱容量可忽略，已知水的比熱為 1 cal/g C⋅ D ，冰 的熔化熱為 80 cal/g ，則 m 值約為多少？ (A)0 .75 (B)1 .25 (C)2 .5 (D)2 .75 (E)3 .25 17 . 若電子的初始動能很小，而要使其物質波波長小於 111.0 10 m−× ，則最小須以多大電 壓 加速電子？ (A)1 .5伏特 (B)15伏特 (C)150伏特 (D)1500伏特 (E)15000伏特 V1 甲 乙 丙 丁 圖 7 戊 V2 0 圖 6 觀測站 ＊ 震源 p 5000 m/sv = s 3000 m/sv = ( )CT∆ D ( )t 分 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 0 圖 8 物理考科 指定科目考試參考試卷 6 18 . 圖 9 與圖 10 中各有兩個圓形線圈，大線圈都使用普通導線連結電池與開關，以形成 迴路；圖 9 中小線圈的材料是普通導體，圖 10 中小線圈則是超導體，且處於超導態。 開始時兩圖中的大線圈中都有電流，兩個小線圈中沒有電流，現在用開關 S 切斷 電 流，使大線圈成為斷路，試問在理想狀況下，經過一段時間後，圖 9 與圖 10 小線圈 圓心附近的磁場有何變化？ ( A)兩圖中的磁場不一定會消失，需視大線圈上的電流大小而定 ( B)圖 9 磁場會消失，圖 10 磁場不會消失 ( C)圖 10 磁場會消失，圖 9 磁場不會消失 ( D)兩圖中磁場都不會消失 ( E)兩圖中磁場都會消失 19 . 如圖 11 所示，一條輕繩子跨過定滑輪，輕繩的左、右端各懸掛兩個質量均為 m的砝 碼，此時，輕繩的張力為 1T 。若從右側取下一個砝碼，改 掛至左側 ， 則系統自靜止釋放後輕繩的張力變為 2T 。假設摩擦力可不計，輕繩 與定滑輪的質量可忽略，則 2T 為何？ (A) 1 1 3 T (B) 1 1 2 T (C) 1 2 3 T (D) 1T (E ) 1 3 4 T 20 . 單狹縫繞射實驗中，有一波長為 λ 的平行光垂直於狹縫入射。已知遠處屏幕上 P 點 至狹縫兩端的光程差為 3 2 λ ，如圖 12 所示，則該點屬於下列何者？ (A)第一暗紋 (B)第三暗紋 (C)中央亮帶中線 (D)第一亮紋中線 (E )第二亮紋中線 圖 11 T 1 單狹縫 平行光 屏幕 P 圖 12 普通導體線圈 S 圖 9 大線圈 超導體線圈 圖 10 S 大線圈 指定科目考試參考試卷 物理考科 7 二 、 多 選 題 （ 2 0 分 ） 說明：第21至第24題，每題各有5個選項，其中至少有一個是正確的。選出正確選項，標示 在答案卡之「選擇題答案區」。每題5分，各選項獨立計分，每答對一個選項，可得1 分，每答錯一個選項，倒扣1分，完全答對得5分，整題未作答者，不給分亦不扣分。 在備答選項以外之區域劃記，一律倒扣1分。倒扣到本大題之實得分數為零為止。 21 . 科學家利用 x 射線繞射來觀察晶體中的原子結構是利用下列哪些特性 ? (A)x射線的粒子性 (B)x射線的波動性 (C)x射線通過晶體會產生干涉現象 (D)晶體中的原子成規則排列 (E )晶體中原子間距離接近 x射線的波長 22 . 利用圖 13 所示的惠司同電橋裝置測定 2R 未知電阻值時，下列敘述哪些是正確的？ (A)若 選 取 1 50 ΩR = ， 而 檢 流 計 G 讀 數 為 零 時 ， 測 得 長 度 比 MO 1 2NO = ，則 2 100 ΩR = (B)檢流計的內電阻大小對 2R 值的測定結果影響不大 (C)若檢流計的電流為由 O往 P，則應將滑動接頭 O往左移以使 檢流計的電流讀數為零 (D)若所選取 1R 的電阻值與 2R 越接近，則測定的 2R 值誤差越小 (E )檢流計的電流讀數為零時，表示 P、 O兩點電位相同 23 . 圖 14 中彈簧的彈力常 數 250 N/mk = ，其右端 固定，左端 聯結一質 量 M 10 kg= 的木塊 ， 靜置於無摩擦力的水平面上。今有一顆體積很小，質量 10 g m = 的子彈，向右以水平 速度 v射入且留於木塊中，形成子彈與木塊的組合體。從 子 彈 與 木 塊 接 觸 到 子 彈 與 木 塊 相 對 靜 止 的 這 段 碰 撞 時 間 為 ∆t，碰撞後組合體作左右向的簡諧運動，其 週期為 T ， 彈簧最大壓縮量為 0 . 20 m。如果 ∆t T� ，且彈簧的質量可 以忽略不計，則下列敘述哪些為正確？ (A)子彈崁入木塊過程為完全彈性碰撞 (B) 2 M mT k += π (C)簡諧運動的過程中，組合體的最大速率為 M v M m+ (D)簡諧運動系統之力學能約為 5 .0 J (E)子彈水平速度 v約為 1000 m/s 24 . 關於以圓軌道繞行地球的人造衛星與太空梭，下列敘述何者正確？ (A)由於地球的自轉，所以從赤道附近發射人造衛星時比從北極發射時需要較少的能量 (B)距離地面為同一高度的不同衛星，其繞行地球的速率與其本身質量無關 (C)繞行地球中的太空梭上太空人處於失重狀態，是因為離地太遠，所受地球引力太小 (D)某一人造衛星繞地球一周需時 90分鐘，則此人造衛星遠比月球接近地球 (E )「同步衛星」的周期和月球繞行地球的周期幾乎相同 圖 13 O M P G N S 圖 14 m v M 物理考科 指定科目考試參考試卷 8 第 貳 部 分 ： 非 選 擇 題 （ 佔 2 0 分 ） 說明：本大題共有二題，作答都要用0.5 mm或0.7 mm之黑色或藍色的原子筆、鋼珠筆或中 性筆書寫。答案必須寫在「答案卷」上，並於題號欄標明題號（一、二）與子題號 （1、2、3…）。作答時不必抄題，但必須寫出計算過程或理由，否則將酌予扣分。 每題配分標於題末。 一 、 一 部 質 量 2000 kg M = 的 汽 車 在 車 廠 作 直 線 加 速 運 動 性 能 測 試 時 ， 車 子 從 靜 止 （ 0.0 st = ） 加 速 至 15 m/s 54 km/hv = = 需 要 時 間 ∆ 5.0 st = ， 假 設 此 ∆t 時 間 內 汽 車 質 心 為 等加速度運動，針對此時間內 1 . 請以時間 t 為橫軸，速率 v為縱軸，畫出汽車質心運動的 -v t 圖，圖上請標明坐標軸 上的變數、格線、單位等。（ 3 分） 2 . 求 3.0 st = 時，汽車所受之淨力 F 的大小。（ 3 分） 3 . 求淨力對汽車作功的瞬時功率 ( )P t ，並畫出 -P t 圖，圖上請標明坐標軸上的變數、 格線、單位等。（ 4 分） 二、圖 15 為一交流電路（其電流、電壓與電阻之間的關係，以及電功率的計算，與直 流電路相同），有一傳輸線路連接甲乙兩個理想變壓器，其中甲為升壓變壓 器，原 線圈與副線圈之線圈數比為 1： 100；乙為降壓變壓器，原線圈與副線圈之線圈數比 為 100： 1。傳輸線路中的電阻可由兩個 50Ω電阻器來代表。圖 15 中家庭電器 LR 兩 端電壓為 100 V，其消耗功率為 200W。 1 . 變壓器乙的輸入電壓是多少？（ 4 分） 2 . 傳輸線路中所損耗的電功率是多少？（ 4 分） 3 . 要減少該傳輸線路中所損耗的電功率，有什麼辦法？（ 2 分） 50 Ω 1：100 變壓器甲 圖 15 100：1 變壓器乙 交 流 電 LR 50 Ω 傳輸線路